湖再生水补水与水质改善示范工程项目建议书Word文档格式.docx
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（2）《中华人民国水法》（2002年修订）
（3）《中华人民国水土保持法》（1991年6月）
（4）《中华人民国水污染防治法》（2008年2月修订）
（5）《中华人民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[2002]38号）
（7）《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
（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/T18921-2002）
（3）《污水再生利用工程设计规》（GB/T50335-2002）
（4）《水域纳污能力计算规程》（SL348-2006）
（5）《给水排水设计手册第2册建筑给水排水》（第二版）
（6）《室外排水设计规》（GB50014-2006）
（7）《给水排水工程管道结构设计规》（GB50332－2002）
（8）省地方标准《用水定额》（DB53/T168-2006）等相关标准和设计规。
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。
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。
同时，湖再生水补水与水质改善示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》课题的子课题容之一。
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
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。
2.2.2湖水体景观改善的迫切需要
湖公园为某市民提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工程体系。
同时通过示工程的实施，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，为同类型湖泊水质净化提供示。
通过湖再生水补给与水质保障示工程的实施，使示区域湖水质得到改善，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。
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SS、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（P＞0.05）。
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源释放，另外再生水做为一种相对高浓度补水水源，自身的负荷也算一部分。
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COD1.71t、TP0.03t、TN0.58t、NH3-N0.56t、SS17.85t。
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26400kg，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32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。
图33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22.5万m2，磷酸盐释放速率为2mg/m2.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33湖全年污染负荷汇总表（单位：
吨）
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
15.84
底泥
0.2
--
合计
0.89
19.27
2.49
24.71
42.69
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源释放。
图32湖全年污染负荷汇总表（单位：
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%。
4工程建设方案
4.1工程建设地点
示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工程。
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，其中示水域日补水量3000m³
/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，通过对靠近示水域的园道路采用透水铺装的方式对进入示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，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41示水域水质现状（mg/L）
