某江水体生态治理项目投标方案（技术方案）

目录

2、对项目的熟悉程度.............................................1

2.1、项目概况...............................................1

2.2、对现状水质及周边环境分析...............................3

2.3、现状污染源调查及分析..................................5

2.4、水质最差情况期间的处置措施.............................9

3、关键点难点及解决措施.......................................10

3.1、水生态修复关键技术....................................10

3.2、DPA微生物驯化富氧净水技术.............................11

3.3、沉水植物水质净化技术...................................16

3.4、水生动物多样性构建技术.................................18

3.5、水生态系统集成技术.....................................21

4、投入设备及实施方案.......................................22

4.1、设计思路...............................................22

4.2、技术路线...............................................23

4.3、DPA微生物驯化富氧净水技术.............................23

4.4、菌种培育技术..........................................33

4.5、沉水植物配置工程......................................35

4.6、水生动物配置设计.....................................39

4.7、全生态系统平衡调节...................................43

4.8、施工过程对河流开放性及当前水质提升管理工作的影响性分析.44

4.9、验收方案..............................................48

4.8、拟投入本项目设备设施.................................104

4.9、人员配备计划.........................................105

4.10、施工方式.............................................105

5、养护方案.................................................106

5.1、日常巡查方案.........................................106

5.2、日常养护工作内容.....................................110

5.3、设备管理.............................................111

1

6、安全文明.................................................119

6.1、组织机构和组织方.....................................119

6.2、建立完善施工安全保证体...............................120

6.3、明确安全体系组织机构及各要素职责分配.................121

6.4、主要岗位安全生产职责见下表：...........................122

6.5、安全目标.............................................123

6.6、安全生产管理体系.....................................124

6.6、安全管理制度.........................................127

6.7、安全技术措施.........................................133

6.8、安全保证措施.........................................137

6.9、环保、消防、职业健康等技术措施.....................138

7、进度控制...................................................140

7.1、施工进度计划.........................................140

7.2、建立保证工期组织机构...............................142

7.2、工期违约责任承诺...................................143

7.3、进度控制措施.........................................143

7.4、工程进度落后原因分析及采取的应对措施...............157

7.5、对影响进度的突发事件所采取的处理措施.................158

7.6、不可预见性安排计划.................................159

8、应急预案...................................................161

8.1、应急响应机制.........................................161

8.2、防汛应急响应机制.....................................161

8.3、重大活动保障响应机制.................................162

8.4、突发水污染事件响应机制...............................162

8.5、应急响应小组.........................................163

8.6、响应时间.............................................163

9、服务响应及承诺...........................................164

9.1、售后服务承诺.........................................164

9.2、服务期限.............................................165

9.3、服务内容.............................................165

2

9.4、管理制度规范化建设...................................168

9.5、保养维护方案.........................................168

9.6、维护定期巡查制度.....................................170

9.7、服务人员.............................................173

9.8、服务网点.............................................174

9.9、售后服务体系.........................................174

9.10、其他服务承诺.........................................177

10、合理化建议...............................................182

3

2、对项目的熟悉程度

2.1、项目概况

2.2.1、工程概述

1、项目名称：XX市XX镇XX江水体生态治理项目(重发)

2、项目地点：XX市XX镇XX江(XX江和XX江之间)

3、项目规模：项目水域总面积，XX江(XX江和XX江之间)

215000m2。

4、服务期：1年，其中水生态修复期为3个月，水质维护期为9

个月。

5、项目要求：采用河道生态修复方法，将目前河道内水体治理

到地表三类水质标准，并在维护期内保持主要水质指标(CODcr、

NH3-N、TP、DO等四大项)达到地表三类水质标准或有提升。要求年

总氮平均值比上一年度(即2020年度，年总氮平均值为3.233mg/L)

