无锡运河初步设计方案1.docx
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无锡运河初步设计方案1.docx
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无锡运河初步设计方案1
无锡古运河(清明桥段)初步设计方案
美瑞达安(广州)环保产品有限公司
GUANGZHOUAQUAMATSECO-TECHNOLOGYCO.,LTD
二零零七年十二月
目录
一:
总论2
1.1项目概况2
1.2设计基点3
1.2.1设计依据3
1.2.1设计原则3
二关于阿科蔓生态技术3
2.1来自美国的专利技术3
2.2阿科蔓产品材料的主要的特性4
2.2.1高生物附着表面积4
2.2.2适宜孔结构5
2.2.3采用超级编织技术,两面、两段型结构设计5
2.2.4活性智能的仿生水草形态设计6
2.2.5表面吸附性强7
2.2.6纯惰性材质、亲和于生态环境7
2.3阿科蔓高效水生态处理技术屡获殊荣:
8
2.4阿科蔓生态水处理技术的特点8
2.5阿科蔓水生态技术在城市河涌治理方面的综合优势9
2.6阿科蔓技术应用于城市河涌治理的模式10
三、工艺设计10
3.1阿科蔓BDF治理模式11
3.1.1设计目标11
3.1.2工艺说明12
3.1.3生态基选型及安装:
13
3.1.4主要工艺参数13
3.1.5材料、设备清单14
3.1.6工程估算14
3.1.7技术经济指标15
3.2.阿科蔓SDF治理模式15
3.2.1设计目标15
3.2.2工艺流程15
3.2.3生态基选型及安装16
3.2.4主要工艺参数16
3.2.5材料、设备清单17
3.2.6工程估算17
3.2.7技术经济指标18
四治理思路延伸18
一:
总论
1.1项目概况
无锡古运河(清明桥段)是最早开拓、保护最好现有运河之一,既是无锡古运河的发源地,同时也是最具原生态文化风貌绝版的古运河文化之地,本身标志着无锡的发展历程,针对具体项目而言,跨塘桥至清名桥间鳞次栉比地排列着江南传统建筑,尽显枕河人家的原汁原味。
但随着时间的推移,随着区域居住人口的不断增加,工业的快速发展,原有的有些风貌不复存在,周边的生态环境受到了一定的影响,
就无锡古运河治理段而言,总体长度在900米左右,河道两边是居民生活群,大多生活污水直接排入河道,同时加上清明桥上游河道污染物的大量汇集,造成了现有的污染物负荷超过了水体的自净能力,水面漂浮大量垃圾以及水体呈现一定的黑臭状态,给周围的居民造成了严重的影响。
1.2设计基点
1.2.1设计依据
相关的规范标准:
《地表水环境质量标准》GB3838-2002;
美瑞达安(广州)环保产品有限公司及美国梅瑞地安水生科技公司在河道治理领域的经验及理论数据;
1.2.1设计原则
充分利用现有条件,因地制宜、就地治理,节省投资;同时实现易于管理、运行费用低的原则。
强调水体维护和水产养殖功能调统一,不产生二次污染。
保证设计功能的长期有效性的原则。
二关于阿科蔓生态技术
2.1来自美国的专利技术
阿科蔓(AquaMats®)生态基是一种应用于生态性水处理的高科技材料,由美国梅瑞地安水生科技公司(MeridianAquaticTechnology.LLC)首席科学家RoderickJ.McNeil博士发明,并于1995年推广应用于世界各地的水生态环境修复和水污染防止领域。
目前已经研发出成熟的第16代产品,是目前世界领先的自然生态性处理技术产品。
2001年,阿科蔓生态基技术引入到中国,并针对中国的国情,发展成多种适合中国国情的综合应用模式。
至今,阿科蔓技术已经成功应用于湖泊、水库、湿地、人工景观水体、饮用水源的前处理及长期维护;城市污水深度处理与利用、城镇小区生活污水处理与资源利用、景观一体化建设;农村污水治理、环境卫生整治、生态环境一体化建设、城镇区域性污水处理及高效生态系统建设、高浓度废水生态处理和高效生态健康的水产养殖等领域。
