湖再生水补水与水质改善示范工程项目建议书.pdf
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1、再 生 水 补 水 与 水 质 改 善 示 范 工 程 (项目建议书) 2015 年 4 月 目录 1总论 3 1.1工程提要 3 1.2编制依据 3 1.3主要结论 4 2工程建设背景、必要性和目标. 5 2.1工程建设背景 5 2.2工程建设的必要性 5 2.3工程建设目标 6 3湖主要水环境问题及污染负荷分析 8 3.1湖主要水环境问题 8 3.2污染负荷分析 8 4工程建设方案. 12 4.1工程建设地点 12 4.2工程建设思路 12 4.3工程总体方案 13 5投资估算及运行费用 21 5.1投资估算 21 5.2运行费用 22 6效益分析 24 6.1环境效益 24 6.2社会效
2、益 24 2 6.3经济效益 25 7结论与建议 . 26 7.1结论 26 7.2建议 26 3 1 总论 1.1 工程提要 投资费用 : 工程总投资913.9 万元 预期目标:通过工程的实施,示范区域内湖水体溶解氧浓度不 低于 3mg/L、透明度不低于 0.5m,湿生植物覆盖度不低于20%、挺水 植物不少于 12 种、沉水植物不少于3 种。 1.2 编制依据 1.2.1 法律法规 (1) 中华人民共和国环境保护法 (1989 年 12 月通过) (2) 中华人民共和国水法 (2002 年修订) (3) 中华人民共和国水土保持法 (1991 年 6 月) (4) 中华人民共和国水污染防治法
3、(2008 年 2 月修订) (5) 中华人民共和国水污染防治法实施细则(2000 年) (6) 全国生态环境保护纲要 (国发 200238 号) (7) 云南省地表水水环境功能区划(复审) (2002 年) (8) 滇池保护条例(2002 年修订) 1.2.2 标准规范 (1) 地表水环境质量标准 (GB3838-2002 ) (2) 城市污水再生利用景观环境用水水质(GB/T 18921-2002 ) (3) 污水再生利用工程设计规范 (GB/T 50335-2002 ) (4) 水域纳污能力计算规程 (SL 348-2006 ) 4 (5) 给水排水设计手册第2 册建筑给水排水(第二版)
4、 (6) 室外排水设计规范(GB50014-2006 ) (7) 给水排水工程管道结构设计规范 (GB50332 2002) (8) 云南省地方标准用水定额 (DB53/T168-2006 )等相关标准 和设计规范。 1.2.3 其他相关资料 (1) 水环境治理工程实施方案 (2) 水质监测数据(由某市滇池水务公司监测提供) (3) 公园 1:500 地形图(由某市测绘管理中心提供) (4) 公园水生植物种植情况(由某市 湖公园管理处提供) (5) 现场调研资料 1.3 主要结论 通过工程的实施,示范工程水域达到水体溶解氧浓度不低于 3mg/L、透明度不低于0.5m 的考核指标。通过水生生态系
5、统建设, 恢复多种水生生境,湿生植物覆盖度不低于20%、挺水植物不少于 12 种、沉水植物不少于3 种。 5 2 工程建设背景、必要性和目标 2.1 工程建设背景 随着城市湖泊水环境问题的逐渐显现,湖水质问题也日益突出。 为较封闭湖泊,补水主要来自某市第四污水处理厂尾水,尽管达到 一级 A 的排放标准 ,但是仍无法满足景观水体要求。而且,季节性的 红嘴鸥聚集带入大量排泄物, 导致水环境进一步恶化。 目前水质为劣 五类,水体富营养化严重, 部分水域周期性爆发蓝藻。水体水质现状 已严重影响水环境和水体景观恢复,也对某市“ 双创” 工作产生了负 面影响,迫切需要开展湖再生水补水与水质改善综合治理工作
6、。 同时,湖再生水补水与水质改善示范工程也是国家十二五水专 项 某市老运粮河水环境改善关键技术研究与工程示范课题的子 课题内容之一。 2.2 工程建设的必要性 2.2.1 以再生水为水源的景观水体维护工程的重要示范 以再生水为水源的景观水体补水模式将是成为缺水城市景观水 体补给的主要模式,然而, 再生水补给景观水体面临着水体环境恶化、 富营养化加重、水体景观效果下降等诸多风险。因此,对于再生水为 水源的景观水体补水湖体的景观水质保障技术工程对于解决目前缺 水城市景观水体补给的水质保障具有重要意义,同时也为类似湖体开 辟一条新的治理之路。 6 2.2.2湖水体景观改善的迫切需要 湖公园为某市民提