降低2%及以上。

2.2.2、XX江概况

2.2.3、设计原则

(1)生态性原则

通过改善河道硬质河床、种植沉水植物、放养水生动物、高效曝

1

气和人工生态浮床等措施构建人工水生生态系统，确保各种群之间相

互依存、相互制约、处于生态平衡状态，逐步使水体能进入良性生态

循环；

(2)系统开放性原则

水体的生态修复设计要将相关边界因素很好的相互结合起来，构

成一个开放性的系统，使其形成一个有机、有序、有趣的线型空间系

统，构建生态健康的城市河道。

(3)因地制宜原则

充分利用XX江现有地形及现有构筑物，因地制宜、因物制宜、

因时制宜，植物以本地物种为主，创造具有特色的城市河道生态景观

空间。

(4)多样性原则

考虑XX江水体相对封闭的特点，水生植物构建以净化水质的沉

水植物为主，并放养本土鱼类、虾类及底栖类水生动物，实现水体的

生物多样性；沉水植物按照常绿种类、暖季种类和冷季种类相配合提

高生物多样性和系统完整性，实现水体持续自净。

2.2.4设计依据

(1)《中华人民共和国环境保护法》

(2)《中华人民共和国水污染防治法》(修正)1996.5.15

2

(3)《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)

(4)《城市污水处理及污染防治技术政策》(建城[2000]124号)

(5)《水生动植物工程设计指导原则》

(6)《常见沉水植物生物学特性及管理》

(7)《绿化设计规划》(DG/TJ08-15-2009,J11525-2009)