2.2阿科蔓产品材料的主要的特性
2.2.1高生物附着表面积
每平方米阿科蔓生态基可以为水中微生物和藻类等的生长、繁殖最高能提供约250平方米的生物附着表面积,从而实现阿科蔓高效微生物群落的基础条件。
阿科蔓生态基与其它载体生物附着表面积的比较
(1)
载体
生物附着表面积
湿地与天然植物
5m2/m2
生物生长物体(如绳索类材料)
50m2/m2
蜂巢型人工载体
88m2/m2
阿科蔓生态基
250m2/m2
阿科蔓生态基与其它载体生物附着表面积的比较
(2)
载体
生物附着表面积
环状塑料滤料
98-340m2/m3
波纹状塑料滤料
81-195m2/m3
玻璃钢蜂巢状块状滤料
200m2/m3
阿科蔓生态基
250m2/m2
在工程应用中可以根据实际情况(占地、处理标准、投资、运营费用等)的需要,增加或减少每立方水体中阿科蔓数量,使系统应用处理达到最佳状态。
2.2.2适宜孔结构
阿科蔓材料内部的孔结构通过尖端技术进行精心的设计和修饰,针对微生物的各种形态,设计了大小不同的微孔。
阿科蔓材料用生物友好的材料为微生物群体的繁衍提供了巨大的洞穴般的空间,为异养生物(如异养型细菌)设计了微孔(1~5μm),为自养生物(如藻类)设计了大孔(80~350μm),从而为实现微生物的多样性并建立起高效水生态系统提供了最理想的条件。
2.2.3采用超级编织技术,两面、两段型结构设计
A、BDF型——两面型设计:
一面编织较密实(有益于菌类的生长),另一面编织较疏松(有益于藻类的生长)。
BDF两面型设计的阿科蔓生态基的功能特性:
✧(80~350μm)的疏松设计有利于藻类的生长;
✧(1-5μm)密实的设计有利于细菌(如硝化和反硝化细菌)的生长;
✧封闭式泡沫的核心在保持阿科蔓浮力的同时,给了它们水草一样的外观;
✧
完整的固定底座使阿科蔓能够被放置在水体中适当的位置;
B、SDF型——两段型设计:
上部结构较为疏松(有益于藻类的生长),下部较为密实(有益于菌类的生长)。
SDF两段型设计的阿科蔓生态基的功能特性:
✧漂浮套筒——外层为黑色机织聚乙烯材料,抗强紫外线;
✧上部的超级编织层——疏松的纤维编织结构可以最大程度地实现颗粒物的沉降和利于藻类生长繁殖、促进物种多样化。
✧
下部的超级编织层——密实的纤维编织结构可以由外及里形成理想的“好氧—兼性—厌氧”环境,实现高效的脱氮除磷、降解有机物。
生物膜能自然脱落。
2.2.4活性智能的仿生水草形态设计
水草型设计一方面使得水中溶解性有机物可以充分的与阿科蔓上的生物膜接触,另一方面起到使水流均匀的作用,从而大大增加这些污染物被降解的机会。
阿科蔓的活性智能技术综合了人工介质高效性和天然水草的三维动态自然性。
2.2.5表面吸附性强
阿科蔓材料的特殊成份,具有200μv永久性电位差,对水体中的污染物有很强的吸附能力,同时促进有益藻类和菌类的生长繁殖,抑制病毒的生长,使载体表面的微生物群落能快速形成和发展,实现长期对污染物高效的降解和矿化功能。
2.2.6纯惰性材质、亲和于生态环境
通过了美国食品及药物管理局(FDA)最严格的1478号认证(该标准用于认证在食品工业中所使用的材料);此外,美国联邦政府环保局(EPA)下属的Q-lab实验室对阿科蔓材料进行了严格的耐久性和环境安全性测试,测试报告显示,阿科蔓在水中不会分解,使用寿命不低于14年,对自然环境无任何危害。
2.3阿科蔓高效水生态处理技术屡获殊荣:
♦阿科蔓技术已在全球八十多个国家和地区推广和应用;
♦阿科蔓技术获得美国联邦政府推荐全国使用;
♦阿科蔓生态基获得了多个发明专利,是世界专利产品;
♦获得美国“第32届年度杰出工程奖”,此奖项是美国首个生态水处理应用技术的奖励;
♦阿科蔓生态基获得第九届中国北京国家科学产业博览会优秀环保技术产品金奖;
♦浙江安吉县高家塘生态村建设项目成为全国生态环境模范学习基地;被评为国家重点环境保护实用技术示范工程;
