华龙涌水环境治理案例

 

第一部分:亮点

在3个月的建设期时间内将透明度提升至40cm以上,溶解氧均在2.0mg/l以上,氨氮降至2.0mg/l以下,部分水质数据优于地表V类水质标准,实现消除了水体黑臭。

第二部分:概况

河道简介

本项目华龙涌及其支涌位置佛山市南海区桂城街道石社区,属于四村水系,由新华龙涌霍西涌新黄洞涌花社涌霍村南便涌组成,水系河网总长约4410m,河宽约4-7.5m,水深约0.8-1.8m, 水域面积约22230m2

 

四村水系图

石片区四村水系流域图

 

水体污染情况及治理前监测数据

2020年全年水质检测数据2020年72日水质检测数据、2019年华龙涌水体数据并结合其他历史监测数据可知,治理前华龙涌及其支涌水系主要为轻度黑臭水体,其中华龙涌水体东段受污染最为严重,河道水体氨氮高达39.8mg/L,为重度黑臭水体。

根据水质数据结合现场情况分析,本水系目前主要受到密集型村落生活污水污染,受少量小作坊式工业尾水污染。由于水体受污染严重,水系生态系统已经崩溃,丧失其固有的自净能力,在污染不断进入水系的情况下,污染物在水体厌氧发酵,产生发黑发臭现象,严重影响周边居民的生活质量,该水系黑臭治理已经是燃眉之急。

 

污染源分析

1.外源污染

根据现场勘查,河涌沿岸截污管网目前已经完善,截污井数量多。沿岸存在少量生活污水直排现象。勘察发现有明显排污排口约22个(水下及暗涵内排口未能进行统计),基本为公寓、民房、厂区生活宿舍产生的生活污水排口;有接近10处污水渗漏点,以及拍门晴天溢流、民房化粪池渗漏、被埋排口渗漏等。由于水系所处为密集型村落及密集型小作坊工业区,区域地面沉积有较多污染物,在雨水冲刷或洗路车的冲水情况下,会把路面污染物带入河涌,污染水系。

生活污水直接或间接入河是造成水系水体恶化的主要原因。其次是降雨降落冲击地面形成径流,冲刷城市硬化地面上累积的污染物,使其脱离地面进入径流中。最后是地表径流汇聚到排水管道中,形成较大的流量,卷起旱季或小流量时未能排除而沉积在管道中的污染物。地表径流污染、落叶及垃圾堆积增加水体污染负荷,使水体浑浊甚至富营养化,造成水体污染。

 

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1:外源污染排口

 

2.内源污染

现场勘察发现水系各河涌都沉积有不同程度污染的厚度约为0.4-1.2m的淤泥,部分河段淤泥灰白松软有粘性无臭味,也有部分河段淤泥灰黑松散有臭味,有些河段淤泥夹带有较多枯叶、油污等。

积累在底泥表层的氮、磷营养物质,一方面可被微生物直接摄入,进入食物链,参与水生生态系统的循环;另一方面,可在一定的物理化学及环境条件下,从底泥中释放出来而重新进入水中,从而形成河涌内污染负荷。

 

3.面源污染

现场勘查发现,面源污染最主要的是雨水径流污染,雨水冲刷将地表大量泥沙中的污染物带入受纳水体,使得河涌内不断积累污染物质。河涌边种植树木较多,落叶大量掉落水面,河涌缺少保洁工作,落叶大量堆积塘底。村民随手丢弃的生活垃圾等都会污染水体。

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5:河面落叶及垃圾

 

治理问题难点

河涌处于石繁华地段,街道人流、车辆来往密集,临近居民商铺较多。河涌有众多雨水纳污排口,地表沉降的较高浓度污染物冲洗汇集至雨水排口或通过坡岸进入水体,污染河涌水体,结合末端截流排口污水溢流,河涌水体负荷受冲击严重,加强生态系统稳定性抵抗初期雨水冲击项目治理主要难点之一。

