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城市景观水处理技术整合文档.doc

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上传者: info 2012-07-26 评分 0 0 0 0 0 0 暂无简介 简介 举报

简介:本文档为《城市景观水处理技术整合文档doc》,可适用于经济金融领域,主题内容包含科学用水艺术用水内容来自:水艺网http:wwwaquasmartcn城市景观水处理技术整合文档城市景观水处理技术之生态法生态修复法是一种采用种植水符等。

科学用水艺术用水内容来自:水艺网http:wwwaquasmartcn城市景观水处理技术整合文档城市景观水处理技术之生态法生态修复法是一种采用种植水生植物、放养水生动物建立生物浮岛或生态基的做法适用于全开放式景观水体。它以生态学原理为指导将生态系统结构与功能应用于水质净化充分利用自然净化与水生植物系统中各类水生生物间功能上相辅相成的协同作用来净化水质利用生物间的相克作用来修饰水质利用食物链关系有效的回收和利用资源取得水质净化和资源化、景观效果等结合效益。生态方法通过水、土壤、砂石、微生物、高等植物和阳光等组成的“自然处理系统”对污水进行处理适合按自然界自身规律恢复其本来面貌的修复理念在富营养化水体处理中具有独到的优势。生物操纵控藻技术生物操纵是利用生态系统食物链摄取原理和生物相生相克关系通过改变水体的生物群落结构来达到改善水质、恢复生态平衡的目的。其实现途径有两种(图l所示):放养滤食性鱼类吞藻或放养肉食性鱼类以减少以浮游动物为食的鱼类数量从而壮大浮游动物种群。陈济丁等研究认为平突船卵蚤等大型植食性浮游动物能显著减少藻类生物量。刘建康、谢平在武汉东湖的围隔试验表明放养滤食性鱼类可有效地遏制微囊藻水华。HYPERLINK"http:bbschlacomcnuploadjpg"t"blank"jpg(K)::在实际应用中生物操纵的操作难度较大条件不易控制生物之间的反馈机制和病毒的影响很容易使水体又回到原来的以藻类为优势种的浊水状态。水生植物净化技术高等水生植物与藻类同为初级生产者是藻类在营养、光能和生长空间上的竞争者其根系分泌的化感物质对藻细胞生长也有抑制作用。日本尝试过利用大型水生植物的生物活性抑制藻类生长。国内研究表明沉水植物占优势的水体水质清澈生物多样性高。目前研究较多的水生植物有芦苇(Phragmitesaustralis)、凤眼莲(Eichhorniacrassipes)、香蒲(Typhaspp)、伊乐藻(Elodeanuttallii)等。浮床种植技术的发展为富营养化水体治理提供了新的思路该技术以浮床为载体在其上种植高等水生植物通过植物根部的吸收、吸附、化感效应和根际微生物的分解、矿化作用削减水体中的氮、磷营养盐和有机物抑制藻类生长净化水质。井艳文等年在北京什刹海利用生态浮床技术进行水体修复试验水体透明度、TP、TN等指标均明显好转。利用水生高等植物组建人工复合植被在富营养化水体治理中具有独特优势但要注意防止大型植物的过量生长使藻型湖泊转变为草型湖泊这会加速湖泊淤积和沼泽化在非生长季节大型植物的腐败对水质的影响会更大。大型水生植物对河道、湖泊的船只通航也有一定影响。多自然型河流构建技术德国、瑞士在世纪年代末提出“亲近自然河流”概念和“自然型护岸”技术日本在世纪年代初展开了“创造多自然型河川计划”这些构建多自然型河流思路的共同特点是通过河流生态系统的修复恢复提高河流的自净能力。