深圳市南岭村求水山公园景观湖补漏及水质净化.doc

深圳市南岭村求水山公园景观湖补漏及水质净化1.前言 深圳市南岭村求水山公园位于深圳市龙岗区布吉南岭村。公园内有人工湖一个，湖水约3000立方。湖水由山溪水或下雨储水，人工湖饲养观赏鱼，但由于湖底日久失修造成裂逢渗漏严重，而且底泥及鱼类粪便过多造成水质富营养化及光合作用造成水藻繁殖过快，其水质己非常浊，透明度约5-10 公分，严重影响景观，在秋天季节没有雨水加入，如果采用加自来水的方法，由于深圳水费昂贵，每次换水都损失约7000元人民币，如果要保持水质每天清澈见底，传统的方法只能换水，假如一个月换2次水，则单水费就损失将近15000元，加上清洁水池的人工费可能每月损失将近20000元，而且还因频频换水而使名贵的观赏鱼死亡，因此对人工湖的修复补漏及除藻净化治理很有必要。受甲方委托，根据有关环保法规法则、现场勘探数据和甲方所提要求，我公司工作人员特别为深圳市南岭村求水山公园人工湖除藻净化工程作出两种技术方案。第一种方案采用光催化水质净化与造流爆气工艺进行处理，这种方法的特点是一次投入，长期受益，维护费用低，便于管理，一年内不用换水。第二种方案采用传统生物技术进行处理，这种方法的特点是不断投入，药剂要经常更换，不便于管理，短时间内不用换水。2公司简介深圳市创浪科技有限公司经深圳市科技局、环保局批准，工商行政管理局注册，于1996年成立，注册资金300万元人民币，是专业微生物治污技术研究与环保设备开发的高科技公司。经过7年的发展，公司目前拥有员工25人，其中享受国务院特殊津贴的研究员1人，博士3人 ，环境工程硕士3人，本科毕业的环境工程师8人，形成了有较强实力的企业科研队伍。公司于2000年在德国引进世界最前沿的纳米二氧化钛膜固化技术，经本公司科研人员的消化与攻关，开发出拥有自主知识产权的四项中国专利。分别是纳米二氧化钛溶胶涂料及其制法和用途、光触媒复合新型炭吸附材料及其制法和用途、纳米光催化水质净化设备、纳米光催化空气消毒净化设备。公司拥有自主知识产权的品牌EBE/易碧怡，英文EBE-Effective Biological Extract。公司产品涉及EBE微生物制剂、EBE光触媒复合新型炭、EBE纳米光催化空气消毒净化器及EBE光催化氧化水处理设备和高效过滤设备;公司服务涉及生物制品和环保设备的销售与信息服务; 空气净化及水质净化的成套解决方案提供咨询;拥有环保工程设计及施工资质证书。拥有中华人民共和国进出口企业资格证书。3湖泊直接净化技术 自然界的湖泊本来具有一定的自净能力，能自我净化水质，保持水质洁净。但当人类的污染物超标排放时，往往会大大超过水体自身的净化能力。使水体特别是底层水体严重缺氧，极大地抑制了好氧微生物(硝化细菌)的活性。在缺氧状态下厌氧微生物大量繁殖，对落入水底的有机物进行厌氧分解，产生硫化氢、甲烷、氨等有害气体，释放臭气并造成鱼虾大量死亡甚至绝迹。硫化氢又与水中的铁反应，生成硫化铁使水体发黑。得不到及时分解的有机物沉积在水底，形成黑色淤泥，并发出恶臭。我公司自主开发了以下技术，比较好的解决了上述难题。1) 造流爆气技术：造流爆气技术可以高效快速提升溶解氧。要治理湖泊中有机污染物超标造成的水体污浊、黑臭污染，首先必须运用人工方法提高湖泊水体的自净能力，而最有效的方法就是对严重缺氧湖泊人工造流并进行高效曝气，将严重缺氧的死水区变成富含氧气、充分流动交换的活水区。但是在湖泊中进行的曝气不能采取一般污水处理厂曝气头曝气那样的面曝气，而只能采取点曝气。因为在湖泊中铺设遍布全区的曝气管网是不现实的。但氧气自身在水中的传递速度很慢，在200 C时的水中氧的溶解度仅为0.00917g/l，采取点曝气时水体必须流动，才能将曝气点处的富氧水块与远离曝气点的贫氧水块充分交换，实现全水域曝气。流速较快的河流自身可以实现富氧水体块与贫氧水块的交换，但对于湖泊、水库、河道的水闸门前蓄水区、平原地区水流极其缓慢的河流等水体而言，水体基本为非流动的死水，必须在曝气的同时进行人工造流，实现全水域曝气，才能让富氧水与贫氧水进行迅速交换。