(8)《XX市城市河道生态治理常用技术要点及养护要求手册》

2.2、对现状水质及周边环境分析

2.2.1、XX江现状

由于河道两侧为居民住宅区和农用耕地，有生活污水和农耕用水

直排入河道中，时有生活垃圾飘于水面，目前外观水体呈黄绿色，虽

然无明显的臭味，但是感觉不佳。

3

2.2.2、水域进出水

XX江为区域干流，水域呈南北方向，与外河道连接，北端通过排

水闸连接，XX江水可以自流排入XX湾，海水也可以通过水泵补充XX

江水源。河道水基本处于缓慢流动状态，水动力不足，沿岸地表雨水

部分流入XX江。

2.2.3、水体现状

水质作为流域生态系统的重要指标，受地质、气候、植被、人类

活动等多种因素的影响，是由多种自然、人为因素相互作用与影响的

结果。明晰水质的变化规律是评价水体水环境质量、分析污染源和改

善水环境的基础与前提。应用定性评价方法对项目水体水质变化特

征进行分析，了解水体中污染物的含量及特征，完成污染源解析，从

而为项目水体水环境质量的改善提供科学依据。项目水域南北侧均与

外河道阻断，只能通过水泵补充水源，水域内无水体流动性调节设备，

水流基本处于半静止状态，水生态已完全破坏，无自净能力。

2.2.3、岸线及周边现状

河堤岸带是陆地生态系统和水生生态系统之间进行物质、能量、

信息交换的重要生物过渡带，岸边带生态系统具有廊道功能、缓冲功

能和植被护岸功能，可以稳定堤岸，促进岸边的水土保持，为水生

生物提供一个繁衍生息的场所，提高水域和陆地的生物多样性，使整

4

个水陆系统保持良好的生态连续性。项目水域岸线以垂直硬质驳岸为

主，高出水面约120公分左右。河道两侧为居民住宅区，有生活污

水直排入河道中，有大量生活垃圾飘于水面。河岸沿线东侧有绿化带，

南部宽度10-20米，北部宽度30-50米。种植植物以多年生乔木和

地表草坪为主，河岸西侧为硬质驳岸，岸边毗邻居民区。

2.2.4、水域生态系统评价

项目水域范围无明显沉水植物，无明显挺水植物，水面人工建有

生态浮岛，水域中藻类较少，鱼虾等动物较少。河道底泥黑臭，厚

度20-40cm。

2.3、现状污染源调查及分析

2.3.1、现状污染源调查

河道水质状况作为水域生态系统的重要指标，受气候、植被、人

类活动等多种因素的影响，是由多种自然、人为因素相互作用与影

响的结果。明晰河道水质状况是评价河道水环境质量、分析污染源和

改善水环境的基础与前提。

为更精确评价项目水域水环境状况，于2021年6月22日对

XX江中心路桥东西2个地方进行水质采样(对应的中段、西段),

并对水体高锰酸钾指数(CODMn)、氨氮(NH3-N)、总磷(TP)、溶

解氧(DO)、氧化还原电位(ORP)几个重点水质指标进行检测。结

5

果如下：

1、透明度：小于10cm。

2、色度：发黄、泛黑。

3、其他监测指标如下表：

表0.2-1水质监测数据

采样CODMnNH3-NTPDO

检测时间ORP

点位(mg/L)(mg/L)(mg/L)(mg/L)(mV)

河道29.51.000.2656.54291

20210622中段

河道30.20.9550.2565.99277

20210622下段

表0.2-2水质监测标准

单位：mg/L

I类水Ⅱ类水Ⅲ类水IV类水V类水

标准标准标准标准标准

CODMn1515203040

NH₃-N0.150.511.52

TP0.010.020.050.10.2

5

注：Ⅲ~V类水标准数据来源于《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)

综上所述，依据GB3838-2002,XX江属于IV类水。

2.3.2、水体富营养化情况分析

氮、磷等营养物质的输入和富集是水体发生富营养化的主要原

6

因，大约80%的富营养化是受磷元素的制约，大10%与氮元素有关，

余下10%与其他因素有关。

水体富营养化主要是由于工业废水、生活污水、化肥农药的使用

和其他一些污染物中富含氮和磷的污染物进入河道中，造成藻类疯狂

生长。

富营养化会影响水体的水质，会造成水的透明度降低，使得阳光

难以穿透水层，从而影响水中植物的光合作用。同时，因为水体富营

养化，水体表面生长着以蓝藻、绿藻为优势种的大量水藻，在水体与

大气之间形成一层“屏障”致使底层堆积的有机物质在厌氧条件分解，

造成水体黑臭，水生物死亡，破坏原有的生态系统结构与功能。水体

长期黑臭后河道底泥淤积，底泥厌氧菌优势，水体内藻及植物均不见

生长，水体溶解氧低，水生动物难以存活基本项目从实地踏勘情况看，

水体富营养化情况严重。

现状水质及处理后水质情况

经过实验室初试实验，处理后水样在色度、透明度、氨氮、总磷

等相关指标方面都有显著改善。

一、透明度：达到通透，近似自来水。

二、色度：无色、透明。

三、其他检测指标如下表：

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3.5-1XX江水质处理后情况

TP

检测时间采样点位CODMnNH3-N

mg/L)

(mg/L)(mg/L)

