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方案-景观水处理方案(同济大学)


景观河道 水处理

方案 草案) (草案)

上海同济大学环境学院 2005-4-26

一 业主的有关要求
1 工程概况及现场条件 1.1 人工湖及景观河道总水容量约为 7200 立方米。 2 工程承包范围 2.1 水处理工艺路线设计图(气浮工艺)。 2.2 机房内所有机电设备材料的供应及安装,除甲方提供的

机房内照 明系统、动力电源及从天然河道进水管和供水管(室外管道不考虑 土方量)。 2.3 出水管、回水管出机房 1 米加装阀门。 2.4 设备调试及人员培训。 3 技术要求 3.1 人工湖及景观河道要求 3 天循环 1 次,每小时的处理量为 100 立 方米/小时。 3.2 工艺要求简单、成熟、稳定、实用、合理,以节省投资和运行管 理费用。 3.3 处理后的水质浊度控制在 10 度以内,并满足国家相关的景观娱 乐水的标准。 3.4 提供满负荷运行费用及年平均运行费用。

4 其它 4.1 本次方案的报价包括机房内的所用设备及安装的报价以及室外 出水管的报价。

二 景观水处理技术路线的选择
一)景观水体的主要污染途径和污染物质 1、外源污染 1)排入水体的污水:污水由于暴雨而部分进入雨水系统,再进 入人工湖; 3)地表径流和地下渗流:人工湖周围的草坪或绿地,对草坪施 肥和喷洒农药,会在植被和土壤中残留大量的污染物质,最后随地 面径流(绿化喷洒和雨水形成)或地下渗流带入水体中。 4)汇流区域内的初期雨水:初期雨水,在洗涤和溶解了空气中 和地表面上的污染物质后,受到一定的污染。根据有关研究,雨水 中的磷浓度一般为 0.07mg/L 左右,氮浓度约为 1.0mg/L。 5)水体周边的绿色植被进入水体而腐烂造成的污染。 2、内源污染 1) 养殖污染: 在水中养鱼, 投入的过多的食料和鱼类排泄物; 2) 水生植物:水生植物通过光合作用固定的有机物,随水生 植物季节性死亡后进入水体; 3) 底泥:上述的各种污染物质在水体中停留时,因各种原因 而沉积到池底,并发生分解,在一定的条件下,由池底重新进入水 体。 上述这些污染物,可以分为有机污染和 N、P 污染。 这些污染物,进入水体的量超过水体自净能力(包括排出量), 将使水质恶化。 景观水体水质恶化的主要现象有两种:1、水体发生黑臭;2、水 体发生富营养化,产生水华。 这两种现象的成因各不相同。黑臭主要是水中有机物分解消耗水 中溶解氧造成,富营养化则主要是水中 N、P 浓度过高引起。 二)景观水体治理技术综述 对景观水体水质的整治,包括两个层次的目的:1、使水的表观 性状符合景观要求,如控制水的色度和透明度,抑制水的异味产生, 特别是防止藻类的大规模滋长;2、使水质指标有大的改善,如 CODcr、N 和 P 的浓度等,从而从根本上消除水质恶化的可能。这 两种目的对水处理的要求和深度和难度有所不同。 主要的治理技术有: 1)水力方法,包括水体循环、换水法; 2)雨水综合回用; 3)化学处理,包括投杀藻剂、投加絮凝剂、投加除磷药剂;