项目河涌所受灾害性天气主要为台风雨季等强力破坏生态系统设施设备,主要表现为植物倒伏、浮岛破坏、水体浑浊、水质恶化、水生植物受冲击被拔起等,预防或减少自然灾害所带来的影响及灾后快速恢复也是改项目另一个难点

该项目施工、调试时间较为紧凑,且施工期间处于汛期、雨季频繁时期,长时间或频繁的降雨会阻碍施工。

 

第三部分:解决方案

3.1技术路线设计

针对华龙涌及其支涌存在沿岸排污口较多流域范围内已建成污水处理厂已满负荷水系自净能力较差部分居民偷排现象区域仍存在不同程度的雨水管网淤积、管道沉降脱节、排水口被堵,泵站设备陈旧、能力低下环境特点、水体特征、人文社会环境条件和区域经济发展水平,本项目技术路线兼顾近远期目标,在修整沿线截污内容的前提下,采用以“强化微生物系统”为主,辅以底质改良+生态复氧净化+水生植物净化+生物膜技术净化”水体综合整治设计技术路线

 

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华龙涌及其支涌水生态综合治理设计技术路线

 

项目河涌采用以“强化微生物系统”为主,辅以底质改良+生态复氧净化+水生植物净化+生物膜技术净化”相结合的技术实施生态修复设计,构建河涌的自我净化能力,抑制有害藻类生长,提升水体质量,提高水体透明度以及景观性,打造自净生态型水体。

    本项目在短时间内河涌水体达到消除黑臭标准,并能够在运营维护期内保证治理目标平稳达标。

(1)第一阶段:项目实施起第3个月内完成所有配套设施建设及水生态修复施工内容,水体悬浮物浓度明显降低,水体透明度明显改善,透明度≥15厘米。

(2)第二阶段:第4个月项目配套设施设备调试完毕,河道水体达到消除黑臭水体指标(具体指标如下消除黑臭水体指标标准表)。

(3)第三阶段:实现消除黑臭目标后,进入为期23个月的运营维护期,在此期间,水体维持或优于消除黑臭水质指标,雨后系统恢复期为5天。

 

3.2底质改良

本项目通过建设3座水利节制闸排低河涌水位,修整河床后泼洒微生物菌剂,降解底质中氨氮、亚硝酸盐、硫化氢等有害物质,减少有机质含量,改善底质。底质改良可以为水生动植物、微生物群落的生长创造适宜条件,增加底泥活性。

首先,用无机矿物混合制剂投入河道底部,对底泥中的有机酸进行中和作用,通过改变底泥中有害菌或入侵微生物菌的生存环境从而杀灭这类菌落;同时激活土著微生物菌落的生理活性,为后续土著微生物菌的大量繁殖提供适宜场所;

其次,用微生物底质改良剂打入底泥,迅速繁殖形成优势菌群,有效降解有机污染物和吸收水中营养物质。发挥好氧微生物迅速分解有机污染物的作用,抑制磷释放和钝化,促进氨氮的消化和反硝化,抑制产生恶臭的硫化物的产生。

(1)底质改良剂:泼洒微生物菌剂,降解底质中氨氮、亚硝酸盐、硫化氢等有害物质,减少有机质含量,改善底质,增加底泥活性。

(2)底质改良面积:22230m2

 

3.3生态复氧净化

本项目河涌采用微孔曝气方式,对河涌水体进行水动力优化,采用“微孔曝气系统+喷泉曝气”促进水体流动一方面使得水体内循环强化式生物接触氧化,提高水体的溶氧量,降解大分子有机物及特异性有机污染物;另一方面营造河涌体景观效果

 

 

3.3水生植物净化

本项目构建水生植物生物屏障,可以有效过滤、分解和去除地表径流中的污染物。泥土自然驳岸经过修理平整后泥水界面处种植挺水植物,以及在河道两侧种植水生植物,结合岸带绿化植被过滤地表径流污染,通过植物造型搭配,既可净化水质又可美化驳岸环境。