水质指标
示水域现状水质
44.9
0.41
8.4
0.12
34
地表水环境质量标准（Ⅴ类）
40
2
--
Ø
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现状特点，同时超磁设备占地面积较小，适合在湖公园进行布置。
超磁分离水体净化技术特点：
（1）单位面积处理水量高
受污染的河流、湖泊及景观水环境一般地处城市生活区，水处理需求量大的同时对所选技术工艺的占地面积有严格限制。
超磁分离水体净化设备单套污水处理能力可达每小时1,500立方米，且可并联形成处理阵列；
日处理能力1万立方米的设施整体占地约300平方米，单位占地水处理能力高，特别适用于河流、湖泊及景观水等大水量污染水体。
（2）总磷去除效率高
藻华现象是由于水体富营养化引起，由于水体中碳和氮的含量较多且去除难度较大，因此去磷是遏制水体富营养化最有效的手段。
一般技术工艺无法在短时间处理水体中过量的磷元素，且处理效果波动巨大，水体富营养化易于反复发生。
超磁分离水体净化技术通过絮凝反应将污染水体中的磷元素转化为可直接吸附打捞的导磁性磷盐絮团，实现了对总磷的靶向性去除。
短时间即可实现出水水质总磷浓度0.1mg/L或以下，高效控制了总磷在水体中的浓度，遏制富营养化及藻华现象的发生，受污染的河流、湖泊及景观水环境得到快速修复。
（3）藻华直接打捞，净化效率高
对于已经爆发成藻华的污染水体，一般技术工艺需要几天到十几天自净处理时间，且需配合人工及机器设备对藻华进行打捞，净化时间长、耗费清理成本高。
部分微藻吸附氮、磷等元素未能离开污染水体，附着在植物体根茎部，容易产生二次释放造成藻华反复。
超磁分离技术对污染水体进行“主动循环透析”净化，直接实现藻华打捞，显著缩短净化时间的同时节省了清理费用。
（4）磁分离水体净化技术进行水环境治理的水质情况
超磁分离水体净化技术对受污染水体中的悬浮物、总磷、藻类及COD具有显著的净化效果，对悬浮物去除率为90~95%，对藻类的去除率可达95%，对总磷去除率为80~90%，对COD去除率为40%~60%，能快速改善水体水质，实现水质清澈、无味。
超磁体外透析技术工艺是一种基于磁分离原理的新型技术设备，可在湖泊河流景观水治理中实现传统工艺难以快速去除的污染物（如SS、总磷）的高效透析处理。
湖泊水体在经过不断的循环透析处理后，一方面水体水质会持续改善，另一方面水体中的生态自净能力会逐步恢复，从而完成水体消除富营养化的正向自净化过程。
超磁体外透析技术还可以与传统生态治理方法相结合（如：
人工湿地、生态浮岛等），可以优化传统治理技术的缺点，进而形成一种新型的景观水治理新思路。
一个完整的超磁分离体外透析技术工艺包含磁种絮凝、超磁分离和磁种回收三大部分。
工艺流程：
①湖区污水经过管网收集后，通过格栅处理，后经污水提升泵提升进入混凝系统，通过向水中投加磁种、混凝剂、絮凝剂等，使水中悬浮物、胶体物质及反应产生沉淀的可溶解性物质絮凝成以磁种为核心的“微磁絮凝体”。
②经过絮凝反应的河水自流进入超磁分离机，水流在通过超磁分离机流道时，水体中的微磁絮凝体被快速吸附在磁盘表面，随着磁盘转动而从水体中分离出来。
经过超磁分离机吸附处理污水中的悬浮物、胶体物质、可与絮凝剂参与反应而生成沉淀等物质得到显著的去除，同时水中的其他杂质通过絮凝体吸附、网捕卷带作用具有一定的去除效率。
经过超磁分离的净化水再通过重力作用返回湖区水体。
③超磁分离机分离出的废渣（微磁絮凝混合物）经螺旋输送装置进入脱磁和高速搅拌环节，实现磁种和悬浮物的分离，通过磁鼓的吸附将分离后的磁种从污泥中回收，剩余无磁性污泥排入污泥池后，用泵送入带式压滤机，通过压滤作用干化污泥，形成泥饼后外排，通过磁鼓回收磁种进入磁种搅拌搅拌均匀后重复投加至混凝系统，参与混凝反应，使得磁种在整个系统中重复循环使用。
（2）工艺流程特点说明
✓处理时间短、速度快、处理量大
聚磁组合磁盘表面产生的磁力瞬间产生大于重力640倍的磁力，能快速地捕捉到微磁性絮团，一体化、短流程的设备集成使整个水处理净化过程的时间大大缩短，整个分离过程不到一分钟，整套工艺水力停留时间3-4分钟。
✓占地少，出水稳定
与传统处理方法相比，设备分离时间短，相应的设备占地少。
设备处理能力取决于磁盘数量的多少，水量增加，相应的磁盘数量增加即可。
✓排泥浓度高
磁分离磁鼓分离出的污泥含水率约95%（普通沉淀污泥含水率为98%-99%），可不经过浓缩直接进入脱水设备。
✓运行费用低
与常规的混凝沉降系统比较，大大节约系统的药剂使用量，节省药剂费用；
超磁分离主机主辅电机总功率不超过3kW。
✓日常维护方便
设备无需反冲洗，自动化程度高。
工程规模
示工程水域面积约20000㎡，水深为1.5m-2.0m，总水量约为40000m³
，结合湖现状水质情况，通过污染负荷计算以及《城市污水再生利用景观环境用水水质》（GBT18921-2002）中的有关规定，确定本工程的规模为5000m³
/d，经过超磁设备的处理，湖水质得到有净化，其净化周期约为8天。
工程选址
通过对湖现场的实地考察，在1处布置超磁处理单元。
其原因有：
工程区1目前仅堆放部分湖建筑废弃物，工程建设时仅仅需要对该地块进行场地平整，就可以进行建设；