多自然型河流构建技术包括生物和物理两部分。)多自然型河流的生物部分。自然型河流构建技术中应用的生物主要是水生植物和水生动物。利用水生植物净化河水的原理是利用水生植物如:芦苇、水花生、菖蒲等吸收水中的氮、磷有些水生植物如凤眼莲、满江红等能较高浓度富集重金属离子芦苇则能抑制藻类生长。此外水生植物还能通过减缓水流流速促进颗粒物的沉降利用植物净化水体与自然条件下植物发挥净化河水的作用有不同之处它必须考虑其中的不足之处。首先大部分水生植物在冬季枯萎死亡净化能力下降对此已有使植物在冬季继续生长的研究报道其次植物收获后有处理处置的问题处置不当会造成二次污染目前已有经济利用植物净化水体的报道。生物操纵法则是利用水生动物治理水体污染尤其是富营养化水体。经典生物操纵法的治理对策是:放养食鱼性鱼类控制捕食浮游动物的鱼类以促进浮游动物种群的增长然后借助浮游动物遏制藻类使藻类的叶绿素含量和初级生产力显著降低。)多自然型河流的物理结构多自然型河流的物理结构包括多自然型河道物理结构和生态护岸(河堤)物理结构。多自然型河道物理结构建设的思路是还河流以空间构造复杂多变的河床、河滩结构富于变化的河流物理环境有利于形成复杂的河流动植物群落保持河流水生生物多样性。杨荟提出河床要有弯曲变化的自然流路要有浅滩、深潭且要多孔质化以便水流形成不同的流速带。目前生态护岸常采用蛇笼护岸、土工材料固土种植基、植被型生态混凝土等几种结构。它们共同的特点是采用有较强结构强度的材料包覆部分或者全部裸露的河堤或者河岸这些材料通常做成网状或者格栅状其间填充有可供植物生长的介质介质上种植植物利用材料和植物根系的共同作用固化河堤或者河岸的泥土。生态护岸在达到一定强度河岸防护的基础上有利于实现河水与河岸的物质交换有助于实现完整的河流生态系统削减河流面源污染输入量。其他生态技术人工湿地是对天然湿地净化功能的强化利用基质水生植物微生物复合生态系统进行物理、化学和生物的协同净化通过过滤、吸附、沉淀、植物吸收和微生物分解实现对营养盐和有机物的去除。严立等采用由砾石、沸石和粉煤灰填料组成的三级人工湿地净化富营养化景观水体对TP、TN、COD、浊度和蓝绿藻的去除率分别达到~、~、~、和左右。周琪等利用水平潜流人工湿地修复受污染景观水体试验结果表明湿地系统对有机物、NHN、TN和TP均有较好的去除作用去除率随停留时间的延长而提高温度、填料和植物种类对处理效果也有很大影响。人工湿地占地面积较大且填料层易堵塞、板结限制了其在城市景观水体治理中的应用。稳定塘又称氧化塘通常是深度为~m的浅塘通过各种好氧、厌氧过程和食物链处理受污染水体。何龙采用生态砾石接触氧化稳定塘处理微污染景观水COD、浊度、TN、TP和蓝绿藻的去除率分别为~、左右、~、~、左右。稳定塘运行成本低但占地面积大处理周期长适于附近有天然池塘可以利用的景观水体。生态混凝土技术生态混凝土是由胶凝材料填充包裹在粗骨料周围而形成的新型多孔材料克服了传统混凝土护坡植被无法生长的缺点连续孔隙适于植物根系生长和微生物附着从而具有生态净化功能。吕锡武以生态混凝土河道模型处理模拟河道水运行d后TP、TN和高锰酸盐指数去除率分别达、和但发现运行初期混凝土的溶出物会对水体产生负面影响且运行时间过长(超过d)时TP、TN和高锰酸盐指数有回升现象。城市景观水处理技术之生物法生物方法具有运行费用低、操作管理简单、无二次污染等优点若景观水体中的有机物含量较高则可利用生物方法处理。