7、供了良好的休闲娱乐场所,增强湖的景观 效应,能成功拉动区域内休闲旅游型经济增长的潜力。湖公园在某 市民日常休闲生活中有着不可替代的位置。目前,湖水质现状及变 化趋势不容乐观, 已无法达到景观水体的正常标准,局部季节性暴发 水体富营养化呈加重趋势。在每年水质监测中,都会发现水体pH 值 升高,透明度下降,且水体呈黄褐色并伴有异味,藻类大量繁殖,对 城市居民的休闲娱乐造成一定影响。 2.2.3 提升 某人居环境,促进社会、经济与环境协调发展的需要 为了保证市区居民的休闲娱乐需要,必须采取切实有效的措施, 对 湖的景观水体水质进行保护,预防富营养化等水质恶化事件的发 生。 湖作为 某市最重要的景观水
8、体,其水源也是再生水补给;但是 再生水补给后湖景观水体环境问题日益突出,景观效果不断恶化, 亟需采取措施对湖的水环境进行综合治理,改善湖景观水体环境, 也提升人居环境,促进社会、经济与环境的协调发展。 2.3 工程建设目标 以改善湖水质,达到示范工程考核指标为目标,通过以再生水 为补充水源的景观水体维护综合解决方案研究,形成以优化湖水体 循环流动、降低入湖污染物负荷、抑制藻类生长、保障水质为核心, 开展 湖补水、水质净化以及生态净化恢复为主体的湖再生水补给与 水质保障示范工程体系。 同时通过示范工程的实施, 筛选出一整套以 再生水为补充水源的城市景观湖体的水质净化集成技术,为同类型湖 7 泊水
9、质净化提供示范。 通过 湖再生水补给与水质保障示范工程的实施,使示范区域内 湖水质得到改善,水生生境得到恢复,构建完善的湖水生态景观, 湿生植物覆盖度不低于20%、挺水植物不少于12 种、沉水植物不少 于 3 种。 8 3湖主要水环境问题及污染负荷分析 3.1湖主要水环境问题 (1)水体循环周期长,流动性差 目前 湖水体换水周期长(约 44d) 、 水体连通性差、水体流速低, 不利于水质稳定。 发生水华的主要区域在湖心岛周围的死水区,以及 在入水口与排水口连通区域的盲区。 (2)SS和藻类是影响湖透明度的主要因素 通过不同时期对湖水质的监测和对影响水体透明度因子的分析, 发现 湖水体透明度与S
10、S 、叶绿素 a、TP 呈现非常显著负相关( P 0.01) ;与 TN 相关性不显著( P0.05) 。这表明影响湖水体透明度 的主要因素为藻类、 SS 、TP。 (3)水生态系统脆弱,亟需恢复健康的水生态系统 湖水体中各类物种较少,现有生物之间没有形成有序的食物链 关系,生物群落结构与分布不合理, 每一种物种之间的生态位有错位 与重位现象,物种之间缺乏协调联系,水体内的水生生态系统脆弱; 水体景观单调,与湖曾经的优美景观和承载的丰富历史文化应有的 景观不相称。 3.2 污染负荷分析 经过调查,目前 湖水体接受的污染物主要来自于地表雨水径流、 冬季红嘴鸥的粪便和湖体底泥的内源释放,另外再生水
11、做为一种相对 高浓度补水水源,自身的负荷也算一部分。 9 1)地表雨水径流:湖每年由地表雨水径流带来的入湖污染负荷 为 COD 1.71t 、TP 0.03t 、TN 0.58t、NH3-N 0.56t、SS 17.85t 。 2)红嘴鸥粪便:湖公园是红嘴鸥的主要投食点,过多投放的饲 料和红嘴鸥粪便成为湖水体的主要污染源之一。海鸥粪便中氮、磷 等营养元素含量较高, 因此当大量红嘴鸥粪便进入湖泊水体中,会对 湖泊水质及营养物含量发生很大改变。 根据 2013 年 12 月 22 日的 某红嘴鸥同步统计, 共统计得红嘴鸥 39200 多只,为 某红嘴鸥同步统计以来数量最多的一次。其中,湖 公园有红
12、嘴鸥 7830 余只。 根据相关文献,对 2009-2010年 湖红嘴鸥越冬初期(10-11 月) 、 中期( 12 月-次年 1 月) 、后期(次年 2-4 月)3 个阶段数量和投食量 统计结果显示:越冬前期平均数量为4252 只,所需食量为9780kg; 中期平均数量为 7095 只, 所需食量 19199.07kg; 后期平均数量为 2337 只,食量为 2213.37kg。红嘴鸥的数量和所需食量,中期最多。 红嘴鸥在某的越冬时间共计 132天, 共计消耗饲料 31192.44kg。 据相关统计分析,湖公园每天产生红嘴鸥粪便200kg,因此,整个 越冬期红嘴鸥产生的粪便总量约为26400
