城北污水厂湿地提标改造工程初步设计

城北污水厂湿地提标改造工程安全缓冲区提升改造项目初步设计方案首辅工程设计有限公司2021年8月

概述项目概况项目背景习近平总书记多次发表重要讲话，强调推动长江经济带发展必须走生态优先、绿色发展之路，涉及长江的一切经济活动都要以不破坏生态环境为前提，共抓大保护、不搞大开发，共同努力把长江经济带建成生态更优美、交通更顺畅、经济更协调、市场更统一、机制更科学的黄金经济带。为全面贯彻落实全国生态环境保护大会、中央经济工作会议精神和《政府工作报告》部署要求，加快补齐城镇污水收集和处理设施短板，尽快实现污水管网全覆盖、全收集、全处理，经国务院同意，中华人民共和国住房和城乡建设部、生态环境部、发展和改革委委员会于2019年4月份联合印发了《城镇污水处理提质增效三年行动方案（2019—2021年）》，方案明确，经过3年努力，地级及以上城市建成区基本无生活污水直排口，基本消除城中村、老旧城区和城乡结合部生活污水收集处理设施空白区，基本消除黑臭水体，城市生活污水集中收集效能显著提高。2019年6月，江苏省住建厅联合省生态环境厅等部门印发《江苏省城镇生活污水处理提质增效三年行动实施方案(2019-2021年)》，将通过加快补齐设施短板，推进污水管网排查等一系列重点工作，尽快实现污水管网全覆盖、全收集、全处理。方案明确，到2019年底，全省设区市和太湖流域县级以上城市建成区黑臭水体基本消除；到2021年底，将有效管控合流制排水系统溢流污染，全省设区市建成区将基本消除生活污水直排口，基本消除城中村、老旧城区和城乡接合部生活污水收集处理设施空白区；逐步建立完善污水管网排查修复机制，提高生活污水收集和处理效能；城市生活污水集中收集率较2018年提高10%以上。根据2021年南通市政府工作报告，坚决守护江海生态本底。坚持生态优先、绿色发展，加快建设美丽江苏南通样板，促进人与自然和谐共生。更严要求抓好长江大保护，深入推进长江经济带生态环境保护修复。全力抓好区域水环境治理，推进区域治水工程和城镇污水处理提质增效行动。江海联动、陆海统筹，沿江、沿海、沿河成为高质量发展的绿色经济带、城镇带和风光带。海安聚焦生态安全缓冲区建设为长三角一体化发展刷实生态底色。从2019年起，海安率先在全市10个污水处理厂推广尾水湿地建设，采用多形式生态净化型人工湿地处理工艺，实现对污水的深度净化，从而对区域内北凌河、栟茶运河、通扬运河、串场河等主要河道水质提升产生积极影响。海安计划依托生态环境和基础设施优势，穿针引线，联结各方，共同打造国内生态环境工程细分领域的“生态人工湿地产学研合作创新基地”样板工程。建设位置项目区位于海安经济开发区，是长江与淮河交汇形成的圩区平原。域内河道流向均自南向北、自西向东。污水厂尾水依次流经，南侧韩阳中心河、西侧洋蛮河、北侧北凌河。智慧生态氧化塘位于海安市城北污水处理厂东侧，东临沈海高速，西接221省。图1SEQ图\*ARABIC\s21项目地点位置图项目规模处理水量4.9万m3/d，含污水厂东侧曝气塘、沸石床、内部开挖河道和韩阳中心河区域，总占地面积约32152m2，有效湿地面积23577m，最终排入洋蛮河。编制依据法律法规年4月24相关规划《海安县城市总体规划（2012~2030）》；《海安县城市排水工程规划（2013-2030）》《海安县城市供水工程规划（2012-2030）》《江苏省地表水（环境）功能区划》《江苏省生态建设纲要》；《江苏省国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》；《江苏省城市排水规划编制纲要》(苏建城[2007]26号）；其他资料海安县城北凌城北污水厂（4.9万m3/d污水处理及配套管网工程项目）-环评报告；海安县城北凌河污水处理厂一期工程氧化塘工程设计-施工图。标准及规范编制原则（1）执行国家关于环境保护的政策，符合国家现行的有关法规、规范及标准。同时注重与当地的工程条件、习惯做法相结合，并根据当地经济情况，提出符合鹤山市需求的治理目标。（2）突出适用性和可操作性。综合治理技术同时具备充分的理论科学基础和实际应用推广价值，技术成熟可靠，先进实用，衔接性好，可操作性强；（3）实施水陆统筹和综合防治。从水体环境的整体性、系统性出发，重视水陆统筹的水体流域环境污染的预防、生态建设和系统管理，统筹流域水陆之间的协调关系，兼顾流域生态系统健康、环境功能保障和流域经济社会的可持续发展。（4）水环境整治与功能提升要与城市规划理念相衔接，与城市基础设施建设相结合，为提升水环境和周边居民的生活环境服务。（5）通过技术经济论证，优化设计方案，合理选择布置形式，做到工程布局合理，规模恰当，可实施性强。工程范围及建设内容工程范围污水厂东侧曝气塘、现状沸石床、内部开挖河道和韩阳中心河区域，总占地面积约32152m2。建设内容本项目旨在对曝气塘进行生态化改造与景观提升，主要工程内容包括：生境营造工程、水生植物群落构建、水生动物群落构建工程、曝气增氧工程、景观提升工程、智慧水务工程等。主要经济指标本工程主要经济指标详见下表。表1-1经济指标一览表序号费用名称投资额（万元）1工程费用1085.92工程建设其他费148.43基本预备费61.7项目总投资（1+2+3）1296.1区域概况城市区位海安市（旧称海安县）市域地理坐标位于北纬32°32′至北纬32°43′，东经120°12′至120°53′之间。地处苏中平原，东临黄海，南毗邻如皋市、如东县、泰兴市，西与姜堰市相交，北与东台市相连。东西直线最长71.1公里，南北最宽39.35公里，县域西宽东窄，总面积1183.57平方公里。图2-1海安市地理区位图海安是历史形成的综合交通枢纽。海安在汉代就有“三十六盐场咽喉，数十州县要道”之称，今天已经发展成为东部沿海地区承东启西、连南贯北的交通枢纽。市内两条高速（G15、S28）、三条国道（G204、G328、G228）、四条省道（S353、S226、S403、S430）、三条铁路（新长铁路、宁启铁路、海洋铁路）、两条高等级航道（连申线、新通扬线）纵横交错，1小时车程内，分布着3个深水大港（洋口港、大丰港、南通港）；2小时车程内，分布着8个机场（上海虹桥、浦东国际、南京禄口、无锡硕放、常州奔牛、盐城南洋、南通兴东、扬州泰州）。随着宁启铁路复线电气化改造工程竣工通车和沪通铁路、盐通客专以及新长铁路扩能改造的加快实施，作为交通枢纽的海安全面迈入动车时代，加速融入国家沿海铁路大动脉，成为长三角北翼重要的节点城市；随着连申线航道的正式通航、353省道海安段正式通车以及海启高速等多条高等级公路的加快建设，海安公铁水“无缝对接”的立体交通网络将更为完善，海安的枢纽优势将更加巩固，对周边的辐射将更加凸显。自然条件地形地貌海安市属于长江三角洲北缘地带，地处江淮平原、滨海平原、长江冲积平原的交界处。全市均为平原地带，地形平坦，河道稠密，排灌通畅，水资源丰富。通扬运河、串场河以东为河东地区，属长江水系，是苏北滨海平原的最高处，为海相沉积物盐碱地区，海拔3.6～5.0米，成陆距今4600年历史，愈往海边成陆愈晚。北凌海拔3.5～4.0米，角斜镇老坝港东部在3.5米以下。通扬运河以南以西地区为河南地区，是长江冲积平原的一部分（古代长江口在扬州一带）。平均海拔4.0～5.0米。串场河以西、通扬运河以北为河北地区，属里下河低洼圩田平原区，北部南莫、白甸、墩头海拔1.6～3.5米，南部曲塘镇、胡集、海安镇等海拔在4.0米左右，该地区土地肥沃。