由于水量庞大，传统工艺曝气造流的电耗大得惊人，根本很难实现，而我们提出的人工造流设备做到大流量、低能耗，被称为微动力曝气的典范。经开发完成的“超大流量造流曝气灭藻机”这一国际先进水平的产品，成功解决了低成本造流和全流域曝气这个问题。它巧妙地运用最先进的流体力学设计，利用了能量转换原理，消耗同样的电力能营造出比普通水泵大20-30倍的水流量。在水中形成庞大的水平循环水流，同时还能进行高效曝气。因而特别节能，用很小的耗能就能将庞大的水体搅动，使整个水体由死水变为富含氧气流动水，因而提高了湖泊的自净能力。2) 紫外光催化水质净化技术: 在实施过程中配合紫外光催化技术去除水中的叶绿素和有害菌，处理后的水质清澈透明、透明度大于1m，水体生态平衡，并可饲养观赏鱼。各项指标均优于地表水环境质量标准GB 3838-2003中A类标准。其实紫外光催化技术是对EBE生物技术的补充，是基于现代防疫学、光学、数学、生物学及物理化学的基础上，利用特殊设计的高效率、高强度和长寿命的C波段紫外光照射在流过式不锈钢装置内壁的纳米材料涂层产生的大量具有很强氧化还原能力的电子和空穴对，在光催化作用下产生羟基(OH) 和超氧化物离子(superoxide ions)，纳米材料光催化反应机理包括以下几个过程：OH基是强氧化剂（E0=+3.07V），他们与附着在水中的有机物或微生物产生化学反应，各种细菌、病毒、寄生虫、水藻以及其他病原体受到一定剂量的羟基(OH)后，其细胞中的DNA结构受到破坏（键断裂，或光化学反应，如使DNA中THYMINE二聚等），从而在不使用任何化学药物的情况下将水中的细菌、病毒以及其它致病体和有机物完全氧化成二氧化碳、水和无机小分子，达到了消毒和净化的目的。许多难降解或用其它方法难以去除的物质，如氯仿、多氯联苯、有机磷化合物、多环芳烃等也可利用此法有效除去(参见深圳市环保监测站检测报告HWS2004/0046)。通过羟基(-OH)可将脂肪族碳链氧化为醇、醛、酸，最后脱羧生成CO2。对于芳香族化合物，OH首先将苯环羟基化，然后与O2作用生成苯环上的过氧化自由基，进而开环生成脂肪族化合物，并随着氧化程度的加深，碳链逐步断裂，最终产物为CO2。3) 过滤技术：循环过滤系统因为光催化反应是基于体系对光能量的吸收，被处理体系应具有良好的透光性以利于光催化反应顺利进行。对于高浓度的废水等，若杂质多、浊度高、透光性差，可首先采用其它方法进行预处理（过滤、吸附、沉淀等）得到透光性较好的废水，因此该方法在实际废水处理中，尤适用于后期的深度处理。与传统的砂滤相比，高效过滤器具有如下的技术特点： A. 精确过滤：可根据用水要求选择不同精度的过滤盘，有 20、55、100、130、200、400等多种规格。B. 高效反洗：高速和彻底的反洗，只需7-15秒左右即可完成，反洗耗水量低于过滤水量的0.5%。C. 全自动运行，连续出水：在过滤器组套内，反洗过程轮流交替进行，工作、反洗状态之间手工切换一次，可确保连续出水，系统压损小。D. 标准模块化：标准模块化系统设计，用户可按需配置，简单灵活，互换性强。E. 节省占地：可灵活利用边角空间，因地制宜安装，占地很少。如300立方米/小时的处理水量，一般水质，过滤为等级100的设备占地仅 4平方米。F. 运行可靠维护简单：几乎不需日常维护，安装操作方便，部件100%经工厂检测和试运转，不需专用工具，所需备品备件很少。G. 使用寿命长：高科技塑料过滤芯坚固、无磨损、无腐蚀，经多年工业实用验证，过滤和反洗效果不会随使用时间而变差。4) 生物技术：选择投加EBE氨氮硝化剂，氨氮硝化剂为合成的、特选的粉末状微生物复合物制剂，含有处于潜伏期的纯的硝化细菌和亚硝酸菌，以及营养盐，适合在缺氧条件下对污水进行脱氮处理。