同时1处紧邻示工程水域，超磁设备的进出水管道布置方便，另外从管理上来说工程区1处紧邻湖公园管理处，便于工作人员随时检查超磁设备的运行情况。
工程建设
本工程建设面积约为200㎡，主要设备为超磁分离水体净化成套设备，超磁设备采用地上式布置，外围采用植物围墙进行隔离，使超磁设备工作区同周围景观融为一体，不影响湖公园整体的景观。
表42超磁分离工艺对湖湖水处理效果
项目
浊度（度）
SS（mg/L）
COD（mg/L）
TP（mg/L）
A原水
23
46
38.4
0.32
A-处理后
2.6
6
17.8
0.07
去除率（%）
88.7
86.96
53.65
78.13
B原水
23.6
49
41.4
0.33
B-处理后
2.9
≤5
19.6
87.39
≥90
52.66
78.79
实验数据显示，采用超磁分离工艺进行处理，对湖水体的COD、TP、SS、浊度有着较好的去除效果。
另对总氮及氨氮的去除会随着湖区水质透明度的提升及生态系统的改善逐步提高，湖水氨氮及总氮指标会逐步降低。
采用超磁分离技术对湖进行透析保护，可快速提高湖水水质，改善水体感观，美化公园环境。
4.3.4水生态恢复与景观营造工程
针对湖的环境现状、水质与功能特点，在示工程区对湖水生态环境进行恢复同时结合生态驳岸的建设营造湖水生态景观。
本工程共建设苦草群落5000㎡，挺水和浮叶植物群落7000㎡，投放土著鱼3种（适量）、土著螺1种（适量）、无齿蚌适量。
为将植物材料固定于栽植基质中，并且保证成活率，为每一种植物材料，都设计和定制了栽植器皿。
为了使栽植的植物有一个适合生长的基质条件，同时便于今后的管理养护为每一种植物群落都配置了专业的栽培基质。
根据设计方案投放动物。
投放时要考虑气候情况分类分时投放并在投放后进行养护与观察，以确保投放动物的数量与质量，一旦发现死亡和丢失，立即进行补放。
结合湖生态恢复工程建设生态驳岸，共建设生态驳岸300m，在建设前先要清理生态驳岸的基础，如有破损要先修建，保证驳岸基础的安全性。
并按设计图纸的设计要求固定杉木桩，形成种植槽。
为保证生态驳岸的建设质量在建设过程中随时检查生态驳岸的高度和平整度是否符合设计图纸要求。
4.3.5水质监测与应急工程
1）水质监控在湖的进、出水口，超磁处理单元的进、出水口，示工程中心区域设置水质监控断面，采样过程按照《水质湖泊和水库采样技术指导GBT14581-93》进行。
采样频率为每2天一次。
2）应急处置为保证出现突发状况时，湖的水体景观不出现明显变化，采用以下几点应急措施：
①如第四污水处理厂因事故不能为湖提供再生水补充水源时，立即采用备用水源对湖进行补水；
②如遇再生水水质变差、局部水域出现藻华爆发现象及红嘴鸥越冬季节，局部水域红嘴鸥数量较多，水质变差等情况，加大超磁处理单元的运行频率，对湖水体进行强化净化。
4.3.6综合管理维护方案
湖再生水补水与水质改善示工程的综合管理维护措施主要包括以下几个方面：
1）环境卫生湖公园做为一处休闲娱乐场所，每天都会吸引大量市民前往，为了避免人为污染对湖水质造成影响，应加强对湖环境卫生的管理：
①严格管理游船，减少游船对湖泊造成的污染，特别要注意机动船的漏油问题和船上游人对湖泊的污染；
②严格管理游人向湖泊丢弃塑料袋、果核等的污染物；
③湖边设立卫生垃圾桶，并定时清理；
④加强地面的清洁强度和周期（特别是在红嘴鸥过冬期间）。
2）水生植物水生植物除了有提升湖生态景观的作用外，还能通过吸收湖水体中的氮磷元素维持自身生长，对湖水生植物的管理主要从两点进行：
①安排专人对水生植物残体进行打捞，避免因植物残体的腐败影响湖水质；
②根据水生植物生长周期，定期对示区水生植物进行收割，以便更好的发挥水生植物对水体中氮磷的吸附作用。
3）超磁设备维护超磁设备做为再生水和湖水质净化的重要设备，只有保证其正常运转，才能保证湖水质达到示工程的目标要求，对于超磁设备的管理维护措施有以下几点：
①派专人管理超磁设备，并设立标识，禁止无关人员进入；
②严格按照操作说明对超磁设备进行操作，定期进行维护检修。
5投资估算及运行费用
5.1投资估算
湖再生水补水与水质改善示工程总投资为913.9万元，其中工程建设费用758.5万元，其他各项工程费用见下表。
表51湖再生水补水与水质改善示工程投资估算表
序号
工程或费用名称
估算投资（万元）
一
工程建设费用
758.5
1
再生水补水工程
2
控源截污工程
7.5
2.1
透水地面铺装
3
水质净化工程
600．0
3.1
超磁处理系统建设
600.0
4
水生态恢复与景观营造工程
151.0
4.1
水体生态系统建设工程（苦草群落）
40.0
4.2
水体生态系统建设工程（挺水和浮叶植物群落）
77.5
4.3
生态驳岸建设工程
33.5
二
其他费用
128.8
1
建设单位管理费
11.3
建设工程监理费
21.9
3
建设项目前期工作咨询费
7.7
4
勘察设计费
35.6
4.1
勘察费
7.6
4.2
基本设计费
25.5
4.3
施工图预算编制费
2.5
5
环境影响咨询服务费
劳动安全卫生评审费
3.8
7
场地准备费及临时设施费
15.2
8
招标代理服务费
19.7
施工图设计审查费
10
建设工程造价咨询服务费
三
预备费用
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