图2-2市域高程示意图河流水文特征海安境内河流分属长江、淮河两大水系。通扬运河以南属长江水系，以北属淮河水系。一级河7条：栟茶河、焦港河、北凌河、新通扬运河、通榆河、如海运河（引水工程）、通扬运河。通扬运河为汉代开凿，吴王刘濞为获取盐泽之利，开凿了上官河、运盐河，也就是今天的通扬运河，是县内最古老的河流。二级河13条：串场河、丁堡河、新古河、红星河、姜黄河、滩河、沿港河、江海河。三级河56条，四级河465条。东西向骨干河道有：新老通扬运河、栟茶河、北凌河；南北向骨干河道：串场河、通榆河、丁堡河、如海运河、焦港河、曲雅河。里下河地区有串场河、海溱河、东塘河、北洋大河、七湾河、西塘河等大河。气候特征海安属北亚热带海洋季风性湿润气候区气候温和四季分明气候宜人，冷热适中。日照充足，雨水充沛，无霜期长。春季天气多变，夏天高温多雨，秋季天高气爽，冬天寒冷干燥。年平均气温14.5℃。1月最冷，平均1.7℃。七八月最热平均27℃年均降水1025毫米79的年份在800毫米以上夏季降水最多，占全年的47，冬季最少占9。最大冻土厚0.2米。地质条件（1）地震地质根据现有资料综合分析，海安城区及邻近地区在大地构造上隶属于扬子断块区下扬子断块。海安城区属苏中凹陷盆地南部边缘——南黄海断陷盆地的次级构造单元——海安凹陷，在城区内没有断裂带分布。邻近的断裂带分布：栟茶断裂，其西端的位置大致在南屏大桥以南100米。墩头—田庄、海南断裂，从海安城区西侧3公里处穿过。（2）地质灾害在地震区划上，本区属华南地区长江中下游地震亚区的扬州――铜陵地震带。海安境内历史上地震活动频度低，强度弱。据统计，自公元701年开始有地震记载至1989年底共发生7次地震，震级不大。海安不具备发生强震的地质条件和孕震背景，但也不排除发生中震的可能，其最大震级不会超过6级，其烈度影响在7度以内。社会经济2017年全年实现地区生产总值868.3亿元,按不变价计算，比上年增长8.2%。其中，第一产业增加值58.83亿元，增长2.6%；第二产业增加值412.45亿元，增长7.7%；第三产业增加值397.02亿元，增长9.7%。三次产业结构由上年的7.3:47.0:45.7调整为6.8:47.5:45.7。户籍人口人均地区生产总值92828元，常住人口人均地区生产总值100295元。2017年，海安列全国中小城市综合实力百强榜、最具投资潜力中小城市百强榜第29位、第8位，均较上年前移1个位次，列全国工业百强县第30位，较上年前移9个位次。2018年实现地区生产总值960亿元，增长8.1%；一般公共预算收入61.7亿元，增长2.8%；固定资产投资446亿元，增长8.4%，其中制造业投资240亿元，增长9%；社会消费品零售总额318.5亿元，增长9.8%；城乡居民人均可支配收入44193元、21486元，分别增长8.7%、9.4%。成为苏中唯一的全国新时代文明实践中心建设试点城市、江苏长江以北唯一的全国首批创新型县市建设城市。获评全国文明城市提名城市、中国幸福小康50强县市。全国中小城市综合实力百强榜、最具投资潜力中小城市百强榜排名均前移1个位次，分别列第28位、第7位。全国工业百强县市排名前移4个位次，列第26位。人口规模2017年海安辖开发区（城东镇）、高新区(中城街道、北城街道、西城街道、南城街道)、滨海新区（角斜镇）、李堡、大公、雅周、曲塘、南莫、白甸、墩头10个区镇，1个农场（江苏省海安农场），户籍人口93.25万人。表2-1海安各区镇基本情况一览表序号地区户籍人口（万人）行政区面积（平方公里）1高新区北城街道8.963.39西城街道5.1165.3中城街道4.6565.5南城街道8.7418.512开发区（城东镇）14.99170.93李堡镇8.16944滨海新区（角斜镇）6.68144.45大公（含江苏省海安农场）6.21121.376白甸镇3.1953.17墩头镇6.541158南莫镇5.3173.69曲塘镇9.65115.210雅周镇5.8783.3合计93.251183.57交通综述海安在2006年被确定为全省农村公路管养示范县。县域等级公路里程由“九五”期末的308公里增加到1590公里，密度从每平方公里0.29公里提升到1.5公里，实现了农村公路“村村通”。形成了两条铁路、两条高速、两条国道、两条省道和两大运河交叉组合式的综合交通发展格局和农村公路网络，使海安成为沿江开发辐射北部、沿海开发辐射西部的枢纽之一，与\t"/item/%E6%B5%B7%E5%AE%89/_blank"昆山市并列为两大省级交通枢纽，有“南昆北海”之称。\t"/item/%E6%B5%B7%E5%AE%89/_blank"宁启铁路、\t"/item/%E6%B5%B7%E5%AE%89/_blank"新长铁路复线电气化改造，\t"/item/%E6%B5%B7%E5%AE%89/_blank"海洋铁路、\t"/item/%E6%B5%B7%E5%AE%89/_blank"沪通铁路、221省道、\t"/item/%E6%B5%B7%E5%AE%89/_blank"临海高等级公路加快建设和\t"/item/%E6%B5%B7%E5%AE%89/_blank"连申线航道升级改造，海安的公铁水“三位一体”立体交通网络更为完善。水运通扬、通榆、栟茶等三条运河畅流其间，沟通了\t"/item/%E6%B5%B7%E5%AE%89/_blank"长江、淮河两大水系；海安城区距国家十大港口之一\t"/item/%E6%B5%B7%E5%AE%89/_blank"南通港仅70公里，该港与日本、韩国、香港等国家和地区均有直通集装箱班轮；距建设中的东方大港洋口港仅30公里。内陆支线与上海港联运，进出口货物均可由此接转世界各地航线。公路\t"/item/%E6%B5%B7%E5%AE%89/_blank"江海高速、\t"/item/%E6%B5%B7%E5%AE%89/_blank"沿海高速两条高速公路穿境而过。从上海经过苏通长江大桥抵达海安，仅需1.5小时车程。204国道、328国道和221、353省道贯穿海安全境，海安城乡公路纵横连网，从海安下辖的任何一个镇，均可在10分钟内上国道、15分钟内上高速、20分钟内抵达市区。铁路\t"/item/%E6%B5%B7%E5%AE%89/_blank"新长铁路、\t"/item/%E6%B5%B7%E5%AE%89/_blank"宁启铁路、\t"/item/%E6%B5%B7%E5%AE%89/_blank"海洋铁路三条铁路以及在建的盐通客专等在海安交汇，纵横交错。海安火车站集客运站、货运站、机务段、编组站于一体，是苏中地区最大的二级编组站。沪通铁路、新长铁路等多条越江铁路通道正在规划建设中。水系概况海安市地跨江淮两个水系，以通榆公路为界。通扬公路以北，通榆公路以西属\t"/item/%E6%B5%B7%E5%AE%89/_blank"淮河水系，总面积420.3平方公里，区域内正常河网水位1.2米。通扬公路以南，通榆公路以东属\t"/item/%E6%B5%B7%E5%AE%89/_blank"长江水系，总面积723.9平方公里，区域内正常水位2.50米。