城市河流环境修复技术与案例.pdf

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城市河流水环境修复技术城市河流水环境修复技术与案例与案例一.一.城市河流水环境修复城市河流水环境修复二.二.城市水环境修复技术体系城市水环境修复技术体系三.三.典型技术与案例典型技术与案例入河污水收集和截污技术入河污水收集和截污技术入入河污染处理技术河污染处理技术河水异位处理技术河水异位处理技术河道内修复技术河道内修复技术内容内容一.一.城市水环境修复城市水环境修复自然水系统与人工水系统的差异自然水系统与人工水系统的差异水系自净水系自净能力及其提升能力及其提升健康水生态系统的构建和维持健康水生态系统的构建和维持内容内容自然水系统与人工水自然水系统与人工水系统系统水体多样性的生物链和水体多样性的生物链和多元化的生境多元化的生境自然和多元化的水体物理结构状态自然和多元化的水体物理结构状态优良的水质状态优良的水质状态多样的生态系统多样的生态系统河流改道、裁弯取直、渠河流改道、裁弯取直、渠道化；生境系统单一道化；生境系统单一污染负荷过量，水质污染污染负荷过量，水质污染水生物水生物多样性多样性减少，生态减少，生态退化退化水系自净能力及其水系自净能力及其提升提升水体有自净作用，但自净作用是有限度的流水不腐流水不腐在环境容量在环境容量范围内，经过自身的物理、化学和生物作范围内，经过自身的物理、化学和生物作用，使受纳污染物浓度不断降低，逐渐恢复用，使受纳污染物浓度不断降低，逐渐恢复原水质。

原水质。

城市人工河道自净能力退化城市人工河道自净能力退化城市人工河道的自城市人工河道的自净能力的提升净能力的提升过量污染负荷的削减水动力条件优化曝气充氧健全生态系统的构建健康水系统的构建和维持健康水系统的构建和维持基本目标：

促进水生态系统促进水生态系统自我维持自我维持和陆地、缓冲区域和水生生态系统间和陆地、缓冲区域和水生生态系统间相互联相互联系系的完整的完整，保护河流的保护河流的生物生物完整性完整性。

恢复其在恢复其在水资源、水资源、水质净化、水质净化、生态功能生态功能、洪水调节以及、洪水调节以及文化美学功能文化美学功能等。

等。

生态系统健康的标准活力：

表征水生态系统的功能，可根据新陈代谢或者初级生产力等来测度；组织结构：

根据生态子系统间相互作用的多样性及数量进行评价；恢复力：

指系统在胁迫作用下维持其结构和功能的能力一.一.城市河流水环境修复理论城市河流水环境修复理论二.二.城市水环境修复技术体系城市水环境修复技术体系三.三.典型技术与案例典型技术与案例入河污水收集和截污技术入河污水收集和截污技术入入河污染处理技术河污染处理技术河水异位处理技术河水异位处理技术河道内修复技术河道内修复技术内容内容二二城市水环境修复技术体系城市水环境修复技术体系内容内容城市河流水环境问题识别城市河流水环境问题识别污染源源头控制污染源源头控制污染负荷消减污染负荷消减水系生态环境改善水系生态环境改善水系整治与水力调控水系整治与水力调控核核心心技技术术支支持持管管理理体体制制保保障障产业调整产业调整清洁生产清洁生产点源控制点源控制降雨径流降雨径流城市污水城市污水处理厂处理厂小规模分散小规模分散污水处理污水处理污染河水污染河水异位处理异位处理降雨径流降雨径流负荷消减负荷消减水系结构水系结构优化优化水动力水动力调控调控内源污染内源污染控制控制水生系统水生系统重构重构水系生态水系生态廊道廊道水生系统水生系统维护维护水文化水文化/景景观共建观共建河水多级河水多级复合控制复合控制形成“控源控源截污负荷截污负荷削减水环削减水环境改善境改善”的技术体系常规城市水系统与可持续城市水系统示意第一步：

