河道生态治理工程重难点

河道生态治理工程重难点（一）初期雨水前期处理监理控制要点初期雨水污染物治理应从以下三方面着手:①源头减量,就地处理;②收集调蓄处理;③加强维护管理。一、源头减量和就地处理：1、多孔材料铺砌（植被入渗系统）采用多孔材料替换完全硬化的地面，增加入渗量,减少径流量。2、植草排水沟。多用于路边，目的在于增加入渗量，减少径流。3、屋顶花园系统。可调节峰值流量，降低城市热岛效应。4、地面清扫。从源头减少污染。5、下凹式绿地拦截。6、人工湿地技术。系统可分为四个部分：前期处理区、进水缓冲区、湿地处理区和雨水滞留区。7、旋流分离式初雨弃流系统。8、地下控制。包括干井入渗系统和沟渠入渗系统，用砖砌、混凝土浇筑或用砾石填充(空隙率≥30%),将雨水收集并逐步下渗。二、收集调蓄处理：1、污水管网调蓄。用截流管连接雨、污水管渠，将雨水管中污染严重的径流截流至污水管中，送入城市污水处理厂进行处理。2、储存调节池（旱季放空）可作为其他处理的前处理。3、截流处置池。分末端截流和功能截流池。4、湖河调蓄。对于多湖泊城市可采用，但需考虑污染物对河湖水质的影响。三、加强维护管理1、应定期对汇水区域进行清理。2、完善并落实相关法规及规范。四、初期雨水前期处理技术1、地下集蓄池该社区的集蓄池主要是针对社区别墅、大型会所建筑等面积较大的屋面，面积约为22500m2。地下集雨池可建在社区空地或绿地下面，上面覆土种植植被，既能作为集雨设施，又不妨碍地上功能的实现。地下集雨池主要为钢筋混凝土结构，并设有过滤池、沉淀池、水泵等装置。收集的雨水主要用于景观湖补水和水景喷泉等。2、植草浅沟植草浅沟是在地表沟渠中种植草本，为一多功能的暴雨控制、雨水收集设施。当雨水径流流经植草浅沟时，经过沉淀、过滤、渗透、植物吸收及生物降解等作用，径流中的污染物被削减，达到雨水收集利用和径流污染控制的目的。综合考虑浅沟的水力计算方法和净化功能，在该社区内设计了长约1km的植草浅沟，浅沟表层种植耐淹的结缕草、狗牙根及其他禾本科草本，用于收集小区内绝大部分的绿地径流和非透水性道路广场的径流，直接汇入暴雨塘内暂时储存。3、下渗碎石沟渠下渗碎石沟渠是一种以多种粒径的碎石(砾石居多)为主要结构的线型集水槽，为周围汇水区域的低势区。当汇水区的地表径流进入碎石沟渠后，通过碎石层逐渐下渗，碎石的物理结构以及生长的生物膜起到过滤雨水和降解污染物的作用。与植草浅沟相比，碎石沟渠削减径流峰流量的能力较差些，主要用于收集该社区内的少数屋面雨水和透水性路面雨水。全区设计了500m长的碎石沟渠，收集的地表径流在输移过程中得到净化，汇入暴雨塘，作为景观湖的补水水源。2、初期雨水控制与弃流雨水径流有明显的初期冲刷作用，即在多数情况下，污染物是集中在初期的数毫米雨量中，因此，控制初期雨水成为雨水利用系统和城市径流污染控制的一项主要举措。由于初期雨水污染程度高，处理难度大，因此对初期雨水的控制主要采用弃流处理。初期雨水弃流可去除径流中大部分污染物，包括细小的或溶解性污染物，因此是一种有效的水质控制技术。初雨弃流装置有多种设计型式，可以根据流量或初期雨水排除水量来设计控制装置。3、优先流法弃流池初期雨水弃除最常用的方法是优先流法，即将设计的集雨面的初期径流量优先排入相应容积的需水空间内，然后再流入收集系统的下游，如图1所示。弃流池一般用砖砌、混凝土现浇或预制，可设计为在线或旁通方式，所截留的初期雨水在降雨结束后或者由水泵排入污水管道，或者逐渐渗入周围的土壤。相应的雨水弃除设施如图1所示。该方法设计根据雨水径流的冲刷规律合理确定弃流水量。优点是简单有效，可以准确地按设计要求控制初期雨水量，效果好。主要缺点是当汇水面较大收集效率不高，需要较大的池容。（二）底泥活化监理控制要点2.1、主要施工方法监理(1)工艺流程根据该工程底泥的特点和清淤工程量大小，在原有工艺基础上进行改进，扩大生产能力和效率，增加泥浆浓缩沉淀工序，使整个工艺具有针对性，同时提高脱水设备的效率。