一级河7条：\t"/item/%E6%B5%B7%E5%AE%89/_blank"栟茶运河、\t"/item/%E6%B5%B7%E5%AE%89/_blank"焦港、北\t"/item/%E6%B5%B7%E5%AE%89/_blank"凌河、\t"/item/%E6%B5%B7%E5%AE%89/_blank"新通扬运河、\t"/item/%E6%B5%B7%E5%AE%89/_blank"通榆运河、\t"/item/%E6%B5%B7%E5%AE%89/_blank"如海运河（引水工程）、\t"/item/%E6%B5%B7%E5%AE%89/_blank"通扬运河。通扬运河为汉代开凿，吴王\t"/item/%E6%B5%B7%E5%AE%89/_blank"刘濞为获取盐泽之利，开凿了\t"/item/%E6%B5%B7%E5%AE%89/_blank"上官河、\t"/item/%E6%B5%B7%E5%AE%89/_blank"运盐河（即\t"/item/%E6%B5%B7%E5%AE%89/_blank"通扬运河），是海安最古老的河流。二级河13条：\t"/item/%E6%B5%B7%E5%AE%89/_blank"串场河、丁堡河、新古河、红星河、姜黄河、滩河、沿港河、\t"/item/%E6%B5%B7%E5%AE%89/_blank"江海河。三级河56条，四级河465条。东西向骨干河道有：新老通扬运河、\t"/item/%E6%B5%B7%E5%AE%89/_blank"栟茶运河、北凌河；南北向骨干河道：串场运河、\t"/item/%E6%B5%B7%E5%AE%89/_blank"通榆运河、丁堡河、\t"/item/%E6%B5%B7%E5%AE%89/_blank"如海运河、\t"/item/%E6%B5%B7%E5%AE%89/_blank"焦港、曲雅河；里下河地区有东塘河、北洋大河、七湾河、西塘河等大河。长江水系：老通扬河以南属长江水系，主要河流有老通扬运河、栟茶运河、如海河、焦港河、丁堡河、北凌河等。本项目隶属长江水系、淮河水系交界处。工程地质根据参考地勘资料该区域地质情况如下：拟建场地在勘察深度21.0m以内的土体均为第四系松散沉积物，成因以滨海相沉积为主。根据土层的成因类型、工程地质特性，将其分为5个主要工程地质层。现自上而下分述如下：第①层素填土：杂色，稍湿，松散，局部稍密，主要成分为黏质粉土，土质不均匀。场地普遍分布。第②层黏质粉土：灰黄色，很湿，稍密，夹较多软塑状黏性土薄层（单层厚1～3mm），呈"千层饼"状，具水平层理，见铁锰质氧化物，摇振反应中等，无光泽反应，干强度及韧性低，土质不均匀。场地普遍分布。第③层淤泥质粉质黏土：灰色，饱和，流塑，局部夹粉土薄层，夹层厚2～5cm，无摇振反应，切面稍有光泽，干强度及韧性中等，土质较均匀。场地普遍分布。第④层粉质黏土：灰黄色，饱和，可塑，见少量铁锰氧化物斑纹，无摇振反应，切面稍有光泽，干强度及韧性中等，土质较均匀。场地普遍分布。第⑤层粉砂：青灰色，饱和，中密，矿物成分以石英、长石为主，含少量云母碎片，土质欠均匀。场地普遍分布。该层未钻透。各地层分布情况详请见《工程地质剖面图》，其厚度见表2-2。表2-2地层厚度统计表层号厚度（m）埋深（m）层底标高（m）最小最大平均最小最大平均最小最大平均①0.500.700.600.500.700.602.452.602.52②1.401.601.502.0001.051.02③5.405.405.407.407.607.50-4.40-4.35-4.38④7.007.207.1014.5014.7014.60-11.55-11.39-11.48⑤该层勘探未见底，最厚处厚度大于6.50m。注：统计厚度时每孔最后一层不参与统计。特殊性岩土软土：勘区范围内，第③层淤泥质粉质黏土，系高压缩性软土，具强度低以及触变性、流变性、高灵敏性等特点，为本工程最软弱的土层单元，其孔隙比大于1，天然含水量大于液限，液性指数大于1，压缩系数大于0.5MPa-1。根据本次勘察成果第③层土OCR≈1，为正常固结土，第③层土平均厚5.40m。填土：勘区内第①层素填土，松散，主要成分为黏质粉土，土质不均匀，对本工程有一定影响，应进行人工处理。相关规划概述《海安县城总体规划（2012-2030）》概况海安市城市性质海安的城市性质为：长三角北翼交通枢纽城市，先进制造业基地和商贸物流中心，现代化生态宜居城市。1、长三角北翼交通枢纽城市2、先进制造业基地和商贸物流中心3、现代化生态宜居城市海安的城市性质为：长三角北翼交通枢纽城市，先进制造业基地和商贸物流中心，现代化生态宜居城市。1、长三角北翼交通枢纽城市2、先进制造业基地和商贸物流中心3、现代化生态宜居城市。规划期限规划期限为2012~2030年，其中近期：2012—2015年；中期：2016—2020年；远期：2021~2030年远景：展望至本世纪中叶。人口规模1、县域人口规模：近期（2015年）：103万人。中期（2020年）：112万人。远期（2030年）：130万人。2、城镇人口规模：近期（2015年）：67万人。中期（2020年）：78万人。远期（2030年）：103万人。3、农村人口规模：近期（2015年）：36万人。中期（2020年）：34万人。远期（2030年）：27万人。县域空间结构（1）县域空间结构规划形成“一主一次两副、一轴四片”的县域空间结构。1）“一主”：即海安城区。海安县政治、经济、文化中心，引导人口集聚、产业集聚、服务集聚的核心地区，东西两翼着力发展高新技术产业和先进制造业；结合现状行政区划整合，理顺发展主体，形成具有综合功能的发展中心。2）“一次”：即角斜镇（老坝港滨海新区）。依托沿海开发打造形成临港产业基地，规划打造成为中国特种水产养殖示范区，江苏蓝色海洋经济引领区，南通海陆统筹发展先行区，海安东部经济增长极和沿海开发前沿阵地。3）“两副”：即李堡和曲塘2个省级重点中心镇，是县域重要的传统型产业基地。4）“一轴”：即以328国道为主的东西向城镇发展轴，串联海安城区、曲塘镇、李堡镇和角斜镇（老坝港滨海新区）。依托综合交通走廊，发挥交通引导的优势，有效串联县域东、中、西片区，加强县域东西向人流、物流交换以及城市功能联系，形成带动县域整体能级提升的主导轴线。5）“四片”：即全县域划分为中部片区、东部片区、西北片区、西南片区。（2）片区发展引导1）中部片区：形成枢纽引导，强化两区。以海安城区为核心集聚发展，重点发展商贸服务业、物流配送业等现代服务业；以海安经济开发区和海安高新区为载体发展电子、新能源、新材料等高新技术产业、装备制造业、先进制造业以及物流产业；促进传统纺织、服装、机械和化工产业转型。省海安农场重点引导发展装备制造业、服装和有机蔬菜种植等产业。2）东部片区：形成经济作物和滨海旅游片区。借助沿海优势，发展特色养殖以及特色农产品加工业，扶持、培育与港口相关产业。以角斜镇（老坝港滨海新区）和李堡镇为载体，发展高新技术产业以及新能源、新材料等新兴产业。3）西北片区形成里下河风情旅游和里下河水网特色农业片区。以特色农业、高效农业为主；适度发展节能环保的无污染产业，如农副产品加工业、先进制造业等。4）西南片区形成高沙土高效农业片区。大力推进现代农业，合理发展纺织、服装产业等优势产业，以曲塘镇为核心发展商贸服务业、先进制造业。