黑臭水体流域治理

2017年3月PPP视角下的流域水环境综合治理技术-以德国埃姆歇河治理经验为例柯艳春德国工学博士Dr.-IngYanchunKe2019/12/29PPP与流域治理0022019/12/29PPP与流域治理PPP解决的三个问题：3大资金高效率公共安全2019/12/29水处理基础知识012019/12/29水H2O蓝色星球大约71%被水覆盖136亿亿吨地球总重的1/3600水做的人人体总重的65%日需饮水约2000升心脏含水量约80%水与城市19世纪前，生活生产中产生的污水和废水，经过简单收集后，直接通过灌渠排放，不经过任何处理。2019/12/29620世纪初，城市生活污水开始被集中收集，经格栅处理后排放至自然水体2019/12/297水与城市2019/12/29固体物质泥沙垃圾有害物质重金属致病菌病毒GICONBioenergieGmbH城镇污水主要污染物2019/12/29•营养物质氮磷可降解有机物Wikimedia城镇污水主要污染物•富营养化=是一种氮、磷等植物营养物质含量过多所引起的水质污染现象。水体营养化10gastein-im-bild缺营养型中度营养natura2000富营养化kumapictures•藻华•黑臭•毒性•腐烂富营养化的危害11faunoekjmueller重金属危害12•直接毒害•长期影响WikimediaJangtseRiverinderNähevonChongqingam07.09.2014Quelle:机械处理除渣•C-removal除碳•N-removal脱氮•P-removal除磷•Disinfection消毒处理→whenuseforirrigation,recreationalwaterbodies•Removalofmicropollutants除微剩余污染物→indiscussioninEurope城市污水处理目的2019/12/2913YonkerWater2019/12/29流域水环境综合治理BASINCOMPREHENSIVEHARNESSING02142019/12/29此处添加公司信息15城市黑臭城市现代发展之殇!2019/12/2916城市黑臭水体河湖水体黑臭、富营养化和藻华频发已经成为我国水环境的突出问题，在城镇地区的河道的黑臭化已经成为水生态文明建设中最为棘手的问题。2019/12/2917黑污泥上浮H2CH4MnFeMnFeMnFeSMnSFeSMnS胶体吸附城市黑臭水体成因厌氧反应18厌氧反应臭有机物挥发性烷醇类硫化氢氨气小分子有机胺缺氧城市黑臭水体成因2019/12/2919污染负荷过高氧气消耗过量内因外因初期雨水畜禽养殖生活垃圾生活污水工业废水农业面源补水不足底泥污染河道垃圾城市黑臭水体污染源2019/12/2920外源污染控制技术雨水污染农业面源生活污水点源污染海绵城市分流制管网改造雨量模型.生态湿地岸带修复生态系统现代农业生产技术湿地或滨岸带缓冲系统新建城市污水处理厂污水处理厂提标改造管网收集工业废水处理设施畜禽废水处理设备厌氧氨氧化技术外源污染控制技术2019/12/2921•清淤疏浚，原位掩蔽，淋洗，引水等。•适用所有水体，见效快，工程量大，清淤深度确定困难物理修复•原位生物修复，异位生物修复，联合修复技术•修复彻底，成本低，见效慢，长期维护。生物修复内源污染控制技术•氧化还原技术，原位钝化技术等。•见效快，药剂消耗，对水体生态环境破坏大。化学修复补给活水处理方案2019/12/2922地表水补给再生水补给城市水系连通雨水涵养利用提高城市水体流动性生态修复技术2019/12/2923生态驳岸水下地形设计生境营造植物修复生态浮岛动物修复人工水草复氧增强河流自然生态系统的恢复是保证长效治理的关键！