国家“水专项”扬州示范工程—东部水系水质改善工程的关键技术与研究

1、国家“水专项 扬州示范工程东部水系水质改善工程的关键技术与研究摘 要 ：文章阐述了国家“水专项扬州示范工程东部 水系水质改善工程针对针对低强度污染城市河道水质改善及功 能提升需求， 所采用的新技术新方法、 取得的环境效果以及示范 工程的推广的价值。关键词： 水专项 水质改善 新技术一、工程背景2021 年，我市向国家住建部申报开展 “水体污染控制与治理 科技重大专项 课题，并结合古运河东部水系沟通工程，于 2021 年 9 月在沙施河鸿泰支河及曲江公园湖实施示范工程。鸿泰支河与曲江湖东起运河北路， 向东经过涵洞和人工引河 与京杭大运河相通，向西北穿过曲江公园、文昌中路、观潮路， 西至沙施河，全

2、长1289m,河宽1460m,总面积76410m2。河 底高程3.03.4m，湖区河底高程2.54.0m。鸿泰支河北部有文昌花园住宅小区、 江苏牧羊集团, 南部有 江南一品住宅小区、 鸿泰家园住宅小区。 鸿泰支河东段位于曲江 公园内,区域内根本无污染汇入,在东南角有 DN400 雨水排入 管 1 根,主要聚集曲江公园内降雨,底部淤泥很少,且主要为无 机质。鸿泰支河西段两侧承受雨水管和溢流污水污染,计有DN500雨水管2根、DN400雨水管1根、DN300雨水管2根， 溢流污水来自鸿泰家园，溢流管直径 DN300。由于长期溢流污水和雨水的汇入，底泥较厚，厚度2080cm，且有机物含量较高。曲江湖

3、位于曲江公园内，东侧被鸿泰支河环抱，北为文昌中 路，西为观潮路，南侧有巷道与江南一品住宅小区相邻。曲江湖 流域内根本无污染汇入，主要聚集曲江公园内降雨， 底部淤泥很 少，且主要为无机质。鸿泰支河东段与曲江湖水质介于 WV类之间，水体透明度 较高，TP局部超标，叶绿素1535卩g/L之间，水体中度富营养 化。鸿泰支河西段水质较差，全年处于劣 V类，局部时段出现黑 臭现象。图1鸿泰支河与曲江湖水系图鸿泰支河与曲江湖作为扬州市内河，规划水质功能为V类，2021年规划水质功能为W类、工程目标针对低强度污染城市河道水质改善及功能提升需求，开展湖河多元生态水质改善与水体功能提升技术研究，重点突破城市景观湖

4、河污染物削减技术、水体自净功能强化技术、城市 景观湖泊健康生态系统构建技术，形成城市低强度污染景观湖河的多元生态水质改善与功能提升的技术支撑体系，主要水质指标到达IV类水体中非接触景观娱乐用水水质标准，实现水 体生态系统健康稳定。三、本次示范工程使用的技术水质改善示范工程自2021年9月1日开工，工程场地如图2所示。首先进行西段河道底泥清淤和污水截留工程，再进行水 专项示范工程内容建设，于11月初根本建成通水，11月12月进行水质监测。图2水质改善示范工程场地目前已积累4个月运行数据，水质良好，主要水质指标到达IV类水质。主要技术有：1、初期雨水末端污染削减技术技术原理：在雨水管末端入河处设初

5、期雨水拦截削减装置， 截留降雨初期高浓度污染，削减装置中填充氮、磷吸附材料和有 机物降解材料，将初期雨水中的污染物截留， 雨后再逐步分解成 无害物质。当雨量增大后，雨水浓度降低，超出削减装置接受能 力的后期清洁雨水直接溢流到河道。2、溢流污水污染削减技术技术原理： 扬州市仍有不少雨污合流管道， 晴天时小流量污 水进入污水厂， 降雨时大流量雨污混合水溢流到河道， 产生污染。 在污水溢流口处建污水削减装置， 其中填入生物填料， 并向其中 曝气，降解转化污水中污染物。污水流经削减装置，污水得到净 化后再流入河道。3、底泥污染释放生物活性沸石覆盖处理技术 技术原理： 底泥中的氮、磷、有机物会向水中释放

6、。将具有 高效降解能力的微生物菌剂固定在沸石上， 沸石是一种具有多孔 结构的矿物， 能吸收氨氮。 将高效菌剂固定到沸石表现及其空隙 中，再将沸石覆盖在底泥外表，就能吸收、降解底泥释放的污染 物，使其转化为无害的物质。4、脉冲曝气生物接触氧化水质改善技术 技术原理： 针对汇入到河道中的污染物，进行原位处理。在 河道内安装阿克曼生物填料， 能淹没漂浮于水中， 在阿克曼填料 外表将自然生长微生物膜， 对水中污染物具有氧化降解作用。 微 生物降解有机物时需要消耗氧气， 因此，在阿克曼填料底部安装 脉冲曝气器，用风机给脉冲曝气器供气，给阿克曼填料充氧。5、生态浮床水质改善技术技术原理： 采用漂浮的方法在