亚硝酸菌主要支持微生物的作用过程，使氨氮转化成亚硝酸盐氮，生物氧化作用可提升硝化菌进行硝化作用(1)；硝化菌是自养生物菌，是以二氧化碳为碳源进行合成作用的(2)，它的复制速度为8-16小时；氨氮硝化剂发生的两种作用可使水中的氨减少，进而毒性减弱，所发生的上述两种作用并没有过多地消耗溶解氧，因为它们已经被氧化过了。每立方米的地点可以施用0.5-5克本品(根据氨氮含量选择)，施用时间为3天一次。然后每周或根据需要对每立方米的水域施用0.5-5克剂量，持续1个月投放，以便可以优化处理过程。该套生物接触氧化法湖泊直接净化技术可以快速、高效、低耗能地降低湖泊水中的BOD含量，防止有机淤泥的淤积，消除水体臭气，还能防止夏季鱼虾缺氧死亡。4湖泊水质的评价4.1. 耗氧有机物是本治理标的一大危害耗氧有机污染物在水体中进行自净分解时需要消耗水中溶解氧，如碳水化合物、蛋白质、木质素、脂肪等。它们进入河流水体后在微生物作用下最终分解为二氧化碳和水。例如： C6 H10 O5 6O2 微生物作用 6CO2 5H2 O上述反应式表明：一般情况下分解1mol碳水化合物要消耗6mol的氧气。然而湖泊中的溶解氧非常低，不足以承受大量污染物的冲击，如果按接纳大量污水的河流中以溶解氧的减少和生化需氧量的升高划分为三个彼此相连接的段，此段应属多污染带。4.2本治理标的景观湖水水质特性1) 景观湖水特性：为自然雨水蓄水，湖水全封闭，周围有地表径流携带地面污染物流入，扬尘也会带进地面颗粒状有机污染物。由于湖水为完全封闭的死水，自净能力极端低下，水底缺氧，好氧微生物数量不足，有机污染物在水中腐烂分解、产生臭气，久而久之水体就会变得污浊、发黑，透明度下降。一旦污染加重后，治理就更加困难。2) 景观湖湖面面积为2500平方米，水深0.8-1.2米，总水量约3000吨。5. 设计依据及执行标准规范5.1执行标准规范本方案执行中华人民共和国水污染防治法本方案引用：地表水环境质量标准(GB/3838-2003)本方案引用：广东省新制定的地方生活污水排放标准 (DB44/26-2001)5.2 设计依据治理标的：人工湖景观湖水水体容积：总水量约3000吨处理前情况：水池渗漏严重、滋生藻类，水体不透明，达不到景观水要求，需要经常换水。第一种方案：光催化水质净化与造流爆气工艺1. 预期效果：1) 湖水清澈透明、没有绿藻与灌花，透明度大于1米；2) 水体生态平衡，达到景观娱乐用水二类标准，可养观赏鱼；3) 细菌数达到住户亲水标准；4) 低能耗人工造流景观，实现流水不腐功能；5) 一年内不用换水。2. 验收标准：序号项 目类1色 颜色无异常变化2臭 不得含有任何异臭3透明度,m 14pH值 6-95溶解氧,mg/L 56化学需氧量(COD) 207生化需氧量,(BOD5)mg/L 48氨氮1), mg/L 1.53. 设计原则1) 先补漏后治理水质；2) 选择先进的光催化水质净化设备曝气造流工艺，达到处理要求程度;3) 因地制宜，合理布置;4) 投资少，运行成本低，方便操作管理和维修。4. 设计规模、设计水质1) 设计规模：设计处理水量为200吨/h；2) 设计水质：按照本方案及所采用设备，深圳市创浪科技有限公司可以保证治理后出水达到国家地表水2类水标准(GB3838-88)，即：序号项 目类1色颜色无异常变化2臭不得含有任何异臭3透明度,m 14pH值6-95溶解氧,mg/L 56化学需氧量(COD) 207生化需氧量,(BOD5)mg/L 48氨氮1), mg/L 1.55. 选用设备：1) EBE10K光催化与高效过滤集成系统设备：1套 深圳市创浪科技有限公司生产设备相关参数：a. 工作流量：200m3 /hb. 工作压力：8 Kg/cm2c. 工作温度：90o Cd. 滤元精度：30e. 水头损失：0.5-1%f. 功率：1.8 kwg. 杀菌效率：99.9%h. 进出口管径(吋) ：12i. 反应器尺寸(cm) ：16554.555j. 系统控制箱尺寸 (cm) ：6027115k. 