水生态处理工艺

深圳市新城市规划建筑设计有限公司湖南分公司生态法治理水污染介绍2016年5月生态法处理生活污水的应用微污染河、湖的生态修复海绵城市建设生态法处理污水常用工艺简介一.生态法处理污水的定义：生态法处理污水是一种基于生态学原理类天然的节能型污水处理技术，通过人工构筑湿地、稳定塘、水生植物塘、水生动物塘、土地处理系统，以及上述处理工艺的组合，借助细菌、藻、微生物、浮游动物、底栖动物、水生植物以及各种生物的多层次、多功能的代谢过程，诸如物理的、化学的、物理化学的和生物的代谢过程，使污水中有机物污染物、营养素及其它污染物进行多级转换、利用和净化，从而使污水实现无害化、资源化和再生利用。二.生态法污水处理常用工艺及简介1.人工湿地人工湿地是模拟自然湿地的人工生态系统,由人工建造和控制的类似沼泽的地面,由微生物和水生植物组成的独特的动植物生态系统,通过过滤、吸附、沉淀、离子交换、植物吸收和微生物分解来实现对污水的高效净化，与自然界湿地系统相比,人工湿地生态系统无论在地点的选择、负荷量的承载上,还是在可控性、对污水的处理能力上,都大大超过自然湿地生态系统，分表面流湿地和潜流湿地两种。二.生态法污水处理常用工艺及简介2.稳定塘稳定是以自然池塘为基本构筑物，通过自然界生物群体如微生物、藻类、原生动物、后生动物、水生植物以及其他水生动物净化污水的处理设施。根据塘水中溶解氧含量和生物种群类别及塘的功能可分为厌氧塘、兼性塘、好氧塘、曝气塘、深度处理塘5种。塘内形成菌藻、水生植物、浮游植物、底栖动物和鱼、虾、水禽等多级生物链，污水有机物、氮磷等可转化为水产动物饵料、青饲料等物质，实现污水综合利用。可以因地制宜，市郊或农村地区水塘、低洼地均可改造成稳定塘，基建投资较少。二.生态法污水处理常用工艺及简介3.土地处理土地处理是利用土壤-微生物-植物组成的生态系统的自我调控及人工调控的机制对污水中的污染物进行一系列物理的、化学的、生物的净化过程，使污染物得以去除，污水水质改善。通过系统中营养物质和水分的循环利用，使绿色植物生长繁殖，从而实现污水无害化、稳定化、资源化的系统工程，称为污水土地处理系统。可利用废劣土地、可绿化大地、增添风机美色改善地区小气候、促进生态系统良性循环，分慢速渗滤、快速渗滤、地表漫流和地下渗滤4种工艺类型。三.生态法处理生活污水的应用我国绝大部分生活污水采用传统的二级活性污泥法处理，该处理工艺存在投资高、能耗高、管理要求高等不足，生态法作为一种能克服上述不足的污水处理新技术在我国广大乡村地区得到越来越广泛的应用。案列一：某县生活污水及部分微污染河水处理工程：规模5万吨/天；处理工艺：混凝沉淀+人工快渗；处理效果：处理后达到地表三类水标准；处理费用：0.2-0.3元/吨；投资：约2500元/吨。三.生态法处理生活污水的应用案列二:某镇污水处理工程处理规模：近期2000m3/d，远期4000m3/d，污水管道及截流干管总长为7017m；主要构筑物：占地面积116672m2，建构筑面积7540m2，道路及广场面积450m2，绿地面积4126m2，湿地池6250m2。项目投资：总投资999.51万元（其中污水处理厂工程为661.48万元，配套污水管网工程338.03万元。）排放标准：《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级标准中B标，其中：COD≤60mg/L，氨氮≤15mg/L，总磷≤1mg/L。三.生态法处理生活污水的应用案列三：阳澄湖莲花岛旅游区生活污水工程莲花岛地处阳澄湖中心，是集吃、住、游、乐、购为一体的原生态休闲小岛，每天产生近30吨污水，为了保护阳澄湖水质和生态环境，建设一套生态型污水处理系统，出水需达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级标准中A标准后排入阳澄湖。结合当地自然条件，采用预处理+复合型潜流人工湿地+天然湿地湾组合工艺处理，湿地湾不但可以进一步净化水质，构建微生态系统，同时带来一定的景观效应。