表2-3海安县片区发展目标分解（2030年）片区名称发展主体规划人口（万人）经济发展目标城镇人口农村人口P（亿元）产业结构中部片区县城区海安镇（高新区）706482.25.04城东镇（开发区）大公（含省海安农场）132西北片区墩头镇24338.84.70南莫镇133白甸镇132西南片区曲塘镇6848雅周镇132东部片区李堡镇6834角斜镇（老坝港滨海新区）792规划取值13273004：0：城区空间布局规划形成“一心、两轴、一主、三片”的总体空间布局结构。1、一心沿中坝路形成南北向带状城市中心，连接旧城区和南部科教新城。2、两轴以黄海路形成的东西向城市发展轴和以中坝路形成的南北向城市发展轴。3、一主即主城区，北到新通扬运河，东到铁路，南到栟茶河，西到如海运河。主要以生活、商业、金融、教育、娱乐等为一体的全县综合性核心区。4、三片即新通扬运河—日月路以北的北片（物流区）、晓星大道—新长铁路—上湖—上湖大道围合的东片（开发区）和如海运河以西的西片（高新区）。规划范围1、规划区海安县域行政范围，总面积1183.57平方公里。2、城区北到人民西路—连申线—北三环，东跨沈海高速公路以东经三十四路，南到沿海大道-新长铁路-上湖南侧，西至204国道，规划用地范围约100平方公里，其中城市建设用地76.99平方公里。县域给水工程1、水量预测远期海安城区城镇人均综合用水量约为350L/（人·日），农村人均综合用水量约为100L/（人·日），其他乡镇城镇人均综合用水量约为250L/（人·日），农村人均综合用水量约为80L/（人·日）。总用水量约为36万立方米/日。2、供水方式以如海引江区域供水工程为主，依靠长青沙水厂向海安供应清水。县域内实现区域统一供水。3、供水设施城区主要依靠海安地面水厂增压站供水，各镇主要通过城东、李堡、曲塘、隆政、孙庄增压泵站供水，规模分别为5.0、3.76、3.0、3.0、2.0万立方米/日。镇负责再向农村供水。县域污水工程1、排水体制全县域采用雨污分流排水体制。2、目标城镇污水集中收集处理率达到90%，城区污水处理厂再生水生产比例达到30%以上，污水处理厂尾水排放满足环境容量控制要求，污泥无害化处理率达到100%。3、污水处理厂2030年，规划全县新建污水处理厂2座，改扩建9座污水处理厂，形成污水处理能力34万立方米/日。表2-4海安县规划污水处理厂一览表序号分区污水单元名称规模（万3/）占地规模（m2）排放水体备注1城区城中单元恒发污水处理厂6.010栟茶河扩建2城东北单元城北污水处理厂6.010北凌河新建3城西南单元鹰泰污水处理厂6.010栟茶河改扩建4东部片区大公单元大公污水处理厂2.02.0立公河改扩建5李堡单元李堡污水处理厂2.3.0北凌河扩建6角斜（老坝港滨海新区）单元角斜污水处理厂2.03.0北凌河扩建7滨海污水处理厂4.05.0北凌河新建8西南片区曲塘单元曲塘污水处理厂2.03.0通扬河扩建9雅周单元雅周污水处理厂0.51.0曲雅河扩建10西北片区南莫墩头单元墩头污水处理厂2.02.0胡敦河改扩建白甸单元白甸污水处理厂0.51.0东塘河扩建总计34504、尾水及污泥处置近期各单元规划污水处理厂尾水达到一级A排放标准，撤并镇在完成撤并前保留污水处理厂，改造处理工艺，尾水排放达到一级B标准，新建污水处理厂严格执行一级A尾水排放标准；县域建设污泥处置厂1座，位于墩孙线西、328国道南，以无害化、稳定化、减量化、资源化为原则，完善污泥处置体系。市政给水工程1、水源1）常规水源以如海引江区域供水工程为主，依靠长青沙水厂向海安供应清水。2）应急水源以新通扬运河作为地表水应急水源，水量、水质能够满足应急供水需求。3）其他供水水源将污水处理厂深度处理后的尾水作为再生水水源纳入供水体系，实行分质供水；将雨水水源纳入供水体系，提高雨水资源化利用水平。2、分质供水体系1）常规供水系统规划由长青沙水厂供清水至海安，到2030年，长青沙供海安部分供水能力达到32万立方米/日。2）再生水供水系统系统采用管道供水模式，枝状网与环状网相结合。再生水供水能力达到总需水量的15%，规模不低于5.4万立方米/日。3）雨水供水系统雨水收集利用主要通过雨水留蓄设施进行收集后就近用于绿化、道路浇洒及景观用水。3、供水设施1）水厂规划原海安自来水厂作为应急水厂，泵房作为城区常规供水增压泵站，扩建后规模达到30万立方米/日。2）管网远期新增如海区域供水主管1根，管径DN1400毫米。城区改造老旧管网，漏损率控制在8%以下。排水工程1、污水系统与污水厂1）污水分区城区主要包括城中污水处理单元、城东北污水处理单元和城西南污水处理单元。2）污水处理厂规划新建污水处理厂1座，位于黄河路以南，沈海高速公路以西，规模6万立方米/日，主要收集处理新长铁路以东地区污水。恒泽污水处理厂近期保留，远期随用地性质的变化撤并污水处理厂，污水送往恒发污水处理厂集中处理。鹰泰污水处理厂主要进行提标改造，尾水达到《城镇污水处理厂排放标准》（GB18918—2002）一级A标准。远景常安工业园新建工业污水处理厂1座，收集处理园区内污水。2、再生水处理规划再生水总生产能力不低于6.4万立方米/日。表2-5海安城区再生水生产规模序号名称污水处理规模（万3/）再生水生产比例（）再生水生产能力（万3/）1恒发污水处理厂6.03012城北污水处理厂6.03523鹰泰污水处理厂6.0352合计180363、污泥处置与利用近期污泥无害化处置达到100%，远期在此基础上污泥资源化利用率达到50%。4、污水管网充分利用已有管网设施，结合污水处理厂撤并及扩建，完善污水管网收集系统。撤并乡镇污水处理厂主要改建为污水提升泵站。海安县海绵城市专项规划（2017~2030）》概况规划目的为贯彻落实海安县生态文明建设和国家海绵城市建设的相关要求，推动海安县海绵城市的建设，以期指导相关规划的编制、以及建设项目设计及职能部门的技术审查等要求，特编制本规划。研究及规划范围1、研究范围：海安县县域范围内，总面积1183.57平方公里，县域范围内概括分析和发展规划范围的总体研究。2、规划范围：北到人民西路—连申线—北三环，东跨沈海高速以东经三十四路，南到沿海大道—新长铁路—上湖南侧，西至204国道，规划用地范围约100平方公里，其中城市建设用地76.99平方公里。规划期限规划期限为2017~2030年（与海安县总体规划一致）。根据《国务院办公厅关于推进海绵城市建设的指导意见》（国办发[2015]75号）等文件精神，结合海安县海绵城市建设的进程安排，确定规划近期为2017~2020年，远期为2021~2030年。规划目标及指标1、规划目标工程目标：至2030年，中心城区年径流总量控制率75%进度目标：到2020年，城市建成区20%以上的面积达到目标要求；到2030年，城市建成区80%以上的面积达到目标要求。功能目标：规划期末总体实现小雨不积水，大雨不内涝，水体不黑臭，热岛有缓解。2、具体目标（1）水生态指标①年径流总量控制率为75%，对应设计降雨量为23mm②到规划期末，新建河道生态岸线比例80%，改造河道生态岸线比例50%，城市河道生态岸线率不低于70%。③中心城区水面率不低于6%（2）水安全指标①城市防洪标准：2020年防洪标准采用50年一遇，2030年防洪标准达到100年一遇。②内涝防治标准：城市防内涝设计标准为20年设计重现期，即发生20年一遇的降雨时，在降雨过程中或降雨停止后30min内道路中一条车行道的积水深度不超过15厘米，或居民住宅和工商业建筑物的底层不进水。（3）水环境指标①水质环境标准：河道水质达到Ⅳ类以上水质标准要求，且不得低于现状水质。