城市水环境问题的识别污染源主要污染源、主要污染物（耗氧有机污染、营养物、重金属、病菌、POPs）点源（工业、生活）、非点源（农业、城市）环境问题水质评价（单指标、多指标、综合指标）水体功能、允许纳污负荷、入河污染负荷及种类水环境问题（黑臭水体、缓流水体、富营养水体、）生态系统种群结构和数量、多样性指标指示性生物（清洁、耐污）生物链技术分类：

技术分类：

不同角度不同角度从技术内涵看从技术内涵看人为强化人为强化处理处理系统：

系统：

污水处理厂污水处理厂高效率、高投入（成本、技术、能量）高效率、高投入（成本、技术、能量）自然处理系统：

自然处理系统：

水体自然净化、自然湿地水体自然净化、自然湿地低效率、低投入（成本、技术、能量）、大占地低效率、低投入（成本、技术、能量）、大占地半强化、半自然技术：

半强化、半自然技术：

人工湿地、土地处理人工湿地、土地处理介于上面两类之间，介于上面两类之间，需要持续的投入、需要后续维护需要持续的投入、需要后续维护技术技术分类分类技术名称技术名称适用污染类型适用污染类型适用河流类型适用河流类型主要机理主要机理物理法物理法底泥疏浚严重底泥污染小型河流移除河流内源污染物机械除藻富营养化流速较小的河流移除藻类引水稀释富营养化小型河流直接改善河流水质截污工程各种类型污染有污水汇入河道直接改善河流水质膜分离法微污染水源中小型河道,景观河道,大型咸水河直接、快速改变河流水质，化学法化学法化学混凝有机污染、磷污染中、小型河流将污染物混凝沉淀光催化有机物、色度污染中、小型河流催化降解有机污染物生物生物/生态生态曝气法严重有机污染有一定水深的河流促进有机污染物降解生物直投法有机污染中、小型河流促进有机污染物降解生物膜法严重有机污染中、小型河流直接改善河流水质活性污泥法严重有机污染中、小型河流直接改善河流水质植物净化法富营养化中、小型河流提高生态系统稳定性技术分类：

从处理过程看技术分类：

从处理过程看与水体与水体空间逻辑关系：

空间逻辑关系：

污水收集和截污技术污水收集和截污技术进集中污水厂处理：

进集中污水厂处理：

是治本之举是治本之举入河分散污水处理：

入河分散污水处理：

必要的补充必要的补充近期无法收集到污水排水系统的分散污水近期无法收集到污水排水系统的分散污水面面源：

降雨径流污染源：

降雨径流污染河水异位处理河水异位处理污染河水的河道外处理：

污染河水的河道外处理：

补充和辅助补充和辅助河水原位处理河水原位处理河道内处理：

河道内处理：

补充和辅助补充和辅助技术分类技术分类一.一.城市河流水环境修复理论城市河流水环境修复理论二.二.城市水环境修复技术体系城市水环境修复技术体系三.三.典型技术与案例典型技术与案例入河污水收集和截污技术入河污水收集和截污技术入入河污染处理技术河污染处理技术河水异位处理技术河水异位处理技术河道内修复技术河道内修复技术内容内容入河污水收集和截污入河污水收集和截污技术技术污水收集传统重力收集系统系统密集民居区密集民居区污水真空负压收集污水真空负压收集系统系统建筑密集，不易开挖建筑密集，不易开挖城中城中村、村落村、村落截污沿河边敷设截污管道河道内敷设截污管道河道内敷设截污管道河道两侧住宅、企业临河而建沿河无空间敷设截污管道系统由收集井、系统由收集井、真真空保压管、空保压管、真空收真空收集管道和集管道和负压站负压站等等组成组成开发真空保压装置，开发真空保压装置，确保真空启动快速确保真空启动快速低耗低耗工程选择在甪直古工程选择在甪直古镇甫里村支家厍镇甫里村支家厍5050户居民住宅的生活户居民住宅的生活污水收集污水收集密集区污水真空负压收集系统密集区污水真空负压收集系统国家重大水专项研究国家重大水专项研究成果成果关键技术与设备研发关键技术与设备研发17密集区污水真空负压收集密集区污水真空负压收集系统系统与与传统室外真空收集装置传统室外真空收集装置相比：