生物接触氧化生物接触氧化法(ASFF)兼有生物膜法和活性污泥法的优点在染料废水的处理中已取得良好的效益。该法采用人工曝气和将填料完全浸没在污水中的手段使微生物以固定生物膜的形态附着于填料表面与所需净化的污水相接触从而对水中有机污染物进行降解与转化。采用多段ASFF法处理含酚废水酚的去除率可达。生物接触氧化法是从生物膜法派生出来的一种废水生物处理法即在生物接触氧化池内装填一定数量的填料利用栖附在填料上的生物膜和充分供应的氧气通过生物氧化作用将废水中的有机物氧化分解达到净化目的。世纪末德国开始把生物接触氧化法用于废水处理但限于当时的工业水平没有适当的填料未能广泛应用。到世纪年代合成塑料工业迅速发展轻质蜂窝状填料问世日本、美国等开始研究和应用生物接触氧化法。中国在年代中期开始研究用此法处理城市污水和工业废水并已在生产中应用。生物接触氧化法是以附着在载体(俗称填料)上的生物膜为主净化有机废水的一种高效水处理工艺。具有活性污泥法特点的生物膜法兼有活性污泥法和生物膜法的优点。在可生化条件下不论应用于工业废水还是养殖污水、生活污水的处理都取得了良好的经济效益。该工艺因具有高效节能、占地面积小、耐冲击负荷、运行管理方便等特点而被广泛应用于各行各业的污水处理系统。生物处理是经过物化处理后的环节也是整个循环流程中的重要环节在这里氨氮、亚硝酸、硝酸盐、硫化氰等有害物质都将得到去除对以后流程中水质的进一步处理将起到关键作用。如果能配合JBM新型组合式生物填料使用可加速生物分解过程具有运行管理简便、投资省、处理效果高、最大限度地减少占地等优点。许祯等用微滤生物接触氧化工艺处理天津市芳水园小区湖水COD、TN、TP和BOD的去除率分别为、、和。王立军等用生物接触氧化法处理公园景观水COD、NHN、TP、浊度、色度和SS的降幅分别达、、、、和出水达到地表水III类水质标准。生物接触氧化技术占地面积较大低温时处理效果下降明显。曝气生物滤池曝气生物滤池(BAF)是年代初兴起的污水处理新工艺已在欧美和日本等发达国家广为流行。该工艺具有去除SS、COD、BOD、硝化、脱氮、除磷、去除AOX(有害物质)的作用其特点是集生物氧化和截留悬浮固体与一体节省了后续沉淀池(二沉池)其容积负荷、水力负荷大水力停留时间短所需基建投资少出水水质好运行能耗低运行费用省。BAF属第三代生物膜反应器是接触氧化法的一种特殊形式也可以看成是普通生物滤池的一种变形。BAF在生物反应器内填装高比表面积的颗粒填料以提供微生物生长的载体同时在填料下部鼓风曝气球形的粒状填料使得气泡通过滤层时的行程加长空气通过滤料层的氧利用率可达以上空气动力效率的提高降低了污水处理的动力费用。不仅具有生物膜工艺技术的优势同时也起着有效的空间过滤作用,使用BAF处理过的出水SS远低于普通生物处理方法。二、BAF的工艺特点采用气水平行上向流使得气水进行极好均分防止了气泡在滤料层中凝结核气堵现象氧的利用率高能耗低与下向流过滤相反上向流过滤维持在整个滤池高度上提供正压条件可以更好的避免形成沟流或短流从而避免通过形成沟流来影响过滤工艺而形成的气阻上向流形成了对工艺有好处的半推流条件即使采用高过滤速度和负荷仍能保证BAF工艺的持久稳定性和有效性采用气水平行上向流使空间过滤能被更好的运用空气能将固体物质带入滤床深处在滤池中能得到高负荷、均匀的固体物质从而延长了反冲洗周期减少清洗时间和清洗时用的气水量滤料层对气泡的切割作用事使气泡在滤池中的停留时间延长提高了氧的利用率由于