20210622河道中段处理后17.30.800.19

20210622河道北段处理后16.80.940.24

3.5-1实验室对比照片通过此技术治理后的河道，能够提高水质

透明度的同时，形成的微生物与水体藻共生系统能够高效的、持续性

的改善水体水质，增加水体的溶解氧，构筑生物塘。恢复水体自净能

力。

2.3.3、水环境主要问题总结

根据大量现场调查结果对XX市XX江水环境现状及污染源分析，

对项目水域当前面临的主要问题进行总结，具体如下：

8

1、项目感官性能差

项目水域水体较为浑浊，无明显异味，水体中存在大量悬浮颗粒

物。

2、外来污染源量较大。

3、水体置换周期较长，自净能力差。

2.4、水质最差情况期间的处置措施

1、针对河道水质较差和污染负荷较大的问题，采取DPA微生物

驯化富氧净水技术+生态系统构建相结合的技术，削减水体中的污染

物含量，提高水体透明度，形成健康的水生态系统，大幅提高水体的

自我修复能力和自我净化能力，实现水质持续达标。

2、针对水生态系统缺失的问题，采取生态修复的方法，通过种

植多种水生植物、放养多种水生动物等措施，结合短期的人工管理养

护，重建健康的水生生态系统。

3、针对水体封闭且循环性差的问题，采取通过循环水泵强制水

体内循环的措施实现工程范围内水体水质均匀，无污染死区。

9

3、关键点难点及解决措施

3.1、水生态修复关键技术

本工程采取DPA微生物驯化富氧净水技术工艺，根据需要辅以

水生植物种植。

DPA微生物驯化富氧净水技术在透明度、CODMn、TP等指标上可

快速达标，在生境的改善上作用明显。而微生物和沉水植物主要是通

过创造适宜多种生物生息繁衍的环境，重建并恢复水生态系统，恢复

水体生物多样性，并充分利用生态系统的循环再生、自我修复等特点，

实现水生态系统的良性循环。

生境改善：在河道治理中，对内源中河水的治理技术归纳为生物

环境改善技术即生态环境改善技术，目前是一类较难的领域。常规技

术是单纯生物浮岛、水生植物、微生物菌群、生物湿地等，但没有较

高的去除效率和明显的改观，时间处理周期也较长。DPA微生物驯化

富氧净水技术在透明度、CODMn、TP等指标上可快速达标，在生境的

改善上作用明显。

复合生态：由于在进行河道治理时，尤其是对地表水体进行治理，

必须考虑到与整个生态环境的融合，本技术在河水通过DPA微生物

高分子材料吸附后，水体自净能力明显提高，水生动物生存活跃，氨

氮、总氮、总磷指标有明显下降，与自然界的生态结合紧密，达到多

10

种技术的复合，对水体从物理的吸附到自然生态的修复都有极高的组

合效应。

机械装置辅助：通过增加机械装置改善水体流动性，在封闭水体

内建立内循环，及时打捞清除河道垃圾及污染物，增加水溶氧，可以

更快恢复水生态。

3.2、DPA微生物驯化富氧净水技术

2.1、技术原理

通过往河道中投加专门研发的DPA微生物高分子纳米材料，形

成富氧驯化生物膜，

高效“抓取”水体中的污染物质，达到净化水体的目的(图2)。

1、以碳氢链为骨架，用多种功能基团，通过多元胶束共聚，形成

单一组分的两性DPA微生物高分子富氧驯化生物膜。

2、R为嫁接于DPA微生物高分子碳氢链上的功能基团，主要为

带有表面活性的非离子基团、阴离子基团、阳离子基团，也包括

不带活性但有其他功能的基团，聚合后形成两性DPA微生物高分

子富氧驯化生物膜。

11