湿地湾面积约550m2，总面积约1100m2，该工程无须专人看管，配置一人定期现场巡视即可，污水处理总费用不足0.3元/吨，远低于集中式污水处理厂0.7-1.0元/吨，污水处理全过程运用生态技术，有良好的经济效益、社会效益和景观效应，如在我国广大的农村及偏远地区旅游区推广，将产生极大的环境和生态效应。四.生态法和传统处理工艺的比较生活污水处理后排放水要达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准，常用工艺比较：工艺指标废水名称A/O+混凝沉淀+过滤A/O+MBR多级组合式生态法产泥量多少很少占地面积较小小大气候条件影响小小有运行管理专人专人无需专人运行费用中高低工程造价中等最高最低五.探索乡村及景区污水的生态处理工艺我国乡村及一些偏远地区的旅游区由于污水排放分散、水量小，水污染问题一直没有得到有效的解决。探索一种采用人工湿地、稳定塘、土地处理等生态处理单元，根据现场自然条件组合的污水处理工艺，应具有科学、经济可行、处理效果好、管理简单的特点，使污水处理与环境生态建设有机结合起来，从而解决生态环境与环境污染之间的矛盾。尤其在风景区的污水处理设施不得影响景区的景观，最好能与环境进行融合，充分考虑与景观学、生物科学、美学等相关学科的结合，在污水处理区种植美观及具有一定经济价值的植物，形成一个独特的生态系统，既能净化污染物还能美化景观形成良好的生态环境，提高旅游资源的价值。随着社会经济迅速发展，生态环境不断恶化，特别是水体污染与富营养化日趋严重，恢复生态多样性与环境污染产生了不易调和的矛盾。污水生态治理净化水体的技术给我们提出一条可行的解决途径，如何利用这种以生态学理论为指导的技术，并结合水体的生态状况和景观生态学、环境科学、美学进行整治和水体修复，是值得每一位环境保护人士关注的！六.微污染河、湖的生态修复①支持鼓励公众参与，体现人水相谐的意识；②强调生态化整治，采用自然的、生态的修复方式；③注重与流域的经济发展、社会与自然生态环境相协调；④实施彻底的截污工程，彻底清除污染源,防止治理后的水质被二次污染。六.水生态修复技术1.水体造流增氧湖水流动性差，底层水存在缺氧的现象，“流水不腐”，为使湖水活起来，采取强化措施提高湖泊水体的含氧量，让缺氧的底层水与富氧的表层水混合流动均质化，加大水体的自然富氧能力，激活水底生命系统及底质在湖水净化中的重要功能，为净化水体污染物的各类生物特别是活性微生物群落创造有利的生态环境，也为快速消除有机污染物创造有利条件。采用喷泉等增加水体的流动性，表层水的氧气就能够供给水底的淤泥，淤泥的表面形成好氧细菌的过滤床，水底的磷、氮、淤泥就是这块田地的肥料被用于作为宝贵有机资源的提供浮游生物繁殖，浮游生物成为昆虫和鱼、贝类的饵食从而被消灭，达到净化水质的效果。六.水生态修复技术耕水原理图六.水生态修复技术2.设置生态湖岛生态湖岛是主要针对富营养化的水质,利用生态学原理,建造的降低水中的有机物、氮、磷的含量,抑制赤潮的发生提高水的透明度为目的人工浮岛,为水中微生物、水生植物及水生动物营造适宜的生息空间,构建水上生态循环系统来修复水质和恢复生态体系,既能去除水体中富营养化物质还具有景观功能。六.水生态修复技术3.食藻虫水下生态修复水体富营养化导致以蓝藻、绿藻为优势种藻类过度增殖,引起水溶解氧含量下降、水质恶化、使鱼类及其他生物大量死亡,水体透明度降低阳光难以穿透水层从而影响沉水植物的光合作用,水体生态系统完全破坏。食藻虫是一种经驯化改良后专门摄食蓝、绿藻的低等甲壳浮游动物,一般在4mm-6mm之间,每天可吞食数十倍自身体积的藻类和有机颗粒,快速清除水体中藻类。在水体修复中其作用如下：①迅速清除水中藻类,提高水体透明度,为沉水植物生长提供条件；②食藻虫本身是鱼类很好的饵料,其把水体中藻类、有机颗粒转等化为动物蛋白被鱼虾等摄食,快速形成良性生态链促进修复系统的稳定。六.水生态修复技术4.