②城市面源污染控制：雨水径流污染、合流制管渠溢流污染得到有效控制。城市面源污染控制按SS计，至2020建成区面源污染削减率达到30%以上，至2030年面源污染削减率达到50%以上。（4）水资源指标：污水再生利用率达到30%以上。污水工程规划（1）污水服务分区：鹰泰污水收集系统、恒发污水收集系统、恒泽污水收集系统、城北污水收集系统、常安污水收集系统。（2）污水厂规划城市建设用地范围内共建污水处理厂5座。负责收集城市建设范围内的污水处理，确保远期污水处理率不低于95%。其中城北污水处理厂规划远期规模达到8万立方米/日；恒泽污水处理厂近期保留，仍作为工业污水处理厂；恒发污水处理厂，近期由于收集范围增加，需进行扩建，远期合并恒泽污水收集片区污水，规模为10万立方米/日；鹰泰污水处理厂近期提标改造，远期扩建至8万立方米/日；常安污水处理厂，规模为3万立方米/日。（3）污水收集系统根据地块界限，规划划分新长铁路以西、通扬河以北片，新长铁路以东、栟茶河以北片，新长铁路以东、栟茶河以南片三大片。新长铁路以西、通扬河以北片，沿黄河路敷设d400~d1400污水管道，由西向东逐级泵站提升后，接入城北污水处理厂，需新建管网长度约为60公里。新长铁路以东、栟茶河以北片，由黄河路分成南北两片，其南片通过上湖大道d800~d1200主干管，沿途收集污水，向北排入污水处理厂；北片通过开发大道d1200主干管排入城北污水处理厂，并需新建管网总长度约50公里。新长铁路以东、栟茶河以南片，通过现状黄海大道d1000干管接入上湖大道d1000主干管，最终进入城北污水处理厂，新建管网长度约为20公里。城北污水收集片规划新建15座污水提升泵站，其中铁路以西8座。总规模42万立方米/日。图23污水工程规划图（4）管网建设规划改建与新建污水管网222.4公里

现状调查与分析曝气塘现状曝气塘水深过深，采用表曝形式，下部容易形成厌氧空间；生植物种植方式设计不适宜水生植物生长，少量分布沉水植物及浮叶植物。曝气塘周围植物空间面积狭小，坡度大，难以形成滨岸梯度植被缓冲带。曝气塘进水点位于你南边两侧，不利于塘内水体循环。图31曝气塘现状沸石床现状现状沸石床布水不合理，造成床体堵塞，基本丧失生态渗滤功能。填料单一，难以发挥不同污染物吸附降解的需求。图32氧化塘现状照片河道现状内部新开挖河道河道周围环境较为孤立，水生植物种类与数量皆少。微型跌水堰过高，导致曝气塘水深过深。边坡坡度较大，杂草丛生，生态性与景观效果都很差。图3-3内部新开挖河道韩洋中心河韩阳中心河两侧芦苇密布，生物多样性单一。驳岸坡度大，可根据水位进行湿地植物的组合配植，提高河流湿地的生态及景观功能。小型混凝土跌水坝破损严重，景观效果单一，难以形成停留点。展示区内砾石尺寸小，景观效果不明显。图3-4韩洋中心河存在的主要问题目前，现状氧化塘存在的问题主要有：曝气塘水深过深，采用表曝形式，下部容易形成厌氧空间；水生植物种植方式设计不适宜水生植物生长，少量分布沉水植物及浮叶植物；氧化塘周围植物空间面积狭小，坡度大，难以形成滨岸梯度植被缓冲带；小型混凝土跌水坝破损严重，景观效果单一，难以形成停留点；氧化塘进水点位于西南角，不利于塘内水体循环。现状沸石床布水不合理，造成床体堵塞，基本丧失生态渗滤功能；填料单一，难以发挥不同污染物吸附降解的需求。河道周围环境较为孤立，韩阳中心河两侧芦苇密布，生物多样性单一；驳岸坡度大，可根据水位进行湿地植物的组合配植，提高河流湿地的生态及景观功能。现状氧化塘景观性较差，与居民互动性有待提高；现状氧化塘智慧化运行程度较差，管理水平有待提高。

工程建设的必要性1、新治水理念，建设特色的生态文明城市的需要海安县城北凌河污水处理厂一期工程氧化塘工程项目在工业化发展前期阶段就注重城市河流水环境的保护与利用，避免走先污染后治理、边污染边治理的发展道路，采取系统工程办法，采用科学手段，多种措施结合，注重长效运营管理，在治理过程中，充分发挥水系、港渠所带来的生态环境效益，打造适宜人居住的水生态环境。生态水系的构建将能够使水系资源与城市发展形成良好互动，使水系资源的公共属性和滨水空间的共享性得以强化，从而为塑造城市地区的滨水特征和展示城市特色奠定良好的物质基础。实施水生态建设工程，是提升城市功能，促进人水和谐，支撑城市经济社会可持续发展的重要举措。对于改善水环境、修复水生态、以水系为纽带、以水文化为依托、将生态意识与环境意识、水文化意识与城市网络、悠久历史与现代生活结合起来，实现人水和谐的人居理念，构建出具有特色的水生态城市，具有十分重要的意义。2、长江大保护生态健康发展要求的需要长江大保护要求统筹山水林田湖草系统治理，坚持污染防治和生态保护“两手发力”，推进水污染治理、水生态修复、水资源保护“三水共治”；强化生态修复：牢固树立长江全流域共治共保的理念。在太湖、长江、京杭运河沿岸、城市近郊、工业集聚区周边等区域，积极开展生态安全缓冲区建设，将城镇污水处理厂尾水接入人工湿地，发挥生态系统自净功能，进一步减少污染外排，降低环境负荷。加强水质监测预警，强化执法监督。建立事权明晰的监测体系和全面覆盖的监测监控网络，进一步提升非现场监管水平的需要。3、生态缓冲区的建设需求2020年省生态环境厅关于推进生态安全缓冲区建设的通知，其中指出应加强建设生态净化型生态安全缓冲区。在城镇污水集中处理厂边缘，通过建设自然湿地或修复人工湿地等途径，对达标处理后的一级A尾水进行生态降解削减，进一步减轻氮、磷等污染物对河流湖泊水体的冲击。4、打造“绿色动脉”，提升区域环境品质的需要市政发展已经由灰色市政1.0和绿色市政2.0达到景观市政3.0的阶段。随着工艺科技的创新，城市中的任何空间都应该具有社会价值，基础设施应该成为城市生态、文化的一部分，并以此提升生活品质，满足公众生活需求，改善区域生态环境，提升土地经济价值。项目建设将污水处理与生态湿地串联，通过污水厂智慧生态氧化塘建设，将这条绿色动脉作为绿色走廊，作为环境提升的纽带，重塑区域环境，打造一条向城市输送活力的“绿色动脉”，一片提升区域环境品质的“生态湿地”，一个集科研、示范、教育、休闲体验于一体的“流动公园”。综上所述，实施海安城北污水厂智慧生态氧化塘项目势在必行，同时也符合国家与江苏省建设生态文明城市的规划要求。为了提高人民生活质量，保障人民身体健康，彻底解决水污染问题，改善投资环境，维护城市形象，实施海安城北污水厂智慧生态氧化塘项目是十分必要和迫切的。总体设计设计目标本项目出水为优于地表IV类水，仅考核COD，NH3-N，TP三项指标。（COD<30mg/L，NH3-N<1.5mg/L，TP<0.3mg/L）设计思路本项目以水质和景观提升为主要抓手，建立集尾水能提标、生态能恢复、景观能欣赏、智慧能互动的智慧四位一体的生态湿地示范项目。