主要工艺河库治理流程是通过环保疏浚一砂泥分离一浓缩沉淀一机械脱水一淤泥固化一尾水达标排放，工艺流程图如下：(2)施工方法施工方法由环保疏浚、疏浚底泥处理处置、淤泥固化及资源化利用四部分组成。(3)生态清淤开发新型生态清淤船，利用600m3／h环保绞吸船将泥浆经3km管道输送至岸上进行后续处理。(4)淤泥快速脱水清淤泥浆通过砂泥分离装置去除固体物，如碎石、渔网、塑料纸、贝壳、腐烂水生植物等，砂泥分离装置处理量为150m3／h的砂泥分离机4台。固体物通过下坡板送到堆料区，并由铲车运送到填埋区。泥浆水(粒径0．5ram以下)用泵打到l#浓缩沉淀池，添加淤泥处理剂1，沉淀池的处理量为150m3／h。沉淀池的沉淀淤泥输送至离心机组进行固液分离，开发大流量高效离心机，选用40ma／h处理能力的离心机1台。脱水后的泥料(含固率55％以上)再进行后续固化，沉淀池的上清液达标排放。脱水后的上清液再用泵打到2井浓缩沉淀池。处理后的尾水达标排放，尾水可作为絮凝剂和反冲洗的中水，少量淤泥回流至一号调节池进行循环处理。(5)淤泥固化及资源化利用脱水泥料通过皮带输送机送到淤泥固化池，添加一种固化剂进行固化处理，最后通过铲车运到指定填埋场堆放，7天无侧限抗压强度大于lOOkPa，28天无侧限抗压强度大于150kPa，前一周如果下大雨需要遮盖防雨布防潮，4周后可以利用挖掘机压实堆高。脱水泥料也可作其它资源化利用，如烧制环保节能砖(压强达到lOOkg／cmz)、轻质陶粒以及制作有机肥、绿化营养土等。2．2、新技术、新材料、新设备、新工艺和施工运用(1)生态清淤环保铰刀头生态清淤环保铰刀头作为本项目的专利技术得到运用，其主要原理为通过高速旋转式铰刀和清淤环保罩，高速旋转式铰刀将河底淤泥及硬土在环保罩内绞碎，再通过砂浆泵及时吸入管道。实践证明能有效防止底泥在清除过程中的二次污染。(2)生态清淤船生态清淤船采用生态清环保铰刀头，作业装置能够实现薄层精确清淤，该船作业集清淤前后测量、清淤、效果评估一体的智能清淤平台，适合于河湖治理要求的水下薄层精确清淤。(3)淤泥快速脱水装置利用大长径比离心机，添加自行研发的环保絮凝剂，对淤泥浆快速脱水，脱水后的泥料含固率高。(4)脱水、固化集成站将淤泥快速脱水和淤泥固化有效集成一体化处理站，实现了淤泥脱水固化一体化，做到日产日清，大大缩短了清淤、堆放、固化的时间（三）曝气复氧监理控制要点根据需曝气河道水质改善的要求(如消除黑臭、改善水质、恢复生态环境)、河道条件(包括水深、流速、河道断面形状、周边环境等)、河段功能要求(如航运功能、景观功能等)、污染源特征(如长期污染负荷、冲击污染负荷等)的不同，河道曝气一般采用固定式充氧站和移动充氧平台两种形式。各种河道曝气充氧设备的特点和适用范围见下表。1、固定式充氧站(1)鼓风曝气即在河岸上设置一个固定的鼓风机房，通过管道将空气或氧气引入设置在河道底部的曝气扩散系统，达到增加水中溶解氧的目的。一般由机房(内置鼓风机)、空气扩散器和管道组成。(2)纯氧曝气纯氧曝气可以分为两种形式：①纯氧一微孔布气曝气系统，由氧源和微孔布气管组成；②纯氧一混流增氧系统，由氧源、水泵、混流器和喷射器组成。纯氧曝气系统的氧源可采用液氧(LOX)和利用制氧设备(PSA)制氧。(3)机械曝气机械曝气设备直接固定安装在河道中对水体进行充氧。可以分为三种形式：①轮吸气推流式曝气器，由电动机、传动轴、进气通道和叶轮组成；②水下射流曝气设备，由潜水泵、水射器组成；③叶轮式增氧机，由叶轮、浮筒和电机组成2、移动式充氧平台移动式充氧平台是在不影响航运的基础上，在需要曝气的河段设置可以自由移动的曝气增氧设施，主要用于在紧急情况下对局部河段实施有目的的复氧，目前使用最多的是曝气船。对于城市中小河道，一般水体较浅、水面较窄、没有航运要求，往往适合采用机械曝气的形式。值得注意的是，不同的机械曝气设备也可能会产生不同的治理效果。此外，曝气设备的选择还需要考虑如何消除曝气产生的泡沫、与周围环境相协调等因素。