电源：220伏2) EBE-30-50造流曝气机：8台 深圳市创浪科技有限公司3) CP-55.5-100潜水污泥泵：2台 进口 型号：CP(T)-5 5.5-100 口经：100mm 功率：5.5kw 扬程：8m 流量：2.25m3 /min;135 m3 /h6. 工艺流程：经综合考虑，决定采用以下工艺流程，再配合底泥处理系统，过滤系统处理 造流爆气灭藻机 集沙池 抽水泵 供水管 高效过滤机 光催化净水机 送水管底泥处理及过滤系统 干净水回流 抽水 以 造流曝气机 过滤及排污 光催化消毒净化7. 工艺说明7.1补漏先将水池的池水排干净，清除池底淤泥，然后找出渗漏裂缝，打掉旧瓷片，做多层防水涂料，干水后再重新补贴同一颜色瓷片。7.2安装水质净化系统在人工湖最低出水排放口处池底放置两台流量为200m3 /h潜水泵，将水抽至建设的设备房内，设备房为4.8m长，3m宽，2m高(为了不影响景观，最好设在假山内) ，将水抽至建设的设备房内经高效过滤器及光催化净化水处理设备处理，处理后的水送至湖里最高位，以便形成水体循环。本方案设计水体循环周期为15小时，每天循环1次。为增加水的溶解氧及富氧水与贫氧水的交换率，采用8台国内首创的专利产品“超大流量造流曝气灭藻机”，型号为EBE-30-50，功率0.75kw。最大限地消除死角，使湖水都动起来。每台机器每天能推动的水量（造流量）为3600吨，这样8台机器每天的总造流量28800吨，可使3000吨的湖水基本上每天增加内循环交换9次。确保湖水成为循环流动的一湖活水。（见附图）“超大流量造流曝气机”还能在水底高效曝气，使水底有充足的溶解氧，并且随着循环水流将曝气机处的富氧水体带到湖泊的各个角落，使整个湖泊都成为溶解氧充盈的好氧环境。只要做到了全湖区域的溶解氧充盈，就能从根本上消除湖泊臭气。因为臭气的根源就是湖底溶解氧不足，有机污染物厌氧分解所致。“超大流量造流曝气机”相对于一般常用的表面曝气机而言，极大地提高了曝气效率，能耗极低。因为氧气自身在水中的传递速度很慢，表面曝气机只能顾及机器周围几米远的范围，能量浪费，需要设置的表面曝气机数量很多。而“超大流量造流曝气机”营造出的流动水流能将曝气点处的富氧水块与远离曝气点的贫氧水块充分交换，实现全水域曝气。在充足的溶解氧和动水的环境下对水中有机污染物进行好氧分解，从而实现了污水净化，使湖水具有极高的自净能力，常年保持池底及水面洁净状态，并且根本不需要对湖边少量的污水进行截污。8. 污染物的的去除率预估序号处理单元作用机理去除率 (%)剩余值 (mg/L)1原水未经处理0COD:?BOD:?SS:?2低能耗人工造流曝气通过低能耗人工造流曝气，提高富氧水与贫氧水的交换率，实现部分有机物被氧化分解。303030COD:?BOD:?SS:?3高效过滤与光催化氧化高效截留尘粒及较大的有机物，并对不能过滤的微细有机物及藻类、细菌等进行高级光化学反应从而使其分解。756080COD:?BOD:?SS:?9. 主要材料和设备选型及报价（见表）表1人工湖水补漏及处理管道工程报价序号 （一） 项目内容 规格、型号单位数量单价（元）合计（元）1 供水管160/6UPVC 米 30075225002 弯头（两条管用）160 个3098.529553 直通160 个1004444004 三通160 个898.57885 法兰160 个8957606 法兰110 个6422527 弯头160（45度） 个5723608 胶水 瓶10303009 球阀110 个150050010 不锈钢井盖1.51.2米21.81000180011 钢阀 个185085012 不锈纲网1.20.130013排水及清除淤泥平方2500102500014打掉旧瓷片及补漏平方10003535000总计95765表2主设备设计参数及报价表序号（二）项目内容数量总功率性能规格单价（万元）合计（万元）1设备控制房1间4.832m0.80.82进口潜污泵2台5.5