方案论证设计进出水水质论证海安县城北污水处理厂采用A²/0工艺，设计出水一级A标准。尾水经氧化塘处理后最终进入洋蛮河。2019年与2020年污水处理厂尾水水质详见下表。表6-12019年月均出水水质监测数据月份CODNH3-NTPTN(mg/L)(mg/L)(mg/L)(mg/L)1170.6490.20610.52130.4950.1158.13130.8710.0706.44121.0820.1147.25160.3760.1208.26170.4600.0475.27130.2870.0424.78130.2430.0503.19120.4800.0634.010180.3200.0676.011190.3480.0515.412190.4740.0725.6地表水IV类≤30≤1.5≤0.3≤1.5表6-22020年月均出水水质监测数据月份CODNH3-NTPTN(mg/L)(mg/L)(mg/L)(mg/L)1150.3980.0665.502130.2390.0434.803160.3090.0644.504180.770.0584.605180.6190.0656.506190.4050.0655.407150.3370.0464.808120.4920.0343.809160.4740.0515.2010170.4570.0866.2011160.8560.0655.8012190.8080.0746.00地表水IV类≤30≤1.5≤0.3≤1.5结果表明：2019-2010年城北污水厂月均实际出水主要水质指标COD、NH3-N、TP均能稳定达标地表IV类水。因此，生态塘进水浓度地表水IV类水。为满足项目区涉及北凌河IV类水体要求，其三级河道洋蛮河、四级河道韩阳中心河水质目标为地表水环境IV类水。本项目出水为优于地表IV类水，仅考核COD，NH3-N，TP三项指标。表63各单元设计参数表单元水量（m³/d）面积（㎡）水力负荷（m³/㎡）水利停留时间（d）指标污染物指标CODNH3-NTP(mg/L)(mg/L)(mg/L)曝气塘25000161391.551.6进水水质301.50.3削减率9.0%5.5%7.0%出水水质27.31.420.279潜流湿地90090011.5进水水质27.31.420.279削减率30%50%60%出水水质19.110.710.11生态河道2500067617.250.4进水水质8削减率2.62%1.32%1.06%出水水质26.4371.3860.273合计2500023800-2污染物去除率11.88%7.60%9.00%污染物去除量（kg/d）174.595.5861.323设计规模确定海安县城北凌河污水处理厂一期工程氧化塘工程设计工艺总规模4.9万m³/d，本次强化净化生态塘规模与一期一致；本次设计拟将沸石床改造为潜流湿地，考虑潜流湿地面积较小，约900m2，为了使潜流湿地发挥最大的生态净化功能，本次设计潜流湿地处理水量约900m3/d。剩余水量直接从强化净化生态塘进入新开挖河道。浮动湿地方案比选生态浮床主要分为简易生态浮床和浮动湿地。（1）简易生态浮床简易生态浮床是以水生植物为主体，运用无土栽培技术原理，以简易的材料等为载体和基质，应用物种间共生关系和充分利用水体空间生态位和营养生态位的原则，建立高效的人工生态系统，以削减水体中的污染负荷。即把特制的轻型生物载体按不同的设计要求，拼接、组合、搭建成所需要的面积或几何形状，放入受损水体中，将水生植物植入预制好的漂浮载体种植槽内，让植物在类似无土栽培的环境下生长，植物根系自然延伸并悬浮于水体中，吸附、吸收水中的氨、氮、磷等有机污染物。为水体中的鱼虾、昆虫和微生物提供生存和附着的条件，同时释放出抑制藻类生长的化合物。在植物、动物、昆虫以及微生物的共同作用下使环境水质得以净化，达到修复和重建水体生态系统的目的。图6-1简易生态浮床（2）浮动湿地浮动湿地技术是通过在水体中搭建类似人工湿地的结构，对水体污染物去除并实现生态恢复作用。浮动湿地能够直接作用于布设的水体，满足各类水位变化要求，适应不同水深，无需占用土地资源，构建快捷，单位面积处理效率高。浮动湿地能够结合水利条件设计，可应用于各类污水处理，是全新的水生态处理方法。浮动湿地以载体填料为主体，促进形成以水质净化为主要目的，并具有生态与景观功能的生态浮动平台，实现植物、载体填料、微生物、大气、生态系统的各环节与水交互作用，是水体中“可移动的净水生境平台”。图6-2浮动湿地结构示意图浮动湿地的污染物去除原理本质为生物接触氧化法，并具有厌氧-缺氧-好氧活性污泥法（A2O）的环境特点。浮动湿地的载体为具有多孔隙结构的纤维材质，其孔隙率大（为95%-98%），比表面积高（为2000-3000m²/m³），是生物接触氧化法的优质填料，为微生物附着生长提供了极大空间。由于载体的纤维材质，植物在载体的每寸面积上均可进行分根、落籽生长，植物密度与植物量逐年增加，可达65株/m²，茂密的植物在水下形成了比表面积巨大（2000-5000m²/m³）的根系系统，即天然的生物接触氧化填料，拓展了浮动湿地整体的填料总量。微生物作用是浮动湿地污染物去除的核心作用，通过微生物作用降解有机物、氨氮、硝态氮、总氮、总磷，附着于浮动湿地系统中微生物总量是传统浮床、浮岛的10倍以上。浮动湿地载体处于水体表层，在大气复氧作用明显的气、水交界面附近，在大气复氧作用与微生物的共同作用下，在载体纤维材质的孔隙结构中形成连续交替的微观好氧-缺氧-厌氧微环境；植物根系填料区，在植物根系泌氧作用与微生物共同作用下，也形成了氧化还原梯度，为污染物的去除提供了有利环境条件。另外，植物根系分泌小分子有机物，为反硝化细菌提供了碳源，强化促进硝态氮与总氮的去除。图6-SEQ图6-\*ARABIC1浮动湿地繁茂的植物根系图6-4浮动湿地系统实景图随着运行时间增长，浮动湿地不断分根、落籽生长实现植物量与根系量逐年增大，微生物附着表面与附着量增大，实现微生物作用强化；水生系统逐步完善，水环境容量增大，水生态系统促进水质的进一步提升。图6-5浮动湿地提升生物多样性实景浮动湿地通过增大水下微生物总量、水上植物量，促进水下生态系统的自我调整、修复与水上生态系统的发展，形成立体的生境平台。浮动湿地的布设，大大增加了所布设水域的微生物总量，通过增加水体生态系统中作为食物链的最低端位置的微生物的总量，促进以微生物为食的底栖动物动物、鱼类等的数量，并以浮动湿地植物完善水生态系统；并通过水域中植物量的增加，与鱼类的增加，促进昆虫、鸟类、两栖动物的栖息与发展。生态浮床与浮动湿地的技术比较见下表：表6-4生态浮床与浮动湿地的技术比较名称组成机理处理效率优点缺点普通生态浮床水生植物、高分子材料应用物种间共生关系和充分利用水体空间生态位和营养生态位的原则，建立高效的人工生态系统，以削减水体中的污染负荷。效率低浮床浮体可大可小，形状多样化；投资低，运行管理费用低处理效率低，且不稳定浮动湿地水生植物、种植土、载体填料利用“微生物-植物”生态系统有效去除水体中的有机物、氮、磷等污染物。比普通态浮床效率高10倍左右处理效率高，效果稳定高；运行管理费用低设备投资高综合以上分析，浮动湿地处理效率比普通生态浮床高约10倍，且效果更稳定；因此，工程设计上建议采用浮动湿地技术去除水体污染物，修复受损的水生态系统，逐步改善河道水质，为水生态系统构建提高较好的基础条件。曝气增氧方案比选人工曝气是利用人工强制的方式，使空气中的氧溶解到河水中，提供微生物生化反应所需要的溶解氧，同时保证河水与氧气的充分混合，通过水、气、微生物的充分接触，保证微生物充分利用水中的溶解氧来分解有机污染物和含N、P的营养物，使河道水质达到改善。同时曝气还可以改变底泥的供氧环境，通过寄宿在底泥里的微生物逐渐降解底泥，这种方式工程实施简单，且运行成本最低，具有较高的实用价值。目前，曝气的方式主要有自然跌水曝气和机械曝气，自然跌水曝气充氧效率低，但能耗低，维护管理简单，在地势平坦时一般很难满足：而机械曝气充氧效率高，选择灵活，被广泛应用于湖泊或河道的充氧。