构建水生植被水生植物是水体生态系统生物链中重要的“生产者”,能直接吸收水体中的氮、磷等营养物质,传输氧气到水底，同时它们又为其它生物提供生存或附着场所，提高生物多样性。沉水植物利用透入水层的阳光和水体有机物分解过程产生的CO2进行光合作用并向水体放氧,从而促进水体的好氧生化自净作用,还可形成“水下森林”的景观。在岸边种植挺水植物，建造节地型绿化带,进一步净化水质的同时丰富了河、湖的景观。六.水生态修复技术5.构建鱼草贝共生体系生态湖水净化过程中产生数量巨大的微型生物,为维持湖泊正常的生态平衡,必须将此生物量的大部分从生态系统输出,加之还有许多腐屑需从湖中清除,为此,应构建吃食有机腐屑和微型生物为主的螺类、蚌类等重要底栖动物,可放养铜锈环棱螺、湖蚌、河蚌等。通过大量投放鲢、鳙、草鱼等滤食性鱼类,吸食浮游植物和浮游生物,并滤食有机碎屑和其上的细菌,以此产生对水质净化和改善的促进作用。六.水生态修复技术6.生物膜强化修复对污染较严重或截污不彻底的河道、湖泊采用采用生物膜强化修复，在水体中放置生物附着载体，通过定期投加特种高效生物制剂和培养基，控制系统微生物生长繁殖条件使微生物不断繁，同时激活受污染水体底部的厌氧、好氧等微生物，去除水中污染物。六.水生态修复技术7.河道的生态化治理河道不仅要满足防洪的要求,还应具有旅游、娱乐、景观、生态、改善人居环境等多方面的功能,目前河道整治使用钢筋混凝土、浆砌块石等硬化护坡和河底,采用橡胶坝等拦截河水,建立高耸的沿河护栏,这些措施严重破坏了河道自然生态系统,使得水量减少、水质恶化,河流的各项生态功能受到抑制,迫切需要新型的生态化理念来指导河道生态整治工作，重塑生态河岸、科学配种植物、恢复生物多样性,建造节地型河流绿化带等。在规划河流形态时,应遵循河流的自然演变规律,使河道恢复自然的蛇形弯曲形态,塑造自然河川的主流、深潭、浅滩和瀑布相间的格局,完善生态景观建设。七.水体生态修复的关键河、湖水体整治和修复是一项长期工程,理念是基石,规划是关键,技术是支撑,管理是保障。生态修复技术是一种是科学、经济可行和生态可持续的方法,具有良好的社会效益、景观效应。水体恢复的前提是实施彻底的流域截污工程,彻底清除污染源,目标是维护水体的生态平衡,关键是控制浮游植物量和提高水体透明度,当水体中微生物、浮游植物、浮游动物、贝和鱼数量处于一个相对平衡状态。水体透明,大型水生植物,特别是沉水植物才有良好的生存环境,才能建立起相对稳定的具有一定自净能力能够维持的生态系统。要建立长效管理机制,运用技术、经济、法律、行政等手段,限制和控制自然与人为因素损害河、湖水质的活动,达到既满足人们日常生产生活需要,又不超出水体生态系统的自净能力,否则水体生态环境就不能从根本上得到修复和有效的保护。八.海绵城市建设我国是个严重贫水的国家,人均水资源占有量仅占世界平均水平的¼，随着城市化进程的加快,环境污染、生态破坏等问题不断加剧,水资源短缺问题越来越突出。雨水回收再利用越来越被人重视,为了解决城市水资源供需矛盾日益突出的问题,13年习近平总书记提出“海绵城市”建设，是通过雨水的回收利用来缓解城市缺水一项重要决策,“海绵城市”是能够像海绵一样吸水的城市,最大程度地留住雨水,通过净化处理后再利用，是“水利、生态、景观”三位一体的综合治理措施,不仅要提高径流雨水的渗透、调蓄、净化和利用,完善雨水的排放系统还可解决城市雨水滞涝问题,结合风景园林艺术改善城市生态景观，构建城市生态休闲活力带。八.海绵城市建设1.海绵城市建设内涵“海绵城市”建设核心指导思想是指低影响开发，即城市规划建设时，使水文、生态、环境影响最小或保持原状态不变。三大建设途径包括生态系统的保护、修复和低影响开发建设。首先，应最大限度地保护生态功能区、生态敏感区和生态脆弱区；其次，通过制定生态的可持续设计方案，修复受损生态系统，增加生态空间比例；最后，应将低影响开发规划理念融入新区建设与老区改造工程中。三大排水系统是指低影响开发雨水系统、雨水管渠系统和超标雨水径流排放系统。低影响开发雨水系统主要通过绿色屋顶、透水铺装、雨水花园等相对小型、分散式的源头设施控制中、小降