4) 物理处理,包括沉淀、气浮、过滤; 5)生物处理,包括充氧、微生物法、生物种群法。 上述这种种方法,各有不同的适用性。选择控制和治理工艺一定 要根据实际情况,并仔细分析成因。通常,景观水中有机污染和 N、 P 问题都会存在, 所以比较完善的方法包括上述几种方法的综合, 最 常见物理化学方法和生物处理联用。 三)工艺路线选择 根据上述分析, 比较适合本项目的处理工艺有三种: 过滤、 气浮、 生物处理。 过滤主要去除浊度物质,如细小的泥沙等,对藻类也有一定的 去除作用。但是由于将来湖水富营养化,水中将出现大量的藻类。 藻类能分泌黏液,在过滤时很容易和砂滤料黏附在一起,从而使过 滤堵塞,在藻类过度生长时,过滤根本无法正常运行。如果滤料被 污染,就必须更换,这是一件非常麻烦的事。很多自来水厂在运行 中都遇到这个问题。这一点在我们目前完成的景观水项目中也得到 了证实:周庄河道处理一期项目试验中过滤堵塞严重,运行极不方 便。 气浮是去除水中藻类的最有效方法。这一点已在水处理领域得到 公认。目前,在自来水预处理领域,气浮除藻工程最大的规模已经 做到 40 万吨/日。 气浮除藻的原理是向水中通入或产生大量的微细气 泡,使其粘附于藻类絮粒上,造成藻类絮粒整体比重小于水的状态, 并依靠浮力使其上浮至水面,最后被刮走达到去除的目的。气浮对 浊度的去除也有很好的效果,通常可以将浊度控制在 3 度。气浮的 另一个附带好处是可以向水中大量充氧,防止水体厌氧发臭,对鱼 类的生长也很有好处。气浮用于微污染水的处理,已经有丰富的经 验。在景观水处理中,气浮的优良使用效果也得到了证明。比如在 江南古镇周庄,用气浮对 1.14 公里的河道(水量 2.5 万米 3)进行循 环处理,使得河水清可见底。在佳苑样板河段处理中,使用气浮, 样板河段的水质得到了非常明显的改善:处理前一片黄绿色的浑浊, 处理后河道清澈见底,游鱼在其间悠游自如。 生物处理的主要目的是去除水中的有机物。生物处理可以防止 水体黑臭。但生物处理对藻类的去除比较差,而且它几乎不能降低 水中的 N、P。考虑到投资和占地,本项目中,生物处理拟采用投加 微生物菌种的方法,同时辅助充氧措施。当水体有机污染严重时, 少量投加微生物菌种。 综上所述,确定气浮为人工河水处理的核心处理单元,适当辅

以生物投菌。由于污染类型相似,向阳河水用气浮处理也同样会有 有很好的效果。 四) 气浮技术背景 气浮的原理是:设法向水中通入或产生大量的微细气泡,使其粘 附于水中颗粒上,造成气泡-颗粒整体比重小于水的状态,并依靠 浮力使其上浮至水面,最后被刮走达到去除水中颗粒的目的。 气浮法按照气泡的产生形式有以下几类:分散空气气浮法、电解 凝聚气浮法、生物及化学气浮法、溶解空气气浮法(包括真空式气 浮法和压力溶气气浮法)。其中应用最成熟、最广泛的是部分回流 加压溶气气浮法。 部分回流加压溶气气浮法是依靠水泵将经气浮处理后的净水的 一部分回流加压进入溶气罐,同时通过空压机将空气压入溶气罐, 空气在一定的压力条件下溶入水中,然后通过释放器将溶气水压力 恢复到常压,释出的大量微细气泡将和原水中的絮粒粘结在一起从 而使藻类得到去除 气浮技术最早运用于武汉东湖水厂的高藻原水除藻处理就获得 了极大的成功。目前,该技术已经在全国上百座水厂和一些景观水 处理项目中得到了应用。 本项目中使用的气浮系统采用同济大学的高效气浮技术。该技 术在国际上都处于领先的地位。 本项目中应用的 TJQ 气浮技术是一种溶解空气气浮工艺,它是 通过高效溶气罐和释放器,在水中产生大量的微细气泡,使其黏附 于藻类上,造成整体比重小于水的状态,并依靠浮力使其上浮至水 面,从而获得固液分离的一种净水法。TJQ 气浮系统具有如下特点: 1)低压运行,溶气工作压力仅为 3 公斤/厘米 2; 2)高效能比,溶气效率高达 99%以上,释气率高达 99%; (以上两点确保了设备的能耗和运行费用极低) 3)微气泡与悬浮颗粒的高效吸附,提高了对藻类和浊度的去处 效果;(确保优良的处理效果) 4)自动控制系统及简便的安装维护,使其成为真正的“傻瓜” 式处理系统。(确保了设备的易操作、维护性)

三水质处理工艺设计
1 设计处理水量 100m3/h 2 设计工艺路线 根据上节分析,水质处理拟采取下面的工艺路线: 气浮― ― 水泵 ― 人工湖 湖水 具体流程参见附图:工艺流程图。 在该工艺中,气浮单元是主要的水处理单元。气浮去除了绝大部 分的藻类和其它颗粒物。气浮处理后的水澄清透明。气浮工艺中对 水体的大量充氧,增强了水体的自净能力。根据水质的变化,在运 行中,也可以定期少量投加微生物菌种,强化水体对有机物的处理 能力。 根据小区现场的布置,考虑气浮出水分区供水,总共有5个远点 (离处理设备较远),选用四台水泵供水,2用2备。 3.设计参数 设计参数 气浮溶气水回流比:15% ,上升流速3毫米/秒。 气浮设备采用1套,处理能力为:Q=100m3/h;每套功率为: W=6KW;每套净占地面积为:2.0m*7m*1.8m。 气浮池的渣可以用螺杆泵送入市政污水管道。 主要设备一览表
序号 1 2 3 4 5 设备名称 高效气浮 螺杆泵 加药装置 进水泵 潜水泵 规格型号 数量 TJQJ-100 G20 TJJY-1
ISG100-90-4/2