该系统突破传统的相比：

该系统突破传统的真空界面阀真空界面阀的的使用，简化传统的繁琐仪表和自控系统，在收集井内无机械设备，使用，简化传统的繁琐仪表和自控系统，在收集井内无机械设备，对设备要求大大降低，同时对设备要求大大降低，同时提高系统运行的稳定性，降低设备的提高系统运行的稳定性，降低设备的造价造价；与与重力收集重力收集相比：

具有相比：

具有低材料消耗低材料消耗（管道管径小管道管径小）、低环境影响低环境影响（管道埋深浅、开挖量小、系统密闭、污水不会泄漏和下渗管道埋深浅、开挖量小、系统密闭、污水不会泄漏和下渗）、低低运行维护运行维护（管道不堵塞管道不堵塞）、低建设费用低建设费用（示范工程管道敷设费用约示范工程管道敷设费用约传统重力的传统重力的1/2）1/2）、高适应性、高适应性等优点。

等优点。

特征及与其它收集系统对比分析收集管道小、埋深较浅，不需要保持严格的管道坡降收集井采用水封措施，不需界面阀，无机械和控制部件和设备；不需监控系统，稳定性好河道内敷设截污管道护岸为混凝土或浆砌块石硬质驳岸时，可采用在驳岸上设承托结构支撑架空管道或者将管道直接放置在河底19入入河截河截污污技术技术河道内敷设截污管道工程工程案例20分散入河污水技术近期无法收集到污水排水系统污水处理技术物理、化学、生物、生态生物处理：

厌氧处理、好氧面源：

降雨径流污染LIDBMPs入河入河污水处理污水处理技术技术生物处理系统（生物膜系统、活性污泥系统以及结合）高负荷厌氧处理工艺一体化高效生活污水净化装置（类似A2/O法，一般由水解沉淀池、生物滤池和接触氧化槽组成，）类污水厂处理技术蚯蚓生态滤池塘处理系统（稳定塘）污水土地处理系统（土地渗滤、人工湿地，污水土地厌氧净化、污水土地好氧生物过滤）生态处理技术改良化粪池系统地埋式小型处理站小型处理技术分散式污水处理系统22根据污水水质、水量和空间等选择合适的技术高效厌氧+组合人工湿地（高浓度生活污水）几种典型技术案例23人工湿地施工建成效果高负荷地下渗滤污水处理负荷技术具体技术与案例24散水-通风层通风层导流沟覆盖层下防堵层上防堵层通风管网集排水管网渗流砾石精滤层散水-通风管网好氧厌氧好氧具体技术与案例25注意问题：

渗滤系统的堵塞解决技术具体技术与案例26降雨径流收集和处理城市化过程带来城市地表径流污染径流量：

城市下垫面变化，不透水面积增加，地表径流流量大量增加径流水质：

大量的地面径流冲刷地表累积的污染物通过城市下水道排放到城市河道，严重污染受纳水体在中国，据初步的保守估算，城区雨水径流污染占水体污染负荷的比例，北京在12%以上，上海则为20%左右入河入河污水处理污水处理技术技术城市降雨径流BMPs措施入渗沟入渗池干式滞留池湿式滞留池植草沟植被过滤带砂滤系统人工湿地绿屋顶雨水罐透水性铺面植物蓄留池城市降雨径流BMPs措施2013/7/2229LIDBMPs的应用与处理效果自20世纪90年代起，BMPs被全面应用于对城市雨水径流污染的控制，成为实现城市降雨径流非点源污染控制的最为重要的措施美国国际降雨径流BMP数据库（InternationalStormwaterBMPDatabase），至今已收录了300多个BMP的研究实例BMP的应用处理效果（%去除率）BMP措施措施TSSTNTP细菌细菌碳氢化合物碳氢化合物金属金属砂滤池60-9020-3020-4070-9070-90入渗池/入渗沟60-9020-5015-2570-8070-9070-90草沟10-4010-3510-3530-6060-7570-90沉砂池50-8510-2045-8060-9060-90干式滞留池60-8020-4015-4020-4040-55湿式滞留池（16-24h）50-9020-4020-4060-7550-7545-85蓄流池80-9020-4040-6030-4035-50雨水湿地70-