活性基团氮磷污染物生成憎水絮体

反应过程

2.2、技术特性

DPA微生物驯化富氧净水技术(富氧驯化生物膜技术)是一项着

眼于水生态系统建设的综合性生态修复技术。该技术以恢复生态链为

主体，提升水质的同时，形成微生物与水体藻共生互作功能团，利用

水生动、植物及生态系统食物链摄取原理和生物相生相克关系，改善

水体生物结构及多样性，提升水体自净能力，并终修复或者重建完整

12

的、功能健全的、良性的水生态系统。该技术有助于提高水生态系统

的自我调节能力与自组织能力向有序的方向进行演化。富氧驯化生物

膜技术的定制功能DPA微生物高分子材料在污水中会形成纳米尺寸

的富氧驯化生物膜，可迅速“抓取”、“团聚”,“分离”水体中的

污染物质，游离细菌，藻类等，提升水质的同时，构建并利用微生物

与水体藻互作共生功能团进一步去除水体中的污染物。不仅可在短时

间内迅速改善COD,TP,透明度等指标还可利用形成的微生物与水

体藻互作共生功能团持续性提升水质，改善水生态。

微生物与水体藻互作共生功能团指作为生产者的藻类可利用细

菌分解产生的二氧化碳，盐类等物质进行光合作用，其光合作用生

成的氧气，有机物又可供细菌生长。此外，微生物与水体藻互作共生

功能团还有效得结合了藻类对污水中的氮磷营养物质，重金属离子等

污染物的强大摄取功能及细菌对污染物的强效降解能力。因此，微生

物与水体藻互作共生不仅是物质及能量交换上的复杂互作关系，而且

在水污染物处理上起着相辅相成的作用。

常规性实践中，光能利用率是限制微生物与水体藻共生系统治污

效率及推广的主要因素。但是，富氧驯化生物膜技术形成的纳米尺寸

的富氧驯化生物膜同时具有双电性和双亲性，能够对溶液中的多种污

染物及微生物与水体藻进行快速吸咐、团聚、沉淀，高效去除水中污

13

染物同时，明显提高的水体透光度提高了微生物与水体藻共生功能团

的光能利用率，进而保证了微生物与水体藻共生系统去污能力的稳定

性，高效性，持续性。稳定的微生物与水体藻互作共生系统又可进一

步提升水体食物链系统的稳定性，并促进水生态系统修复。

风

阳光

沼气

本

.藻类

O₂CO₂,NH₃,

溶解性可降解物质PO÷,H₁O

污水

可沉细菌

固体

中间产物

细菌细菌

底泥(挥发酸等)CO₂,NH₂CH₄

有机物

传统的水污染技术中也不乏具有吸附或分离功能的，但都因其各

自的明显缺陷而不适用于以生态修复为目的的大规模市场化推广。

比如，传统的利用砂石，砾石进行吸附、虽可去除部分污染物及

藻类，改善水体的景观效果，但只适用于悬浮物和藻类较少的景观水

体治理，对氮、磷及其他污染物的去除效果不佳。

新型研制的将生物降解过程与膜分离技术相结合的膜生物反应

器废水处理装置，对富营养化水体氨氮，COD的去除可分别达90%

和50%,但因其能源消耗大，处理成本高，易发生膜污染，目前在国

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内尚难推广。

利用微生物与水体藻互作共生系统进行废水处理主要采用高效

藻类塘或共固化微生物与水体藻系统。高效藻类塘往往因其占地面

积大、光能利用率低，流动性为不易检测和控制等问题不宜推广，

尤其在土地紧缺的地区。对于共固化微生物与水体藻系统，载体的性

能及成本，以及缺乏成熟渐变的固定化方法是限制该方法应用的主要

因素。此外，该方法与传统去污工艺的结合也有待加强。