♦武汉塔子湖水体修复治理及长期维护工程被评为国家重点环境保护实用技术示范工程;
♦填补国内微污染治理领域的技术空白;
♦被正式列入中国国家康居示范工程选用部品和产品行列;
♦2007年被列入水利部《重点技术推广指引目录》;
2.4阿科蔓生态水处理技术的特点
♦纯生态的方法,安全无污染,效果持久,提升改善水体水质的同时,增强水生态系统的自净能力;
♦技术实施容易、管理简单、使用方式灵活,工程实施容易;
♦运行管理仅是对一些简单机电设备的管理,技术要求低,管理简单,能耗低;
♦系统可控性强,分布实施,随项目建设的进度、水量和水体污染状况,利用调控生物量的方法,增减或调整阿科蔓用量与处理系统,处理系统的灵活性强,可控性强;
♦综合效益高,可以兼容景观建设、生态养殖、人文科教、区域生态建设等多种功能和效益;
2.5阿科蔓水生态技术在城市河涌治理方面的综合优势
阿科蔓生态技术是一种简单、生态、有效的、可持续发展的环保技术,它将回归自然的技术应用到城市河涌治理系统中,将生态、高效、低投资营运、实施管理简单灵活、景观一体化建设等特征完美地融入市政水利建设当中,总体来讲,阿科蔓水生态技术在城市河涌治理方面的综合优势主要表现在以下几方面:
(1)因地制宜、就地处理、处理系统灵活多样
采用阿科蔓生态技术治理城市河涌,可充分利用河涌现有的自然条件,因地制宜、就地处理,充分兼容城市绿化用地,实现“零占地”,提高了土地的综合利用率。
处理系统灵活多样,不仅适宜于集中处理,同时也适宜于零星、分散的单个处理系统。
(2)治理目标兼容了环境卫生的整治和系统水生态建设
通过阿科蔓水生态技术治理河涌,水体生态得到修复,水体水质得到改善,为水生动物提供良好的栖息场所,增加区域生物的多样性。
同时,改变河道周边臭气熏天、蚊蝇孳生的状况,净化城市环境,调节区域微气候,营造宜人的滨水空间,形成整洁优美的城市水系环境。
(3)处理系统功能多样化
阿科蔓河涌治理系统能够与城市生态景观设计有机结合,建设一个既有污水处理功能,又能让市民休闲娱乐的水上生态公园;同时通过对城市污水进行高效水生态治理,还可为周边地区提供市政用水,实现水资源的循环利用;在系统建设过程中,有针对性地发展保护区内的生物多样性,将其建设成为自然、和谐、高效的生态圈,结合生态农业建立环保教育及科研试验基地,为区域的人文建设提供良好的自然生态环境基础,实现处理系统的功能多样化。
(4)大量减少管网建设、投资运营费用低
应用阿科蔓生态处理技术对城市河涌综合整治、城市生活污水处理一体化建设进行规划,可减少大量的管网建设,河涌与城市污水处理系统整体建设成本大幅度降低。
采用高效节能的治理工艺,使污水处理系统的观赏性、功能性、技术可靠性和运行经济性得到最佳统一,实现“低投资、低运行维护费用、低技术管理要求”的目标。
(5)实施简单、见效快、管理技术要求低、系统的可控性强
由于系统不需要复杂的管网建设,因而整个工程实施简单,建设周期短,见效快,管理技术要求低,一般劳动力经过简单的培训即可满足系统的管理和维护要求。
此外,因降雨、污染事故等因素造成的水量水质的不确定,阿科蔓系统可根据实际情况,利用调控生物量的方法,可以随时合理调控阿科蔓用量、配套设备的使用以及处理出水标准、投资运营费用等,处理系统的灵活性强,升级扩容简单方便。
2.6阿科蔓技术应用于城市河涌治理的模式
应用阿科蔓生态水处理技术对城市河涌进行综合治理,根据投资情况、治理目标及河涌周边的用地情况,可采取同位治理和异位治理两种治理模式。
河涌同位治理,即将阿科蔓生态基直接布放在河涌中,配合使用曝气设备,通过阿科蔓生态基高效的处理能力,最大程度地去除水体中的污染物,恢复水体的自净能力,发展生物多样性,重新建立水体生态平衡。
该治理模式适用于河涌周边用地紧张,但又需要在短时间改善水质、解决环境卫生问题的地区。