机械曝气主要包括传统电能人工曝气和太阳能曝气。传统电能人工曝气包括微孔曝气、喷泉曝气、射流曝气、纳米曝气及推流曝气等。（1）微孔曝气微孔曝气增氧技术采用罗茨鼓风机将空气压入输气管道，送入微孔管，以微气泡形式分散到水中，微气泡由底向上升浮，促使氧气充分溶入水中，还可造成水流的旋转和上下流动，使水体上层富含氧气的水带入底层，实现水体的均匀增氧。微孔增氧设施主要有罗茨鼓风机、输气管、微孔曝气管（曝气头）组成。为了降低鼓风机噪声的影响，同时减少设备占地，风机一般设置在地下；整体采用沉水式安装，放置在指定位置，整个设备仅有进气口露于水面，对水面景观无影响。同时微孔爆气造价低，稳定性好，曝气效果较好，被广泛用于河流治理领域。图6-6微孔曝气（2）喷泉曝气图6-7喷泉曝气喷泉曝气利用电机带动水下叶轮旋转，将水提升喷洒到空中形成细小的水滴，水滴携带氧气返回河中。水下叶轮的巨大扭矩带动大范围水体流动以及又喷泉造成表层水体的大量搅动，为水体提供了极高的增氧率。同时水体具备了活水的流动特征，充足的氧气使水体养分保持在平衡状态，促进河道淤泥的微生物活性，能够有效缓解底泥淤积厚度。喷泉曝气特有的水体对流形式，在垂直循环运动过程中表层水体与底部水体交换，新鲜的氧气被输入河底，废气也会被搅混释放出水体表面，在河底形成耗氧微生物群落，可以有效防止厌氧消化，大大减少腐烂恶臭味；表层较热的水体厌氧性较高，底部温度较低的湖水被输送到表层后，抑止水体表面藻类繁殖及生长。（3）推流曝气叶轮吸气推流式曝气器是河流、湖泊人工充氧中较广泛使用的充氧设备之一。该类设备一般由电动机、传动轴、进气通道与叶轮等部件组成。其原理主要是利用旋桨在进气通道造成负压，从而吸入空气，并随水射入河水中。该技术根据叶轮吸气推流式曝气器的叶轮形状、位置、数量（单叶或复叶）、进气通道的位置，可分为轴向流液下曝气器和复叶推流式曝气器。叶轮吸气推流式曝气器的优点是：安装方便，只需将装上浮筒的设备安置在水面上用缆绳加以固定即可。安装工程量小，并可根据需要随时调整位置和台数；由于设备漂浮在水面，受水位影响较小；设备安装在河道内，除了电控设备外，基本不占地；维修简便。缺点是：叶轮易被水中的漂浮物缠绕堵塞；在水深较小的河流中使用时易将底泥搅起；当桨叶深入水深较大处，其从水面上大气中向下抽吸的能力将减弱，故其向深水充氧的能力较差。（4）射流曝气射流曝气系统包含三部分：射流曝气器、循环水泵、鼓风机。循环泵泵送的液体经由主管道、内喷嘴到混合室，把气体剪切成微小的气泡，形成富氧的气液混合体，气液交织的湍流经外喷嘴水平射出。气液混合体同时具有水平和垂直方向的能量，在河道产生强烈的混合，并携裹周围的液体往前流动，在水平方向动力和垂直方向气体上浮动力的双重作用下，形成整体的混合和循环。图6-8水下射流曝气机（5）纳米曝气纳米曝气设备是一种新型高效率曝气设施。因其特殊的内部结构和产气机理，可以在水中产生直径数十纳米到几个微米的气泡，而传统的微孔曝气气泡直径在0.5~5mm之间。巨大的比表面积以及纳米气泡在水中“弥散”运动方式大大提高了空气中氧的利用率。纳米曝气技术与常规微孔曝气相比，具有无与伦比的动力效率。根据试验测算，纳米曝气的氧利用率可以达到60%~70%，是常规微孔曝气15%~20%的利用率的近4倍。在水体原位修复中利用纳米曝气技术，可以节省大量的能耗。图6-9纳米曝气设备（6）太阳能曝气图6-10太阳能曝气太阳能曝气是一种利用太阳能作为动力源，用于水污染治理的增氧曝气与水体循环方式。具有运行管理费用低，增氧效果好，大流量，抗堵塞，寿命长、运行噪音低等特征。太阳能曝气以太阳能作为设备运转的直接动力，设置独特的旋切提拉曝气叶轮，通过叶轮旋转提升作用，将底部缺氧水转移到水体表面与表层富氧水混合；表层富氧水通过离心旋转横向水平扩散、纵向进入底层缺氧区。由此实现水体解层、增氧和纵横向循环交换三重功效，最大限度地将表层超饱和溶解氧水转移到水体底层，增加底层水体溶解氧，消除自然分层，提高水体自净能力。各种曝气机特征见下表所示：表6-5人工增氧曝气机比选产品名称技术原理优点缺点动力效率（kg/kW·h）成熟度微孔曝气风机压缩空气输送至管道扩散，以微小气泡的形式溢出造价低，稳定性好，曝气效果好，不影响景观安装麻烦4.5-5.2成熟喷泉曝气水滴接触空气复氧景观性好深层曝气效果较差，影响范围较小0.2-1.5成熟推流曝气负压吸气、形成溶气水、微气泡射流对下层水的增氧能力强充氧、造流；改善小范围水动力条件浅水易造成底泥扰动1.5-2.0成熟射流曝气机桨叶搅动负压吸气、水流切气对下层水的增氧能力强充氧、造流；改善小范围水动力条件浅水易造成底泥扰动1.8-2.0成熟纳米曝气特殊的内部结构和产气机理，可以在水中产生直径数十纳米到几个微米的气泡氧利用率可以达到60~70%，是常规微孔曝气氧利用率的4倍安装较复杂、造价较高10~15示范性应用太阳能曝气制造纵向循环，将表层溶解氧饱和水体带入下层，提升下层溶解氧利用太阳能，无能耗依靠自然复氧，效率低0.13-0.78成熟根据项目特点选用充氧效率较高、造价相对较低的、微孔曝气方式。氧化塘方案比选技术介绍A兼性塘兼性塘是污水稳定塘中最常见的塘型，深度较大，一般大于1米。上部阳光能够透入，藻类光合作用的放氧和水表面的充氧形成一个上层的好氧区。悬浮固体和塘中老化藻类沉淀于塘底发生厌氧消化，形成底部厌氧区。在好氧区和厌氧区之间形成了一个兼性区。兼性塘内好氧、兼性、厌氧菌共同完成了污水的净化。B好氧塘深度较浅，一般小于0.5m。塘内存在着细菌、原生动物和藻类，由藻类的光合作用和风力搅动提供溶解氧，好氧微生物对有机物进行降解。深度处理好氧塘（也称熟化塘）在多级塘系统的后部或常规二级处理系统之后，它接受二级处理出水并予以进一步的净化，以提供更高质量的出水。C厌氧塘厌氧塘全塘处于厌氧状态，塘水深度一般在2m以上。进入厌氧塘的颗粒状有机物被细菌的胞外酶水解成为可溶性有机物，再通过产酸菌转化为乙酸，在产甲烷菌的作用下，将乙酸和H2转变为甲烷和二氧化碳，使污水得到净化。D曝气塘曝气塘一般大于2m，通过曝气设备向氧化塘内供氧，即为曝气塘。曝气塘按其曝气强度分为部分曝气塘和完全曝气塘。当曝气强度只能使部分固体物质处于悬浮状态进行好氧分解，而另一部分固体物质则沉积塘底进行厌氧分解，增加的溶解氧不能满足好氧分解的全部需要，这种曝气塘即为部分曝气塘；当曝气强度能使全部固体物质都处于悬浮状态，又能提供充足的溶解氧，使之进行好氧分解的曝气塘即为完全曝气塘，又称好氧曝气塘。E水生植物塘水生植物塘是在塘内种植一些纤维管束水生植物，利用高等水生植物去除污水中营养盐、重金属和有机污染物的水塘，尤其是对氮磷有较好的去除效果。放养水生植物是人工强化塘净化能力的措施，可以提高塘出水的水质，增强氧化塘的环境效益和经济效益。稳定塘方案技术确定稳定塘技术比较如下表表6SEQ表\*ARABIC\s21稳定塘技术对比表比较项目兼性塘好氧塘厌氧塘曝气塘水生植物塘工艺特点在条件合适时，基建投资少；耗能少处理程度高塘深较浅，阳光可以达到塘底；水力停留时间较短，降解有机物的速率很快，处理程度高有机负荷高，整个塘无好氧区体积小；水力停留时间短；无臭味水生植物塘可选种浮水植物、挺水植物和沉水植物；选种的水生植物应具有良好的净水效果、较强的耐污能力、易于收获和有较高的利用价值。