富氧驯化生物膜技术成功融合了富氧驯化生物膜吸附分离作用

与微生物与水体藻互作共生作用的优势，相辅相成，摒除了目前市

面上应用的污水处理方法现存的较多问题。该技术绿色，环保，低投

入，高产出，能有效提升水质，改善生境，是一种促进生态系统修复

的综合性水体处理技术。它的主要优势：

(1)快速改善生境。利用富氧驯化生物膜同时具有双电性和双

亲性的特性，对溶液中的多种污染物及微生物与水体藻进行快速吸

咐、团聚、沉淀，构建并利用微生物与水体藻互作共生功能团。提升

水质的同时，提高了水体透光度及微生物与水体藻互作共生功能团的

光能利用率及去污效率。

(2)构建复合生态。在提升水质的前提下，稳定的微生物与水

体藻互作共生系统又可进一步提升水体食物链系统的稳定，并促进水

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生态系统修复提升水体自净能力。

(3)无二氧化碳的排放，能有效去除污水中散发的异味。

(4)具有较强的安全性。使用的DPA微生物高分子功能材料属

于大分子量碳氢有机聚合物具有生物安全性，不但对人体没有危害，

而且可以全面清除污水中大肠杆菌等有害菌。此外，通过提高自

然界中原本存在的微生物与水体藻互作共生系统进行污水处理，一般

无需人为引入自然体系外的物质。

(5)“广谱”有效性。水体中污染物成分复杂多变，本技术可

根据不同水质，定制化设计材料的分子结构，高效去除水中多种污

染物。

3.3、沉水植物水质净化技术

(1)技术组成及特点

在合适的水深范围内，进入水体的营养物质可通过构建多种类型

的水生植被进行有效的水质净化。水生植物经过自身直接吸收、附着

微生物转化、物理吸附及沉降，可遏制底泥营养盐的释放，抑制藻类

生长，起到降低营养盐负荷的作用。

本工程采用优选和培育的沉水植物，主要选择净水能力强，景观

效果好，能够有效控制、不会恣意泛滥生长的种类，包括苦草、轮叶

黑藻、伊乐藻、金鱼藻、范草等。通过种植轮叶黑藻、伊乐藻等构建

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沉水植物净化系统，栽植方式以群落形式，以实现水体的自净，提升

水域景观效果。

沉水植物主要作用包括：

物理作用：沉水植物减小风浪扰动，降低水流速度，促进悬浮物

沉降，抑制再悬浮。

植物的吸收作用：沉水植物可通过根、茎、叶直接吸收利用污水

中的营养物质，供其生长发育，并把大量营养盐物质固定在其生物体

内。

植物的富集作用：许多的沉水植物有较高的耐污能力，能吸附、

富集一些有毒有害物质，如重金属铅、镉、汞、砷、钙、铬、镍、铜

等，其吸收积累能力为：沉水植物>漂浮植物>挺水植物，不同部位浓

缩作用也不同，一般为：根>茎>叶，各器官的累积系数随污水浓度的

上升而下降。

氧的传输作用：水体中的污染物降解需要的氧主要来自大气自然

复氧和植物输氧。有研究表明，水生植物的输氧速率远比依靠空气向

液面扩散速率大，特别是沉水植物，其在水体中可释放大量的原生氧，

保持水体高溶氧状态，提高水质净化效果。

为微生物提供栖息地：微生物是水体净化污水的主要“执行者”,

水体中微生物的种类和数量很丰富，因为水生植物的根系常形成一个

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网络状的结构，并在植物根系附近形成好氧、缺氧和厌氧的不同环境，