滤池极好的截污能力使得BAF后面不需再设二次沉淀池三、BAF的技术特点总体投资省包括机械设备、自控电气系统、土建和征地费占地面积小通常为常规处理工艺占地面积的厂区布置紧凑美观处理出水质量好可达到中水水质标准或生活杂用水水质标准工艺流程短氧的传输效率高供氧动力消耗低处理单位污水的电耗低过滤速度高处理负荷大大高于常规处理工艺陆洪宇采用AO一体式悬浮曝气生物滤池处理苏州园林景观水COD、NHN、TN和TP的去除率分别为左右、以上、左右和接近出水浊度低于NTU。曝气生物滤池水头损失大需定期反冲洗对进水SS要求比较严格。膜生物反应器膜生物反应器(MembraneBioreactor简称MBR)是高效膜分离技术与活性污泥法相结合的新型水处理工艺。用中空纤维膜取代活性污泥法中的二沉池进行固液分离有效地达到了泥水分离的目的。膜的高效截留作用可以有效截留硝化菌使其完全截留在生物反应器内使硝化反应得以顺利进行有效去除氨氮避免污泥的流失同时可以截留一时难于降解的大分子有机物延长其在反应器的停留时间使之得到最大限度的分解。MBR对主要污染物如COD等的去除率较传统工艺大大提高出水可以直接回用。主要特点:占地面积小处理效率高水力停留时间少全自动控制操作方便投资费用及运作成本低运行稳定可靠抗水质冲击负荷能力强膜材质为聚偏氟乙烯(PVDF)该材料化学性能稳定、抗氧化性强、使用寿命长、耐污染、易清洗特别适合于污水处理利用生化池的曝气过程对膜纤维表面进行清洗防止膜堵塞保持稳定的产水量。王雪梅等用一体浸没式膜生物反应器处理上海城市内河道水对富营养化河水NHN、COD的去除率分别达和亲水性膜在运行通量和通量恢复能力上均比疏水性膜优越但两种膜的出水水质基本没有差异。膜生物反应器处理成本高易发生膜污染在国内目前尚难以推广。微生物净化技术微生物作为水体中的分解者在水质净化中有着重要作用。人工选育培养出的光合细菌、硝化细菌等复合高效微生物能够有效去除氮、磷营养元素和有机污染物抑制藻类生长增加水体溶解氧改善水质。潘涌璋等在东莞市某住宅小区的景观池投加BBL微生物菌剂mgL投药d后水面藻类消失COD、NHN、TP和浊度去除率分别为、、和。日本研制的EM菌剂、美国的ClearFlo系列菌剂在国内外富营养化水体的治理中都取得一定效果。利用致病微生物控制藻类是微生物技术的一条新的途径即向水体投放藻类致病细菌或病毒使之染病死亡。据报导某些溶藻细菌可以通过同藻类竞争有限营养或分泌胞外物质抑制藻类生长并导致藻细胞的溶解。史顺玉等从滇池分离出的溶藻细菌DC对微囊藻等蓝藻有很强的溶解作用接入两天后叶绿素含量下降左右。城市景观水处理技术之化学方法对于公园湖泊、河道等大面积水体由于氮、磷等植物营养物的大量排入已经发生富营养化引起水质变臭时可以采用直接向水中投加化学药剂的方法杀死藻类然后通过自然沉淀后清除淤泥层即可达到防止水体富营养化的目的。杀藻常用的药剂有硫酸铜和漂白粉。对湖泊投加时可把药剂放在布袋中系在船尾上浸泡在水里然后在水中按一定的路线航行。投药量随藻类的种类和数量以及其他有关条件而定。一般说硫酸铜效果较好药效长每升水投加.mg.mg.在几天之内就能杀死大多数产生气味的藻类植物但往往不能破坏死藻放出的致臭物质。漂白粉或氯能去除这种放出的致臭物质但投量要多一些如.mg~mg。应当注意加氯不应过多否则反而又会增加水的气味。药剂的正确用量可借试验确定。另外由于硫酸铜对于鱼类也有毒性其致命剂量随鱼的种类而异约mgLmgL。这个数字在灭藻所需剂量范围的附近。