（四）水体前期处理监理控制要点水的前期处理的工艺流程通常为：原水→混凝→沉淀澄清→过滤。天然水体中常含有泥沙、粘土、腐殖质等悬浮物和胶体杂质及细菌、真菌、藻类、病毒等微生物，它们在水中具有一定的稳定性，是造成水体混浊、颜色和异味的主要原因。混凝处理、沉降澄清和过滤处理，就是以除去这些杂质为主要目的，使水中悬浮物的含量降至5mg/L以下，即得到澄清水。这称为水的前期处理。经过前期处理后的水，再用离子交换的方法除去水中溶解性的盐类及用加热或抽真空或鼓风的方法除去水中溶解性的气体，方可作为锅炉用水。如不首先除去这些杂质，后续处理（除盐）将无法进行。因此，水的混凝处理是水处理工艺流程中的一个重要环节。4.1、水的混凝处理在水的前期处理中，从原水投加混凝剂开始，到产生大颗粒的絮凝物为止，整个过程叫混凝处理过程。它包括两个阶段：首先是胶体颗粒脱稳，它是指水中胶体颗粒的双电层被压缩或电性中和而失去稳定性的过程，即在瞬间内将混凝剂与水快速均匀混合并产生一系列化学反应，这一过程所需要的时间很短，一般可在10~30秒内完成，最多不超过2分钟；第二个阶段是絮凝，它是指脱稳后的胶体颗粒聚合成大颗粒絮凝物的过程，这一过程需要一定的聚合时间。混凝处理的目的是除去水中的悬浮物，同时使水中胶体、硅化合物及有机物有所降低，所以常以出水浊度评价混凝处理的效果。混凝处理的效果受到许多因素的影响。1、水温水温对混凝处理效果有明显影响，低温水是水处理中的一个较难解决的问题。高价金属盐类的混凝剂，其水解反应是吸热反应，水温低时，混凝剂水解更加困难，特别是水温低于5℃时，水解速率极其缓慢，所形成的絮凝物结构疏松，含水量多，颗粒细小。水温低时，水的粘度大，水流的剪切力大，使絮凝物不易长大，已长大的絮凝物也可能被水切碎；水温低时，胶体颗粒的溶剂化作用增强，形成絮凝物的时间长，沉降速度慢。用铝盐作混凝剂时，水温为25~30℃比较适宜。铁盐受温度的影响较小。2、水的PH值以铝盐为例，水中铝盐的水解过程是一个不断放出H+的过程。因此，在不同的PH值条件下，将有不同的水解中间产物。用铝盐作混凝剂时，混凝处理的最佳PH值一般在6.5~7.5之间。此时混凝效果较高。另外，PH对水中有机物的形态也有一定的影响。当PH值较低时，有机物如腐殖质为带负电荷的腐殖酸，容易通过混凝处理除去；当PH较高时，成为溶解性的腐殖酸盐，除去效果较差。尽管水的PH值对混凝处理效果影响较大，但在天然水体的混凝处理中，却很少有投加碱性药剂或酸性药剂来调节PH值的。这一方面是因为天然水体比较接近最优PH值；另一方面水中投加药剂后又增加了其它物质的含量，给后续处理带来不必要的麻烦3、混凝剂的用量当混凝剂加入量不足时，出水中剩余浊度较大；当加入量过大时，由于水中的胶体颗粒吸附了过量的混凝剂，引起胶体颗粒电荷性改变，导致出水中的剩余浊度重新增加。因此，只有当混凝剂的加入量适当时，才可产生快速凝聚，使出水剩余浊度急剧降低。由于混凝过程并不是一种单纯的化学反应，因此所需的加药量不能根据计算来确定，而应根据具体的水质来确定最适宜的加药量；当水质发生季节性变化时，应相应地调整加药量。一般来说，水中的悬浮物和胶体物含量愈高，所需混凝剂量就愈大；但有时水中有机物较多及色度较大时，虽然悬浮物等含量较少，所需的混凝剂量却反而较大。4、接触介质在进行混凝处理或其它沉淀处理时，如果在水中保持有一定数量的泥渣层，可明显提高混凝处理的效果。这个泥渣层就是前期混凝处理过程中生成的絮凝物，它可提供巨大的表面积，通过吸附、催化及结晶核心等作用，提高混凝处理的效果。所以在目前设计的混凝沉降处理设备中，都设计了泥渣层。比如我们的澄清池。5、水和混凝剂的混合速度通常混合时的流速应大于1.5m/s，混合时间一般不大于2分钟。水的混凝处理中常用的混凝剂一般为铝盐和铁盐。我们现在采用的是液体复合聚铝或固体聚合氯化铝。它们具有以下优点：投药量少；形成絮凝物的速度快，而且密实易沉降；适用范围广，对低浊度水、高浊度水、低温水