13、kg,占到消耗饲料总量的 84%。初步估算红嘴鸥粪便造成的污染,得到湖冬季红嘴鸥粪便造 成的污染负荷。 表 3-1 湖红嘴鸥粪便污染负荷量 指标TN TP NH3-N COD 负荷(吨)0.29 0.16 0.13 1.2 综合上述结果,湖由于红嘴鸥越冬期粪便产生的全年污染负荷 量:总氮为 0.29吨、总磷为 0.16吨、氨氮为 0.13 吨、COD为 1.2 吨、 SS为 15.84 吨。 10 图3-1湖红嘴鸥粪便污染负荷量 红嘴鸥粪便对湖造成的污染负荷重,最为显著的是COD ,同时 也排入了较多的总氮和总磷,这些污染物的排入,促进了湖水质的 恶化和富营养化。 3)湖底底泥:湖湖底面积为
14、22.5 万 m 2,磷酸盐释放速率为 2 mg/m 2.d,可知 湖底泥 TP的释放量为 0.2t/y 。 4)再生水:湖由于再生水补水带来的全年污染负荷量:CODCr 为 21.8t、总磷为 0.5t、总氮为 18.4t、氨氮为 1.8t、SS为 9t。 表 3-2 湖全年污染负荷汇总表(单位:吨) TP TN NH3-N CODCr SS 地表雨水径流0.03 0.58 0.56 1.71 17.85 再生水补水0.5 18.4 1.8 21.8 9 红嘴鸥粪便0.16 0.29 0.13 1.2 15.84 底泥0.2 - - - - 合计0.89 19.27 2.49 24.71 4
15、2.69 经过调查,目前 湖水体接受的污染物主要来自于地表雨水径流、 冬季红嘴鸥的粪便和湖体底泥的内源释放。 11 图 3-2 湖全年污染负荷汇总表(单位:吨) 从污染物入湖贡献分析, 地表雨水径流和红嘴鸥粪便是湖 SS入 湖负荷的主要贡献源,其分别占湖 SS入湖总量 42%和 37%。 12 4 工程建设方案 4.1 工程建设地点 示范工程的建设地点为湖公园北部一处水域,选择该处水域进 行示范工程建设其原因有如下几点: 1、该水域较为独立,与其它水域联系较少,不易受其它水域的 影响,能较好的体现示范工程效果; 2、该水域处有 1 个补水口,便于浸没式滤层对再生水的净化处 理; 3、该水域紧邻
16、湖管理处,有较好的超磁设备布置条件,同时也 便于对超磁设备进行维护管理; 4.2 工程建设思路 以示范区水质改善,水生生境恢复为目标,在对湖进行水量平 衡、污染源解析、 污染负荷与水质响应关系研究、水动力学水质模拟 研究的基础上,以“补水控源截污水质净化水生态修复与景 观营造”为总体思路,开展湖再生水补水与水质改善示范工程。 13 4.3 工程总体方案 4.3.1 再生水补水工程 为了满足湖水体的水量平衡,使得湖水体能保证一定的水位, 需要定期对主湖进行水量补充,根据水量平衡计算结果,为使湖水 体保证一定水位其日均补水量约为3000m3,综合考虑补水过程中对 湖水体水动力条件的改善及第四污水处
17、理厂的再生水补水能力,湖 整体的再生水补水量为6000m3/d, 其中示范水域日补水量3000 m3/d。 4.3.2 控源截污工程 湖外源污染主要来自于雨水径流和红嘴鸥粪便带来的非点源污 染,针对湖外源污染的特点采用最佳管理措施(BMPs )对 湖的非 点源污染进行控制。 经过分析湖水体的雨径流污染主要来自于周围不透水地面的径 流和绿地径流同时结合湖现状工程条件并参考BMPs 对雨水径流污 染的控制措施,通过对靠近示范水域的园内道路采用透水铺装的方式 对进入示范工程水域的雨水径流污染进行控制,共铺设 250 透水路 面。 4.3.3 水质净化工程 根据 湖现状水质调查可知,湖湖体水质为劣五类
18、, 局部水域已 经出现水华蓝藻,另外SS含量过高,对湖体的透明度产生了严重影 响。因此需要对湖湖体进行净化,改善湖体水质情况,避免水华蓝 藻现象的发生,提高水体透明度。 表 4-1 示范水域水质现状(mg/L) 水质指标CODCr TP TN NH3-N SS 14 示范水域现状水质44.9 0.41 8.4 0.12 34 地表水环境质量标准(类) 40 0.2 2 2 - 工艺选择 根据 湖湖体污染情况,有针对性的选择超磁体外透析技术作为 湖水质净化工程工艺对湖水质进行净化。使用超磁技术最大的优势 在于能有效去除湖湖体中的藻类、 SS 、TP。这些污染物去除功能和 效果正好符合湖目前的水质
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