因此在景观兼养鱼的塘水中投加杀藻剂杀藻时应慎重考虑以免发生水中鱼类死亡现象。气浮法气浮技术是利用高度分散的微气泡与水中悬浮颗粒黏附使其随气泡浮升到水面从而加以分离去除适当加人混凝药剂可显著改善气浮效果。藻类密度较小絮凝后絮核轻飘且粘附气泡性能良好因而相比沉淀技术气浮法处理富营养化水体更具优势。武汉东湖水厂和上海盛大花园人工湖气浮除藻装置的运行结果表明气浮工艺可有效去除水中的细小悬浮颗粒、藻类和磷酸盐等污染物大幅增加水体溶解氧有效改善水环境质量。宫磊等用小型涡凹气浮设备和组合絮凝剂处理滇池含藻水含藻量和浊度去除率分别达和。用分散气浮工艺从水中除藻除藻率达阳离子表面活性剂的絮凝性能优于阴离子和非离子表面活性剂原水pH值和离子浓度是影响气浮效果的关键因素。按照微细气泡产生的方式可将气浮净水工艺分为分散空气气浮法、电解凝聚气浮法、生物及化学气浮法和溶气气浮法(真空式气浮法和压力溶气气浮法)等。目前应用较多的是部分回流式压力溶气气浮法(简称加压溶气气浮法)其处理效果显著而且稳定并能大大降低能耗。其原理是引水入处理器投加混凝剂使水体中的细小悬浮颗粒如藻类和非溶解性有机污染物形成絮凝体在水中通入微细气泡使其黏附于悬浮状态的小颗粒杂质絮凝体上造成比重比水小的状态并依靠浮力使其上浮至水面。比重比水大的大颗粒絮凝体用沉淀法去除从而获得高效固液分离效果。气浮法具有如下特点:有效去除微污染水中细小悬浮颗粒、藻类、固体杂质和磷酸盐等污染物气浮使水中的溶解氧含量得到大幅增加有效改善了水环境的质量操作简便易于维护可实现全自动控制抗冲击负荷能力强对水质、水量变化的适应性好可以即开即用立竿见影运行管理灵活方便运行成本低。美国水处理协会杂志的结论曾显示气浮针对含藻及有机物(如水草、腐叶等)较多的水处理效果比较好而且对凝聚的要求可适当降低节约混凝剂量及减少反应时间并且气浮处理排泥方便、耗水量小泥渣含水量低不需反冲。故气浮法在维护城市景观水体水质方面具有较大优势。化学杀菌消毒法化学除藻消毒法主要是通过向水中投加各种杀藻剂(如硫酸铜、漂白粉、次氯酸钠等)杀死藻类抑制藻类爆发改善水体的透明度具有工艺简单无须单独建造处理构筑物、初期投资省等特点。投加的化学试剂中硫酸铜除藻效果较好药效长但往往不能破坏死藻放出的致臭物质。漂白粉或氯可去除此类致臭物质但投加量要多却又不可过量否则反而会增加气味用量要试验确定。此外硫酸铜对于鱼类有毒性因此在兼养鱼的景观水体中的投加量需慎重。但是采用此水处理方法久而久之水体中会出现耐药性的藻类杀藻剂的效能会逐渐下降投药的间隔会越来越短且投加的量会越来越多杀藻剂的品种也要频繁地更换还会对环境造成二次污染且长期运行成本高。考虑到景观水的观赏价值和人们的身体健康应尽量避免使用这种处理方法。其他化学技术混凝沉淀具有投资少、工艺简单、操作管理方便等优点可用于含有大量悬浮物、藻类的水的处理。石颖等用高锰酸钾复合药剂对模拟湖泊水(含藻量万tL)进行强化混凝试验除藻率达以上。混凝沉淀药剂消耗量和产生的污泥量大处理效果也有待提高。过滤技术使水流通过滤料或滤膜等过滤介质水中的藻类和颗粒物被筛分、截留。过滤工艺的关键是滤速的大小过滤前投加混凝剂微絮凝可提高过滤效果。余国忠等以丙纶丝为滤料过滤高藻水藻生物量和叶绿素a平均去除率分别达和。潘涌璋、郭大句用天然沸石滤床对富营养化景观湖水进行净化试验COD、NHN、TP和浊度的去除率分别为、、和。过滤处理虽然出水水质好但也存在过滤阻力大、藻类黏液易使滤层板结等不足。