2019/12/29242流域综合治理首席专家2019/12/29Dipl.-Geogr.DetlefRieger-德国流域治理专家-德国埃森地表水处理部门负责人-担任过20多个流域治理项目的负责人如：德国埃姆歇河和利珀河的改造徐州沛北矿区一体化建设和修复柯艳春博士-德国工学博士-德国联邦环境基金会（DBU）奖金获得者-青岛世园（中德合作）半集中式资源再生利用中心现场德方总协调人-长沙市3635人才计划高级经营管理人才-德国埃姆歇河流域治理专家252019/12/2926水环境综合治理环境质量提升流域统筹谋划国际团队支持人文精神塑造滨水价值挖掘治理理念基于城市水环境管理层面的设计规划，借鉴国际先进模型和治理经验，复合型的河道治理方案，科学全面的管理机制，拓展城市滨水价值空间，实现长治久清。治理理念-河道治理不可能靠单项技术实现-应根据实际情况选择最适用的技术包-河道治理应考虑经济成本和长效安全2019/12/2927河道截污河道清淤水质净化生态修复全流域生态修复的规划理念治理理念2019/12/2928运营维护工程建设技术选择定位和规划问题诊断和分析治理路线2019/12/2929问题诊断和分析污染源和负荷分析环境容量计算实地调查检测底质、水质和生态分析水文洪潮分析从根源出发，对问题进行全面的剖析，为后续步骤提供有力的支撑。治理路线2019/12/2930定位和规划综合评估体系PERLODES水力学模型NAModelle河道功能划分河道分区定位治理阶段划分从城市水环境管理的层面出发，提前考虑生态元素，合理划分治理阶段和治理区域。应急处理，消除黑臭1去浊还清，河道改造2生态修复，长绿久清3治理路线2019/12/2931-输入多组参数，通过Perlodes系统，对河道进行综合评估。-根据评估结果，划分多个治理阶段，确定各治理阶段的重点和内容。-根据水力计算和模拟的结果，使分区时兼顾河道功能、污染状况、水力条件和生态状况。-规划从城市水环境管理的层面出发，兼顾生态元素，不同区域采取不同的技术手段。治理路线2019/12/2932技术选择外源控制技术管网建设污水处理厂新建/改造点源就地处理生态护岸隔离雨水控制和净化内源治理技术旁路净化底泥疏浚覆盖强化增氧曝气化学混凝沉淀微生物制剂生态修复技术水生动植物恢复生态护岸、浮床水下地形改造河流形状改造生境营造复合型治理方案，根据不同区域和阶段选择最适合的技术，同时保证技术之间的关联性。补给增容技术再生水补给地表水补给水系连通雨水蓄积利用治理路线2019/12/2933德国生态清淤技术流域水环境综合治理-工程技术瑞士OLOID搅拌设备瑞士雨水污染控制设备射流曝气设备国际先进专业设备2019/12/29流域水环境综合治理-分散式污水处理技术分散式污水处理技术体系：•AAO工艺成熟，除磷脱单效果好•IBR工艺占地小，维护简单，运行成本低•生物滴滤工艺占地小，成本低，运维简便差异化解决方案，因地制宜34浏阳河连片整治建设12个乡镇污水处理连片治理2019/12/2935工程建设经济合理的施工技术手段，优秀的项目管控，保证施工质量的的同时保证工期。管网建设污水处理厂底泥疏浚增氧曝气生态岸坡治理路线2019/12/2936运营维护底泥控制巡查打捞风险控制和预警应急处理智慧水务用科学经济的方法进行管理和维护，保证河道治理的长效型和稳定性。水质监测和预警水务4.0巡查打捞治理路线ERPDMS云计算供排水设施在线仪表自控系统智能运营中心智能维护专家团队云端2019/12/29•智能监测•智能传输•智能运营城市水务智能运营技术-水务4.0智慧运营，智能管控•智能维护•云端支持•专家服务六大功能运营成本降低10-20％!!372019/12/29水务38•德国埃姆歇河（Emscher）治理工程2019/12/29水务39埃姆歇河的综合治理埃姆歇河：莱茵河的重要支流，干流全长83.1km，位于德国工业重地鲁尔区，该区域人口密集。