河涌异位治理,即充分兼容河涌周围的绿化用地,构造阿科蔓高效生物处理池、阿科蔓高效泛氧化塘,将河涌污水引入处理系统,经过阿科蔓生态系统的多级处理,使出水达到地表水环境标准,为周边地区提供市政用水,同时将整个处理系统建设成为自然和谐、高效的生态圈。
该治理模式为河涌治理的远期规划目标,也是今后河涌治理的发展方向。
三、工艺设计
考虑到无锡古运河的实际情况,如泄洪、项目两岸的用地状况、河涌水量大等实际状况,结合阿科蔓河涌治理系统理念及特点,提供两种备选方案。
一是BDF的治理模式。
另外一种是SDF的治理模式。
下图是两种治理模式的外在准备条件,对具体的治理区域而言,无锡古运河的周边生活污水是主要的污染来源,再加上外部污染物通过河流支流的汇入,造成了现在的污染现状,所以治理的必要的准备条件是截住现有的污染源,基于这样的理念,在设计的过程中,截住了跨塘桥段至清明桥段的主要外入河口,河口1,河口2及河口3,由于水文资料不全,具体的截污方式有待变动。
河道大致截污示意图
3.1阿科蔓BDF治理模式
3.1.1设计目标
(1)基于现有的水质条件及实际勘查情况,设计治理河段水质在劣Ⅴ水体,主要水质指标见下表,在周围截污的情况下,治理目标:
主要水质指标接近Ⅳ-Ⅴ间;具体情况要根据实际情况而定。
设计水质指标:
污染因子
pH
CODCr
BOD5
SS
氨氮
TN
TP
污染物浓度
6~9
150
70
40
20
22
2
以上各污染物浓度(除pH值外)的单位为mg/L
其主要的国家水质指标如下:
污染因子
CODCr
BOD5
氨氮
TN
TP
DO
地表IV类
30
6
1.5
1.5
0.3
3
地表V类
40
10
2
2
0.4
2
单位:
mg/l
(2)水体感官上达到:
水清、水无异味,为整个形成良性的生态系统奠定基础。
3.1.2工艺说明
在治理河段进水端设置绳网拦渣,清除表面漂浮物,防止缠绕阿科蔓生态基或曝气设备。
治理段主要布置BDF型阿科蔓生态基,因河水黑臭,溶解氧缺乏,设计采用分段增强曝气的方式增加水中的溶解氧,治理段内顺水流方向形成好氧与兼性交替的环境,提高微生物的活性,促进有机物的降解及系统脱氮除磷的功能。
在阿科蔓表面提供的优越的微生物生存空间、河水较好的营养条件及良好的溶氧条件下,微生物快速繁殖,生物量剧增,微生物物种多样性增加,在微生物分泌的粘性物质作用下,微生物互相吸附,在阿科蔓表面形成大量高活性生物膜,快速降解水中的污染物。
在快速去污的同时,阿科蔓生态基突出的除臭、去色功能将明显的体现,河水臭味大大降低,水体透明度提高,水体感官明显改善。
3.
1.3生态基选型及安装:
根据无锡古运河的治理目标及将来的功能定位,是发展旅游逛光的功能,基于这样的目的,我们拟采用BDF型生态基。
根据古运河的实际深度,大概4米左右,同时考虑到雨量充沛季节的水涨现象,BDF型生态基拟采用悬挂的方式,生态基上沿离水面35~60公分左右。
确保适应各区水深的同时,兼顾水体的景观及生态基上有益藻类对阳光的获取。
3.1.4主要工艺参数
处理段长度:
900m
水深:
4~5m河宽:
平均4.5米
阿科蔓用量:
2400m2,规格为1×1.3m。
曝气设备:
射流曝气机,共设置7个曝气好氧段,6个兼氧段。
其他区域为6个厌氧处理段,约30台潜水曝气机,好氧段每段4台,兼氧段每段2台。
阿科蔓摆放
阿科蔓好氧区域
根据曝气系统的布置,在7个好氧段进行集中摆放,每段的长度50米,每排的间距2.5米,每排排放阿科蔓12m2,同排阿科蔓的间距50-80公分不等。
阿科蔓兼氧区域
分6个兼型治理区域,每个治理区域的实际长度在30米,每排的间距3米,每排摆放阿科蔓9m2,同排阿科蔓的间距1米左右。
阿科蔓厌氧区域
分6个兼型治理区域,每个治理区域的实际长度在20米,每排的间距4米,每排摆放阿科蔓6m2,同排阿科蔓的间距2.5米左右。
空白段
共分6个空白段,每段的实际长度30米左右,即什么都不摆,没有放任何阿科蔓。