运行管理简单复杂复杂复杂复杂投资费用低低高高低运行费用低低低高低占地面积多多低低中工艺局限出水水质有一定波动出水藻类含量高，只适用于气候温暖地区易产生臭味；净化速率低容易起泡沫，出水中含固体物质较高需要及时打捞，易形成二次污染好氧塘出水水质藻类浓度较高，所以不推荐在本工程施工区域使用；兼性塘由于其投资高，运行费用高；厌氧塘净化速率较慢，本次设计中不做考虑；曝气塘投资和运营费用较高；水生植物塘运行费用较高，但是如若合理搭配植物选择，不仅可以对改善水环境有一定帮助，而且能带来景观效果。本工程属于改造项目，水域面积大，水量大，项目对水体净化功能与景观效果都有较高的要求，因此本次设计拟结合兼性塘与水生植物塘工艺组合为“强化净化生态塘”。人工湿地方案比选技术介绍按照系统布水方式的不同或水在系统中流动方式的不同，一般可将人工湿地分为三种类型：（1）表流人工湿地表流人工湿地的水面位于湿地基质以上，其水深一般多为0.20m~0.40m。在这种类型湿地中，污水从进口以一定深度缓慢流过湿地表面，部分污水蒸发或渗入湿地，出水经溢流堰流出。表流人工湿地接近水面的部分为好氧层，较深部分及底部通常为厌氧层，因此具有某些与兼性塘相似的性质。但是，由于湿地植物（尤其是挺水植物）对阳光的遮挡，一般不会存在像兼性塘中藻类大量繁殖的情况。可以种植芦苇、水葱、香蒲、灯心草等挺水植物，凤眼莲、浮萍、睡莲等浮水植物，以及伊乐藻、茨藻、金鱼藻、黑藻等沉水植物。还可以种植慈姑、雨久花、玉蝉花、千屈菜、黄菖蒲、泽泻等水生花卉类的观赏植物，既可以处理污水，也可以美化环境。在适当的水力负荷范围内，表流人工湿地对BOD5、CODcr、SS、NH3-N、TP的去除率可分别达到40%、50%、50%、20%、35%以上。图6-11流人工湿地示意图表流人工湿地的主要优点如下：①投资及运行费用低廉；②建造、运行、维护与管理相对简单；③对土地状况与质量要求不高；④适合污水污染物含量不高的污水处理。主要缺点如下：①占用土地资源较多；②在寒冷季节湿地表面会结冰，不太适合东北、西北等寒冷地区，冬季运行效果差；③处理不当的情况下夏季可能滋生蝇蚊，有时会有一些臭味；④为避免蚊子与臭味对附近居民生活产生影响，需要远离居民点建造，或者在居民点的下风向建设。（2）水平潜流人工湿地潜流型湿地的水面位于基质层以下。这种湿地生态系统是目前世界最广泛研究及应用的湿地污水处理系统，主要形式为采用各种填料的芦苇床等植物系统。潜流型湿地由上、下两层组成。上层为土壤，下层为由易于使水流通的介质组成的根系层，如粒径较大的砾石、炉渣或砂层等，在上层土壤中种植芦苇、菖蒲、香蒲、水葱等水生、沼生与湿生植物。湿地下面铺设防渗层或防渗膜，以防止污水处理过程中渗漏流出该处理系统，污染区域地表水或地下水的水环境。湿地基底具有一定的坡度。水流从进口起在根系层、基质层沿水平方向出水一侧缓慢流动，出口处设水位调节装置和集水装置，以保持污水尽量与湿地植物根系层接触，由于植物根系对氧的传递释放，使其周围环境呈现出好氧、缺氧及厌氧三种状态，这是它去除污染物尤其是除氮的重要机理之一。图6-12水平潜流人工湿地示意图水平潜流型湿地主要优点如下：①充分利用了湿地的空间，发挥了系统（植物、微生物和基质）间的协同作用，因此在相同面积情况下其处理能力比自然型湿地系统大幅度提高。②污水基本上在地面以下流动，保温效果好，适合于寒冷地区的污水处理，冬季处理效果高。③卫生条件较好，没有臭味，被广泛应用。主要缺点在于：①建造费用比自然型湿地建造费用高。②管理方面也比自然型湿地要复杂一些。（3）垂直潜流人工湿地垂直潜流人工湿地（亦称垂直流人工湿地）的污水从湿地表面纵向流向填料床的底部或污水从湿地底部纵向流向填料床的表面，床体处于不饱和状态，氧可通过大气扩散和植物传输进入人工湿地系统。垂直潜流人工湿地水力负荷与污染负荷高，对BOD、COD、SS及重金属等处理效果好，尤其硝化能力高于水平潜流湿地，可用于处理氨氮含量较高的污水。其缺点是布水较为复杂，落干/淹水时间较长，控制相对复杂。图6-13垂直潜流人工湿地示意图（4）复合流人工湿地由于不同类型的湿地处理具有不完全相同的性能，对于某种污染物的去除效果的也不尽相同，选用两种或两种以上的处理工艺所构成的复合流湿地系统，可发挥各个工艺的优势，提高对污水中污染物的去除效果，以便满足更高的处理出水水质要求或达到更为稳定的处理效果。复合流湿地的类型多样包括：a.湿地与湿地组合工艺，如表流湿地与潜流型湿地相结合、水平潜流型湿地与垂直流型湿地相结合、垂直流型湿地上行流与下行流相结合，以及垂直潜流湿地、水平潜流湿地与表流湿地相结合等；b.湿地与氧化塘组合工艺，如湿地与氧化塘相结合、湿地与沟渠相结合；c.湿地与土地处理组合工艺，如土壤渗滤与湿地相结合、地表漫流与湿地相结合等。可根据各项具体污水处理工程需要解决的问题、达到的目的不同以及处理系统出水的水质要求不同，选择不同的处理工艺。人工湿地方案确定三种湿地均有其优劣之处，表4.7-1比较了表流人工湿地、潜流人工湿地以及复合流人工湿地的特点。表6-7人工湿地技术对比一览表比较项目表面流人工湿地潜流人工湿地复合流人工湿地工艺特点水位较浅，水流缓慢，以水平流的流态沿湿地表面流经处理单元，湿地一般填有土壤、沙、煤渣或者其它基质材料，供水生植物固定根系湿地的水面位于基质层以下，水流以水2平流的流态从基质层流经处理单元。主体分土壤层和基质层，填料较复杂，能发挥植物、微生物和基质间协同作用组合工艺，兼具各单个工艺特点建设简单一般一般运行管理工艺较简单，工程建造、维护与管理相对简单建造费用较高，管理也比表面流型湿地复杂组合工艺，工艺一般，相对单一湿地复杂投资费用较少中较少运行费用少中少占地面积大中中工艺局限易滋生蚊蝇建设和运行费用偏高隔墙的设置会增加部分一次性投资根据上述比较，本工程需通过人工湿地去除COD、氨氮、总磷，同时结合表流湿地占地面积大，潜流湿地占地面积小、冬季处理效果高等特点，潜流湿地是本次项目的首选，确保运行效果和运行稳定性。

水生态修复工程设计总平面布置本次工程设计以突出功能分区为导向，将生态塘以及河道分为主体功能区、清水引流区、生态廊道区三个功能分区分别设计。高程布置本工程具体布置方式详见下图。图7-2高程设计图单体设计主体功能区—强化净化生态塘设计以现状大水面氧化塘为主要范围，在原有设计基础上，通过进水调控、植被恢复、曝气增氧等优化措施进行综合提升，构建强化净化生态塘，强化水质净化效果。根据现状主要进行如下方式进行优化：1、改变进水方式，从生态塘西南侧单点进水，采用推流曝气，提高水体内部循环能力。2、采用微孔曝气，增加底部曝气，提升底层溶解氧，提高水体上下循环流动能力，并根据AO水处理工艺，合理设置曝气，营造塘内厌氧/好氧的环境，以达到去除总氮的目的。3、滨岸带狭长，可沿岸布置浮动湿地，科学提高滨岸缓冲带宽度，形成自由式高低错落，层次丰富的景观效果。并结合生物膜，增加微生物的附着位点。浮动湿地采用复合纤维浮动湿地，通过在水体中搭建类似人工湿地的结构，通过载体与植物的结合，使得挺水植物恢复不受水深条件的限制。同时，载体填料材质与植物根系上附着大量微生物、形成厚厚的生物膜，实现水质净化作用。4、合理调控水位，曝气塘现状水深3m，沉水植物生长情况不佳，现将水深调整为2.5m；采用适宜的生物种植方式，更换种植填料，恢复沉水、挺水植物群落。沉水植物种植采用沉水植物种植块，以岩棉为种植块结构，填充改良性土壤基质，以沉水植物的种子、芽苞、繁殖茎或幼苗为材料