方案~景观水处理方案(同济大学)

景观河道 水处理

方案 （草案） 上海同济大学环境学院 2005-4-26 一 业主的有关要求 1 工程概况及现场条件 1.1人工湖及景观河道总水容量约为7200立方米。

2 工程承包范围 2.1水处理工艺路线设计图（气浮工艺）。 2.2机房内所有机电设备材料的供应及安装，除甲方提供的机房内照明系统、动力电源及从天然河道进水管和供水管（室外管道不考虑土方量）。 2.3出水管、回水管出机房1米加装阀门。 2.4设备调试及人员培训。

3技术要求 3.1人工湖及景观河道要求3天循环1次，每小时的处理量为100立方米/小时。 3.2工艺要求简单、成熟、稳定、实用、合理，以节省投资和运行管理费用。 3.3处理后的水质浊度控制在10度以内，并满足国家相关的景观娱乐水的标准。 3.4提供满负荷运行费用及年平均运行费用。

4其它 4.1本次方案的报价包括机房内的所用设备及安装的报价以及室外出水管的报价。 二 景观水处理技术路线的选择 一）景观水体的主要污染途径和污染物质 1、外源污染 1）排入水体的污水：污水由于暴雨而部分进入雨水系统，再进入人工湖； 3）地表径流和地下渗流：人工湖周围的草坪或绿地，对草坪施肥和喷洒农药，会在植被和土壤中残留大量的污染物质，最后随地面径流（绿化喷洒和雨水形成）或地下渗流带入水体中。 4）汇流区域内的初期雨水：初期雨水，在洗涤和溶解了空气中和地表面上的污染物质后，受到一定的污染。根据有关研究，雨水中的磷浓度一般为0.07mg/L左右，氮浓度约为1.0mg/L。 5）水体周边的绿色植被进入水体而腐烂造成的污染。 2、内源污染 1） 养殖污染：在水中养鱼，投入的过多的食料和鱼类排泄物； 2） 水生植物：水生植物通过光合作用固定的有机物，随水生植物季节性死亡后进入水体； 3） 底泥：上述的各种污染物质在水体中停留时，因各种原因而沉积到池底，并发生分解，在一定的条件下，由池底重新进入水体。

上述这些污染物，可以分为有机污染和N、P污染。 这些污染物，进入水体的量超过水体自净能力（包括排出量），将使水质恶化。 景观水体水质恶化的主要现象有两种：1、水体发生黑臭；2、水体发生富营养化，产生水华。 这两种现象的成因各不相同。黑臭主要是水中有机物分解消耗水中溶解氧造成，富营养化则主要是水中N、P浓度过高引起。

二）景观水体治理技术综述 对景观水体水质的整治，包括两个层次的目的：1、使水的表观 性状符合景观要求，如控制水的色度和透明度，抑制水的异味产生，特别是防止藻类的大规模滋长；2、使水质指标有大的改善，如CODcr、N和P的浓度等，从而从根本上消除水质恶化的可能。这两种目的对水处理的要求和深度和难度有所不同。 主要的治理技术有： 1）水力方法，包括水体循环、换水法； 2）雨水综合回用； 3）化学处理，包括投杀藻剂、投加絮凝剂、投加除磷药剂； 4) 物理处理，包括沉淀、气浮、过滤； 5）生物处理，包括充氧、微生物法、生物种群法。

上述这种种方法，各有不同的适用性。选择控制和治理工艺一定要根据实际情况，并仔细分析成因。通常，景观水中有机污染和N、P问题都会存在，所以比较完善的方法包括上述几种方法的综合，最常见物理化学方法和生物处理联用。

三）工艺路线选择 根据上述分析，比较适合本项目的处理工艺有三种：过滤、气浮、生物处理。 过滤主要去除浊度物质，如细小的泥沙等，对藻类也有一定的去除作用。但是由于将来湖水富营养化，水中将出现大量的藻类。藻类能分泌黏液，在过滤时很容易和砂滤料黏附在一起，从而使过滤堵塞，在藻类过度生长时，过滤根本无法正常运行。如果滤料被污染，就必须更换，这是一件非常麻烦的事。很多自来水厂在运行中都遇到这个问题。这一点在我们目前完成的景观水项目中也得到了证实：周庄河道处理一期项目试验中过滤堵塞严重，运行极不方便。 气浮是去除水中藻类的最有效方法。这一点已在水处理领域得到公认。目前，在自来水预处理领域，气浮除藻工程最大的规模已经做到40万吨/日。气浮除藻的原理是向水中通入或产生大量的微细气 泡，使其粘附于藻类絮粒上，造成藻类絮粒整体比重小于水的状态，并依靠浮力使其上浮至水面，最后被刮走达到去除的目的。气浮对浊度的去除也有很好的效果，通常可以将浊度控制在3度。气浮的另一个附带好处是可以向水中大量充氧，防止水体厌氧发臭，对鱼类的生长也很有好处。气浮用于微污染水的处理，已经有丰富的经验。在景观水处理中，气浮的优良使用效果也得到了证明。比如在江南古镇周庄，用气浮对1.14公里的河道（水量2.5万米3）进行循环处理，使得河水清可见底。在佳苑样板河段处理中，使用气浮，样板河段的水质得到了非常明显的改善：处理前一片黄绿色的浑浊，处理后河道清澈见底，游鱼在其间悠游自如。 生物处理的主要目的是去除水中的有机物。生物处理可以防止水体黑臭。但生物处理对藻类的去除比较差，而且它几乎不能降低水中的N、P。考虑到投资和占地，本项目中，生物处理拟采用投加微生物菌种的方法，同时辅助充氧措施。当水体有机污染严重时，少量投加微生物菌种。 综上所述，确定气浮为人工河水处理的核心处理单元，适当辅以生物投菌。由于污染类型相似，向阳河水用气浮处理也同样会有有很好的效果。 四） 气浮技术背景 气浮的原理是：设法向水中通入或产生大量的微细气泡，使其粘附于水中颗粒上，造成气泡－颗粒整体比重小于水的状态，并依靠浮力使其上浮至水面，最后被刮走达到去除水中颗粒的目的。 气浮法按照气泡的产生形式有以下几类：分散空气气浮法、电解凝聚气浮法、生物及化学气浮法、溶解空气气浮法（包括真空式气浮法和压力溶气气浮法）。其中应用最成熟、最广泛的是部分回流加压溶气气浮法。 部分回流加压溶气气浮法是依靠水泵将经气浮处理后的净水的一部分回流加压进入溶气罐，同时通过空压机将空气压入溶气罐，空气在一定的压力条件下溶入水中，然后通过释放器将溶气水压力恢复 到常压，释出的大量微细气泡将和原水中的絮粒粘结在一起从而使藻类得到去除 气浮技术最早运用于武汉东湖水厂的高藻原水除藻处理就获得了极大的成功。目前，该技术已经在全国上百座水厂和一些景观水处理项目中得到了应用。