吸附技术向水体中投加吸附剂或使原水流过吸附床层将污染物和营养物质吸附去除。刘丽娜等用电厂粉煤灰吸附去除城市景观水中的磷去除率最高可达I对TN和COD也有一定的去除。吸附饱和后的吸附剂的处理问题是制约该技术大规模应用的瓶颈。城市景观水处理技术之物理方法景观水体净化的物理方法有机械过滤、疏浚底泥、光调节、水位调节、高压放电、超声波等方法。这些方法效果明显但不易普及难以大规模实施。在一定周期内清除湖底沉积物及抑制泥中氮、磷的释放是控制内负荷的有效途径。定期补水或换水是保持景观水体水质的最基本方法之一其主要机理为稀释作用是一种物理净化过程稀释作用并不改变污染物的性质但可为进一步的净化作用创造条件如降低有害物质的浓度使水体其他净化过程尤其是生物净化过程能够恢复正常。定期补充水换水的处理方法对于较小水面的景观水体来说是一种行之有效的方法。即使考虑全部换水也不会造成水源的过多浪费在经济上可行操作管理也方便同时可以达到预期的效果。但是对于较大水面的景观水体等则只能采用定期补水的方法由于一次性换水会造成水源的大量浪费在经济上是不可行的。因此定期补水能起到降低水体由于蒸发渗漏作用而引起的含盐量的增加以及稀释水体中有害污染物浓度的作用对于防止水体水质变坏及其防止水体富营养化的发生只能起到延缓作用而从根本上解决不了水体水质逐渐变坏的问题。引水换水通过周期性的引水、换水稀释水中营养盐和有机物浓度防止藻类疯长改善水质。我国的西湖引水工程日取水万m。定期将钱塘江水引入西湖在一定程度上控制了西湖水体恶化的趋势。使用这种方法必须有充足的干净水源作保证成本较高。水体曝气充氧利用自然跌水(瀑布、喷泉等)或人工曝气对水体复氧促进上下层水体的混合使水体保持好氧状态抑制底泥氮、磷的释放防止水体黑臭。罗固源等圜研究表明曝气对藻类生长有抑制作用夜间曝气的抑制作用尤其显著。近年来在北京、上海等城市进行了一定规模的河道人工曝气复氧试验和工程实践取得了较好的效果。曝气充氧动力能耗高且难以实现根本的脱氮除磷因此只能作为辅助治理手段。底泥疏浚底泥疏浚是解决内源污染的重要措施通过底泥的疏挖去除沉积物中的营养盐和其他污染物减少其向水体的释放。美国、日本、瑞典等国都进行过底泥疏浚的试验研究和工程实践。杭州西湖经两次大规模疏浚后与富营养化相关的主要指标均有不同程度的改善浮游动物种类增加浮游植物生物量和蓝藻比例均有所降低。底泥疏浚的缺点在于工程量较大效果难以持久可能破坏原有的底栖生物群落挖出的污泥易造成二次污染。底泥原位处理包括底泥封闭、底泥钝化技术主要是用塑料薄膜、颗粒材料覆盖底泥或者往水体投加铝盐、石灰等钝化剂阻隔、抑制底泥中氮、磷营养元素和重金属的释放从而降低水体中营养盐浓度。德国的Dagow湖和Globsow湖用硝酸盐和铁复合物进行底泥处理试验处理前磷释放量~mg(m•d)处理后几乎无释放。底泥原位处理技术容易对水底的生态系统造成破坏难以保证效果的持久性受风浪及水流扰动影响较大工程应用不多。机械除藻利用捞藻船、吸藻泵等机械设备捕捞水面上的藻类间接去除水体氮、磷营养盐。中科院水生生物研究所于年对滇池水华蓝藻进行机械清除共清除蓝藻t(干重)相当于从水体中去除了氮t、磷t、有机质t水体中的重金属也被部分去除。机械除藻技术的优点是能够快速应付藻类的大面积爆发操作简单没有负面效应但只是一种应急补救措施。全国服务热线电子邮箱infoaquasmartcn客服QQ

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