岸边挺水植物

结合生态护岸建设,在河道浅滩以及浅水区栽植水生植物,模仿河道原有水陆边缘的生态、景观的连续性,重新构建河岸植物带,促进河岸生态系统的良性重建。在泥土自然驳岸泥水界面处构建挺水植物生物屏障,可以有效过滤、分解和去除地表径流中的污染物。

 

    生态浮岛及生态浮框

 生态浮岛及生态浮框净化是利用水生植物的自然净化原理达到净化污水降低污染负荷之目的。利用水生植物来净化水质就是利用其具有的消化吸收污染物质、承受一定的环境胁迫的能力来实现。以水生植物为主要操纵对象的修复技术, 本项目的水生态治理所选植物都是对污染物有良好吸收作用的物种种植在浮岛上,其中高杆植物和矮型植物高低搭配,错落有致,形成良好的景观,更快吸收污染排放点营养物质。

 

3.3.3.3沉水植物净化

沉水植物能够高效的吸收氮磷等物质,改变水体氮磷营养盐循环模式,抑制底泥再悬浮及氮磷营养盐释放,促进氮的硝化/反硝化作用及磷的沉降,利于形成稳定、平衡的生态系统。。

 

 

3.3.4生物膜技术净化

本项目在河道均匀布置1580m生物膜载体,为微生物菌剂提供栖息生长繁衍的地方,最大化利用微生物分解水体污染物。

 

3.3.5微生物系统

微生物系统安全方便、无毒,对人、动植物及环境均无害,具有可生物降解的特性。本项目利用人工载体培养优化的微生态制剂释放到自然水体,以自然生物和底泥为二级载体,水体悬浮物为三级载体,将原来河涌水域中以水土界面为主的好氧、厌氧、硝化、反硝化条件扩大到水面和水体并提高有益微生物的浓度;原位降解底泥的有机污染,加速底泥的矿化进度;为底栖生物着床创造底质条件;迅速重建严重受损的底端生物链,为上行生物链的梯次恢复奠定基础;提高水体透明度,为水生动物的生长创造水质条件。

 

微生物孵化器 

根据河道水质污染情况,本项目在河道岸边选择2处位置设置微生物孵化器设备,该生物孵化器可通过吸取少量河水再自动添加微生物及培养基,激活驯化微生物并加快其繁殖速度,在装置内通过一定时间代数的繁殖后向水体释放,可减少人工投加菌剂的功时,且即培即用培养的菌剂投放到水体后活力强同化效率高,且可长时间持续向水体中注入碧沃丰®微生物菌剂,保证水体中的活菌数量。

本项目采用的微生物孵化器是集在线传感系统、智能控制系统、菌种循环+筛选+优化控制系统及相关设备附件于一体的微生物孵化设备通过活化、筛选、扩培的手段,增加有效菌种在水环境的数量,缩短河道接种时间,优化功能性菌群,从而提高水环境中的生化系统处理效率和稳定性。

 

微生物菌种

    微生态构建主要采用微生物生态修复技术,是碧沃丰河道生态修复技术重要技术路线,通过人为创造的合适降解条件,向水体内投放经过驯化和培养的微生物以及商品化的适宜微生物菌剂、或酶制剂,或增加、激活土著微生物,提高被污染水体内微生物的自然降解能力,从而达到降低水体污染,提高水质,改善水生态环境。主要应用微生物制剂:碧沃丰®硝化菌、碧沃丰®反硝化菌、碧沃丰®净水、碧沃丰®百特酶、碧沃丰®碧清、碧沃丰®溶藻、碧沃丰®水立清

 

 

水利水闸设施

为了控制河涌水位、调节河涌流动方向,需要在①②③位置设置水利水闸设施,平时保持河涌一定的水位,增加河涌涌容和自净能力,减少水体流动性,确保生态设施的稳定;需要置换水体时,可以通过水利水闸设施调节水流方向,形成单向流,提高置换效果;当遇到暴雨时,打开水利水闸,恢复河涌排水模式。