1套 1套 1套 2台 2台

性能参数 备 注 W=6KW ; 外 形 尺 寸 : 同济大学 2m*7m*1.8m Q =2.43 m3/hr,h=40m,一 上海开利水泵 用一备 采用美国计量 最大投加量为 15 升/小时 泵 3 Q=100m /hr,H=10m,一用 上海开利水泵 一备,P=4KW Q=1m3/hr,H=10m,一用一 室 内 集 水 井 排 备,P=0.5KW 污

4 配电及设备控制 1)、气浮系统中的动力设备有溶气水泵、空压机、刮渣机。其它 的电气设备主要为溶气罐的自动控制装置。为了尽量简化系统,溶 气罐的运行采用闭环控制,即将溶气罐内的液位信号为控制信号, 通过空气管上电磁阀的开关来控制空压机的起闭。 气浮系统设备均配备自动/手动功能。

2)、用电负荷
序号 2 1 2 2 3 4 4 5 设备名称 高效气浮 螺杆泵 加药装置 出水泵 潜水泵 规格型号 TJQJ-100 G20 TJJY-1
ISG150-200

数量 1套 1套 1套 2台

使用系数 1 0.3 0.2 4

单机功率 (KW) P=6 P=0.3 P=0.5 P=4 P=0.5

运行功率小 计(KW)
6

0.3 0.1 4 0.05 10.45 14.5

0.05 2台 运行功率合计(KW) 装机功率合计(KW)

5平面和高程布置 平面和高程布置 在高程布置上,由于气浮设备放置在地面,气浮工作水面为高于 人工湖湖面,所以气浮池可以自流进入河水。人工湖出水通过水泵 提升直接进入气浮。 气浮设备间设置4m*10m,高度为3m,考虑储存絮凝药剂,污泥 暂时储存以及房间的集水收集。

四 经济指标
一)投资(单位:RMB.万元) 1 直接费用
序号 1 2 3 4 5 6 7 设备名称 高效气浮 土建 浮渣提升泵 加药装置 出水水泵 电控系统 浮渣池 管道阀门* 合计
*注:此项参见辅材一览表。

规格型号 TJQJ-100 G20 TJJY-1 ISG150-200

数量 1 1 1 2 1 1

单位 单价(万元) 套 6.5 2 台 0.34 套 1.6 台 套 套 0.22 2.55 3.15

总价(万元) 6.5 2 0.34 1.6 0.44 2.55 0.70
3.15 17.28

2 间接费用
(1)安 装 费 (2)培 训 及 调 试 费 ( 3) 设 计 费 ( 4) 运 费 (5)税 金 (6)小 计 3.0 1.5 3.0 0.50 1.5 9

3 总费用 26.28 万元 2 说明:总共的建筑面积为 40m ,共计建筑造价约为 2 万元。 二)运行费用 条件:每小时处理量 100 米 3/小时,每年 1/6 时间运行,电费按 照 0.6 元/度电计。 该系统运行功率 10.45KW,则每小时的电费为 10.45×0.6=6.27 元; 该系统每小时用絮凝药剂 2 公斤, 絮凝药剂的价格为 1.6 元/公斤, 则每小时的药剂费为 2×1.6=3.2 元; 每小时的运行费用为 9.47 元。 则年运行费用为 9.47×24×365/6=13826 元。

五 问题和说明
1 处理设备的噪声问题 机房内的主要噪声源是水泵、空压机,其它动力设备如刮渣机和 加药装置配套的电机的功率很小,噪声也很小。本项目中采用的离 心水泵功率分别为5.5KW,选用低噪音型号,可以将噪声控制在 85dB(A)。选用低噪音的空压机,其噪声也可以控制在85dB(A)。同 时,对水泵进行隔震处理,机房的门和窗设置为双层门、窗。经过 这样的处理,设备噪声和震动就不会对会所和住宅产生不利影响。


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