3.1.5材料、设备清单
序号
名称
主要技术参数
数量
单位
1
阿科蔓生态基
BDF:
1.0×1.3m
2400
m2
2
射流泵
1.5Kw,氧气量0.8-1.0O2kg/h
30
台
3
电控系统
8
套
4
其他安装配件
1
批
3.1.6工程估算
设备材料(A)148.8万元
阿科蔓材料费用
124.8万
射流泵30台(功率为1.75kW)包括其它辅助材料
18万元
其他配件及管件
2万元
控制系统
4万元
间接费用(B)
7.4万元
运输、安装费A×5%
7.4万元
税费(C):
(A+B)×6%
9.37万元
不可遇见费(D):
(A+B+C)×5%
8.27万元
工程总费用:
(A+B+C)
173.84万元
注:
以上是工程估算报价,整个工程分销报价大概在110万左右
说明:
本费用不包括电缆及截坝费用
3.1.7技术经济指标
处理规模
10万m3
工程总投资
173.8万元
吨水投资
17.3元/吨
总装机功率
45kW(每天运行12小时)
3.2.阿科蔓SDF治理模式
阿科蔓SDF治理模式主要针对中、高浓度的河道治理,同时由于SDF去除污染物的效率较高,同时河道施工简洁方便,目前也广泛被采用。
但相对BDF而言,它更适合景观要求较低水体治理,即直接悬挂于水面。
3.2.1设计目标
与BDF治理模式相同
3.2.2工艺流程
与BDF治理模式相同
3.2.3生态基选型及安装
针对两边的砼建筑,只需通过套筒穿PVC管+绳索→将绳索两端固定在池壁或岸边安装即可完成。
3.2.4主要工艺参数
阿科蔓用量:
2200m2,规格为1×1.3m。
曝气设备:
潜水射流曝气机,共设置6个曝气好氧段,5个兼氧段。
其他区域为5个厌氧处理段,约30台潜水曝气机。
阿科蔓的摆放
阿科蔓好氧区域
根据曝气系统的布置,在6个好氧段进行集中摆放,每段的长度45米,每排的间距2.5米,每排摆放阿科蔓13m2,同排阿科蔓的间距50-80公分不等。
阿科蔓兼氧区域
分5个兼型治理区域,每个治理区域的实际长度在45米,每排的间距3.5米,每排摆放阿科蔓10m2,同排阿科蔓的间距1米左右。
阿科蔓厌氧区域
分5个兼型治理区域,每个治理区域的实际长度在30米,每排的间距4.2米,每排摆放阿科蔓8m2,同排阿科蔓的间距2.5米左右。
空白段
共分5个空白段,每段的实际长度40米左右不摆阿科蔓。
3.2.5材料、设备清单
序号
名称
主要技术参数
数量
单位
1
阿科蔓生态基
SDF:
1.0×1.3m
2200
m2
2
射流泵
1.5Kw,氧气量0.8-1.0O2kg/h
30
台
3
配件及管件
1
批
4
控制系统
8
套
3.2.6工程估算
设备材料(A)134万元
阿科蔓材料费用
110万元
射流泵30台(功率为1.75kW)包括其它辅助材料
18万元
其他配件及管件
2万元
控制系统
4万元
间接费用(B)
6.7万元
运输、安装费A×5%
6.7万元
税费(C):
(A+B)×6%
8.44万元
不可遇见费(D):
(A+B+C)×5%
7.45万元
工程总费用:
(A+B+C)
156.59万元
注:
以上是工程估算报价,整个工程分销价大概在96万左右
说明:
本费用不包括电缆及截坝费用
3.2.7技术经济指标
处理规模
10万m3
工程总投资
156.59万元
吨水投资
15.6元/吨
总装机功率
45kW(每天工作12小时)
四治理思路延伸
现在的治理模式是分段治理,即把该段治理好后向外段延伸,基于这样的设计思路,我们在该设计都体现从局部到整体治理的模式。
在河道的区间设置不同的好氧区域,为后续全河流动水体的治理奠定了基础。
同时由于阿科蔓可以灵活布置,可以将已经治理好水体内的阿科蔓生态基进行适当的转移,这样可以做到减少成本,资源循环使用的目的。
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