7、水面种植植物， 利用植物兴旺 的根系净化水质。植物能吸收水中的氮、磷、有机物，根系外表 有大量微生物降解水中污染物， 植物根系还是水生动物、 鱼类等 的生活场所，形成良好的水生态环境。6、生态浮岛技术技术原理：在水面用大型浮块制作人工岛，在其上堆土，种 植植物，植物根系可以深入湖水，净化水质，浮岛能美化较大面 积的水面。初期雨水/溢流污水污染削减脉冲曝气生物接触氧化处理潜水射流曝气充氧淹没式组合生态浮床雨水/溢流污水管二一II图3鸿泰支河水质改善工程示范技术集成生态浮岛!f'W沉积物沙层覆盖雨水截污沟挺水植物浮叶植物沉水植物图4曲江湖水质改善与健康生态系统构建工程示范技术集成沉积物生物

8、活性多层覆盖四、示范工程的运行示范工程建成后随即转入调试运行， 由于扬州市区已进入冬 季，降雨量较少，根本未形成有效地面径流。水质改善示范工程 竣工后如图5所示。鸿泰支河水质改善示范工程，初期雨水削减装置和溢流污水 削减装置没有流量通过，因而无实际运行数据。生态浮床植物移 栽后刚刚成活即转入休眠期， 上部植物量较少，水质改善能力还 未充分发挥。潜水射流曝气机和脉冲曝气生物接触氧化运行良 好。曲江湖水质改善示范工程，湖滨带岸坡散流雨水径流污染截 污沟没有流量通过，因而无实际运行数据。湖滨带水生植物和生 态浮岛植物移栽后刚刚成活即转入休眠期，上部植物量较少，水质改善能力还未充分发挥。生态浮岛风光电

9、能互补供电曝气生物 接触氧化运行良好。图5水质改善示范工程竣工场地五、实施效果示范工程运行至今已有近四个月，经过污染截留削减处理， 以及水质改善后，水体水质有力较大改善。对鸿泰支河6个监测 点及曲江湖 6个监测点进行取样测定，指标包括叶绿素a、CODcr、CODMn、NH4+-N、TN、TP、BOD、透明度、溶解氧等。鸿泰支河水质改善示范工程，监测结果如下：叶绿素 aw 24.95 卩 g/CODcrW 48 mg/L、CODMn < 9.15 mg/L NH4+-N< 1.09 mg/L、TN< 1.5 mg/L、TPw 0.19 mg/L、BODC 5.9 mg/L、透明

10、度 >0.63m溶解氧>6.89 mg/L水质良好，主要水质到达 W类水质 标准。曲江湖水质改善示范工程，监测结果如下：叶绿素 aw 29.22 卩 g/CODcr< 58 mg/L、CODMW 9.9 mg/L、NH4+-N< 0.92 mg/L、TNK 1.4 mg/L、TPw 0.10 mg/L、BODW 5.8 mg/L、透明度 >0.67m溶解氧>6.47 mg/L水质良好，主要水质到达 W类水质标准六、研究成果及应用成效 通过水专项课题的技术研究与工程示范， 高校、科研所与地 方排水河道管理部门建立了紧密的联系，形成了产、学、研、用 相结合的开展

11、模式。依据该平台，已获得如下技术成果：1、形成 1 个技术体系。 “外源污染的生态深度削减内源沉积物污染的原位处理与 控制水体多元生物强化自净健康生态系统构建景观水体 补水 的城市低强度污染景观湖泊及关联河网多元生态水质改善 与功能提升技术体系。2、获得 1 项理论创新以建设和谐的城市居住环境为目标， 以城市景观水体效劳于 城市人文社会环境为功能要求， 提出城市景观河湖健康生态系统 的建设标准和评判理论。3、获得 3 项关键技术突破1城市景观湖泊及关联河网污染物生态深度拦截削减；2城市景观湖泊及关联河网水体自净功能强化；3城市景观湖泊健康生态系统构建。4、示范集成 建成“城市低强度污染景观湖泊及关联河网多元生态水质改 善与功能提升 综合示范区各 1 个。湖泊示范区面积不小于 4ha， 河道示范长度不小于1km。单项示范技术5项。示范区水体水质 根本到达地表水环境质量标准 GB3838-2002 中关于人体非直 接接触的娱乐用水区水质标准。其中，溶解氧?3mg/L,BOD5W 6mg/L CODMn < 10mg/L 氨氮 w 1.52.0mg/L TPW 0.3mg/L 湖0.1 mg/Lo上述指标的年保证率不小于 85%。5、知识产权申请并获得专利 4 项。其中，创造专利 2 项以上。七、推广意义实施水专项， 是运用科技手