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35 水利水闸设施置示意图

 

 

第四部分:治理效果

经过3个月施工期+1个月的水质提升运维依据《城市黑臭水体整治工作指南》(2015年8月),华龙涌及其支涌在短时间内河涌水体达到消除黑臭标准,在此期间,水体维持或优于消除黑臭水质指标,雨后系统恢复期为5天。

 

7 华龙涌及其支涌20207月水质检测数据治理前

 

8 华龙涌及其支涌20213月水质检测数据治理前

 

9 华龙涌及其支涌20219水质检测数据治理后

 

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50 华龙涌及其支涌检测点位置

第五部分:效益分析

华龙涌及其支涌水生态治理项目是佛山公用基础设施的重要组成部分,是政府向城镇居民提供的公益性的公共服务,它的建设必将大大减少这一区域内的排污量。对保护该地区城市生态环境,改善卫生条件、促进市容市貌的改变,提高人民生活质量有着极大社会效益。

本项目是城市基础设施项目,以服务于社会为主要目的,它既是生产部门必不可少的生产条件,又是改善环境的必要条件,对国民经济的贡献主要表现为外部效果,所产生的效益除部分经济效益可以定量计算外,大部分则表现为难以用货币量化的环境效益和社会效益,因此,应从系统观点出发,与人民生活水准的提高和健康条件的改善,与工业农业生产的加速发展等宏观效益结合在一起来评价。

本项目的投资效益具有以下三个特点:

第一,间接性,河道整治设施投资所带来的效益往往是使其它部门生产效率的提高,损失的减少,所以,投资的直接收益率低。

第二,隐蔽性,河道整治设施投资的主要效果是保证生产、方便生活和防治水污染,减少或消除水污染损失,因此,其所得是人们不容易觉察到的“无形”补偿。

第三,分散性,水污染的危害涉及社会各方面,包括生产、生活、景观、人体健康等,因此,河道整治设施投资效益基本上是间接的经济效果。

5.1环境效益

通过本工程的实施,将改善佛山市的环境卫生及河道水环境,随着河道溶解氧的增加,将改善河道水质黑臭的现状,加快水体自净速度,恢复生态和景观,大大改善城市居民的生活环境。

5.2社会效益

河道整治工程是一项保护环境、建设文明卫生城市,为子孙后代造福的公用事业工程,其并无显著的直接投资效益,其效益主要表现为社会效益。本工程实施后,可有效地解决周边区域的水污染问题,为城市服务,为社会服务,可改善城市市容,提高卫生水平,保护人民身体健康,保护自然风景,促进城市旅游事业的发展,同时,该项目的建设,可改善区域投资环境,使工业企业不会再因水污染而影响发展,吸引更多的外商投资,促进城市经济发展。因此,本工程是关系到经济繁荣、社会稳定、生活方便的文明卫生城市的至关重要的基础设施,可见,其社会效益是显著的。

5.3经济效益

尽管污水治理工程并不直接产生经济效益,但项目的实施将对佛山市的地表水水质保护有着广泛的影响,使佛山市的发展不受环境的制约,把社会经济发展与环境保护目标协调好,将给佛山市的经济带来巨大的益处,主要表现在以下几个方面:

1地价的增值

污水治理工程的实施将使佛山市的水质得到改善,由于环境条件的改善而使地价增值。

2减少疾病,增进健康

污水治理工程的实施将减少细菌的滋生地,减少疾病,从而降低医药费开支,提高城市卫生水平。

3改善生态环境

污水治理工程实施后,将大大改善佛山的生态环境,从而促进相关产业的生产。本项目属城市基础设施具有显著的环境、生态、资源、社会和经济等外部效果,有着明显认定的经济可行性。

 

附:现场验收图

现场验收4

 

现场验收3

孵化器验收

水闸验收2

监测点采样4

监测点采样1

 

创建时间:2024-10-30
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