本项目中使用的气浮系统采用同济大学的高效气浮技术。该技术在国际上都处于领先的地位。 本项目中应用的TJQ气浮技术是一种溶解空气气浮工艺，它是通过高效溶气罐和释放器，在水中产生大量的微细气泡，使其黏附于藻类上，造成整体比重小于水的状态，并依靠浮力使其上浮至水面，从而获得固液分离的一种净水法。TJQ气浮系统具有如下特点： 1）低压运行，溶气工作压力仅为3公斤/厘米2； 2）高效能比，溶气效率高达99%以上，释气率高达99%； （以上两点确保了设备的能耗和运行费用极低） 3）微气泡与悬浮颗粒的高效吸附，提高了对藻类和浊度的去处效果；(确保优良的处理效果) 4）自动控制系统及简便的安装维护，使其成为真正的“傻瓜”式处理系统。（确保了设备的易操作、维护性） 三水质处理工艺设计 1设计处理水量 100m3/h 2设计工艺路线 根据上节分析，水质处理拟采取下面的工艺路线： 湖水 气浮―― 水泵 ―人工湖 具体流程参见附图:工艺流程图。 在该工艺中，气浮单元是主要的水处理单元。气浮去除了绝大部分的藻类和其它颗粒物。气浮处理后的水澄清透明。气浮工艺中对水体的大量充氧，增强了水体的自净能力。根据水质的变化，在运行中，也可以定期少量投加微生物菌种，强化水体对有机物的处理能力。 根据小区现场的布置，考虑气浮出水分区供水，总共有5个远点（离处理设备较远），选用四台水泵供水，2用2备。 3.设计参数 气浮溶气水回流比：15% ，上升流速3毫米/秒。 气浮设备采用1套，处理能力为：Q=100m3/h；每套功率为：W=6KW；每套净占地面积为：2.0m*7m*1.8m。 气浮池的渣可以用螺杆泵送入市政污水管道。 主要设备一览表 序号 设备名称 规格型号 数量 性能参数 备 注

1 高效气浮 TJQJ-100 1套 W=6KW；外形尺寸：2m*7m*1.8m 同济大学

2 螺杆泵 G20 1套 Q =2.43 m3/hr，h=40m，一用一备 上海开利水泵 3 加药装置 TJJY-1 1套 最大投加量为15升/小时 采用美国计量泵

4 进水泵 ISG100-90-4/2 2台 Q=100m3/hr,H=10m，一用一备,P=4KW 上海开利水泵

5 潜水泵 2台 Q=1m3/hr,H=10m，一用一备,P=0.5KW 室内集水井排污 4 配电及设备控制 1)、气浮系统中的动力设备有溶气水泵、空压机、刮渣机。其它的电气设备主要为溶气罐的自动控制装置。为了尽量简化系统，溶气罐的运行采用闭环控制，即将溶气罐内的液位信号为控制信号，通过空气管上电磁阀的开关来控制空压机的起闭。 气浮系统设备均配备自动/手动功能。

2)、用电负荷 序号 设备名称 规格型号 数量 使用系数 单机功率（KW） 运行功率小计（KW） 21 高效气浮 TJQJ-100 1套 1 P=6 6

22 螺杆泵 G20 1套 0.3 P=0.3 0.3

3 加药装置 TJJY-1 1套 0.2 P=0.5 0.1 44 出水泵 ISG150-200 2台 4 P=4 4

5 潜水泵 2台 0.05 P=0.5 0.05 运行功率合计（KW） 10.45 装机功率合计（KW） 14.5

5平面和高程布置 在高程布置上，由于气浮设备放置在地面，气浮工作水面为高于人工湖湖面，所以气浮池可以自流进入河水。人工湖出水通过水泵提升直接进入气浮。