曾经的问题：明渠排污，无数的工业及生活污水向其倾倒煤炭开采量大，导致地面沉降、河床遭到破坏、河流改道堵塞2019/12/29水务40埃姆歇河的综合治理世代工程（1990-2020）将排污渠变为自然河流耗资45亿欧元近百个治理子项目，不同领域的多家公司联合完成埃姆歇河的变迁2019/12/2941泛滥成灾的河流明渠排污的臭水沟污水河水分离（截污）生态系统的重建改造前改造后2019/12/29水务42截污纳管形态改造生态修复埃姆歇河的综合治理技术路线源头控制2019/12/2943埃姆歇河的综合治理治理措施－建设污水处理厂和相应设施（曝气装置、探井、泵站）－铺设排污管，截断污水入河－河床清理－雨水蓄积（蓄水池）、回用和渗透雨污分流（15%）、雨水预处理（截污收集管、隔油装置）-河流形态改造－近自然化修复排污管充氧曝气水务2019/12/2944埃姆歇河的综合治理AlteEmscherWWTP污水处理厂EmschermündungWWTP污水处理厂BottropWWTP污水处理厂DortmundBottropDuisburgDinslakenDortmund-DeusenWWTP污水处理厂污水处理厂建设水务2019/12/2945污水处理厂探井两条污水管单条污水管水量大小40m原有的管道污水收集管网地下泵站仅有三座埃姆歇河的综合治理水务2019/12/29水务46埃姆歇河的综合治理工程施工2019/12/2947埃姆歇河的综合治理河流形态改造－水文、生态和污染状况调查－确定河道形态核心技术：水力计算、污染模型、地理信息系统确定符合生态需要的河道形态（河流形状、河床形态、岸坡形态）－分区域工程改造水务2019/12/2948埃姆歇河的综合治理去硬质化改造水务2019/12/2949埃姆歇河的综合治理近自然化改造——支流LäppkesMühlenbach水务改造前改造后2019/12/2950埃姆歇河沿岸的改造水务亲水性改造：通过对滨水空间的设计，使人与水体充分互动，同时保证生态、安全和舒适。宗旨：在保证防洪安全的前提下，恢复河流自然生态，并兼顾亲水景观设计以及市民休闲生活需要。设计原则：-保持滨水空间的连续和渗透-提供丰富多样的空间形式-亲水行为倡导2019/12/2951埃姆歇河沿岸的改造埃姆歇河沿岸的改造内容：-驳岸的设计改造-滨水步行道路和骑行道路-亲水节点改造-滨水废弃景观改造水务2019/12/2952驳岸的设计改造埃姆歇河的亲水性改造改造过程水务53滨水步行道路和骑行道路-平时：亲水性绿色生态步道；大雨时：用作蓄洪区（开启闸门）-蓄水能力：两百万立方米河蓄洪区闸门埃姆歇河沿岸的改造水务54埃姆歇河沿岸的改造亲水节点改造埃姆歇岛埃姆歇公园2019/12/29水务55PhoenixSee凤凰湖-位于多特蒙德市，靠近河的源头-改造前：凤凰炼钢厂所在地，河水通过一根管道流过-改造：由于产业调整，钢厂搬迁挖掘废墟和土壤后留下的凹地被改造成人工湖（14平方公里）土壤过滤住宅区骑行步道娱乐休闲区污水管网坝埃姆歇河溢流堰曾经的管道埃姆歇河沿岸的改造2019/12/29水务56改造前1.供动植物栖息、居民娱乐休闲2.蓄水防洪3.丰富水系调节河流123改造后3埃姆歇河沿岸的改造57埃姆歇河沿岸的改造滨水废弃景观改造2019/12/2958谢谢聆听！Thanksforyourlistening！2019/12/29水务59OLOIDInversionstechnikGmbH－表⾯曝⽓机，使⽔流定向流动，同时产⽣脉冲波浪－低能耗，搅动范围⼤－有效抑制藻类的⽣长－将氧⽓带到底部，提⾼⽔体含氧量，有效防⽌⽔体⿊臭合作伙伴