为各种不同微生物的吸附和代谢提供了良好的生存环境，也为水体污

水处理系统提供了足够的分解者。研究表明，有植物的水体系统，细

菌数量显著高于无植物系统，且植物根部的分泌物还可促进某些嗜

磷、氮细菌的生长，促进氮以气态形式释放，磷向无机状态转化、从

而间接提高净化率。

(2)技术优势：

自然生态：通过水生植物构建为水体生态环境构建提供基础，为

微生物提供附着基质，有利于快速恢复健康水体生态系统，促进水体

自净能力。

效果稳定可控：水生植物种类为乡土物种，具有成活率高、净化

效果明显、景观效果好、易于管理控制、不会造成物种入侵危害等优

点。

3.4、水生动物多样性构建技术

(1)技术原组成及特点

在保护水生植物净水功能的前提下，完善人工生态系统食物链和

食物网结构，在水体中放养一定种类和数量杂食性鱼类和底栖动物，

提高水生生态系统的稳定性。

自然水生生态系统通常由以下两条食物链构成：

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A、牧食链：

光能植食性底栖动物肉食性浮游动物

触及生产者

藻类、水草

营养盐植食性鱼类肉食性浮鱼类

B、腐食链：

外源有机物浮游动物

植物残体微生物滤食性鱼类肉食性鱼类

底栖动物

动物残体和粪

挺水植物

挺水植物

底栖动物

水生动物，

元水植物沉本植物_水生植物种植

生产者浮叶植物浮叶植物

滤食性鱼类放养

消费者

肉贪性鱼类放养

分解者

底栖动物投放

图4.16河道生态系统食物链示意图

通过人工放养鱼、虾、底栖动物等水生动物，增加食物链顶级消

费者，可将水体中的营养盐等转化为人类可以利用的鱼类等产品进行

收获，与此同时使水质得到净化。

水生动物的放养将充分考虑水生动物物种的配置结构(时空结构

19

和营养结构),科学合理地设计水生动物的放养模式(种类、数量、

个体大小、食性、生活习性、放养季节、放养顺序等)。

鱼类

黑鱼生性凶猛，繁殖力强，胃口奇大，中地区为5~7月，以6月

较为集中。繁殖水温为18℃~30℃,最适水温为20℃~25℃。乌鳢有

极强的生命力和对环境的适应能力，无论是湖泊、水库、河川、溪沟、

塘堰还是水田、渠道，甚至连一般鱼类难以生存的沼泽、积水潭、洼

幽等都能生长、繁衍。

虾类

岸边落叶、河中水草等形成的有机碎屑以及水生动物粪便、尸体

等形成的有机物质易污染景观水体，在河中放养一定数量和青虾以摄

食有机碎屑，起到净化水质作用。

底栖动物

底栖动物根据摄食习性选择螺、贝类作为群落调控主要种类。

(2)技术优势

人工放养适宜生境的水生动物，不仅不会破坏原有水生生态系

统，反而会增加生态系统生产力、增加水体生机活力。同时通过人工

干预促进食物链的完善，可快速恢复并加长食物链，加快水体中污染

物的去除速率，生态、有机的消除水体污染。

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3.5、水生态系统集成技术

健康水生态系统各成分是个完整的有机体，除了必要的非生命类

物质基础(阳光、水、空气和土壤等),还需有处于生态平衡状态下

的生产者、消费者和分解者。因此，健康水生态系统中有各类水生植

物(包括沉水、浮叶和挺水植物等)、浮游动物、底栖动物及鱼类、

微生物和少量的藻类，从而维持了水生态系统正常的结构和功能，使

得水体产生自我净化能力，同时顺利完成物质循环和能量流动，水体

也可长久保持清澈状态，并且具备一定抗干扰能力。

水生态系统集成技术，就是通过完善整个生物群落组成、形成生

物群落与水体环境的双向反馈协调，其中水生植物、水生动物、底栖

动物、浮游动物、微生物等各种类数量均衡协调，同时充分利用水生

植物的净化效果，从而来重建健康的水生态系统，实现水环境治理和

水生态恢复的目的。

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4、投入设备及实施方案

4.1、设计思路

本工程总体思路采用DPA微生物驯化富氧净水技术+水生生态系

统构建相结合的技术，通过种植沉水植物、投放原生水生动物、构建

高效生态浮床、改造硬质河床等措施，促进河道形成健康完善的沉水

植物群落、水生动物群落、及微生物群落，提高生态处理功能。通过

DPA微生物驯化富氧净水技术，提高河道水体溶解氧浓度，促进生态

处理能力，最终实现水质稳定达标，并保障河道水质长期稳定达标，

水生生态系统健康稳定。

22

4.2、技术路线

项目现状问题分析

污染源分析现状水质分析周边环境分析

DPA微生物驯化富氧净水技术

+沉水植物水质净化技术+水生动物多样性构建技术

预处理措施DPA微生物驯化富氧净水沉水植物水质净化技术水生态系统构建

技术+水生动物多样性技术

水生态系统调节

水质稳定达标

生态系统健康持续

图4.1技术路线图

4.3、DPA微生物驯化富氧净水技术

4.3.1、DPA微生物驯化富氧净水技术简介

DPA微生物驯化富氧净水技术是由XXXX环保科技有限公司历经多

年治水经验总结的一套高效的、利用自然水生态进行水体净化、提升

水质的技术。实质上，本技术并不直接治水，而是始终在调节、增强

23

水体生态链的底层微生物循环，进而促进水体生态的健康稳定运行，

并使水体水质得以净化提升。

水体底层微生物循环，是水体生态链的心脏和发动机，它的健康

和强大，才是整个生态链源源不断的动力源泉，也是水质保持和提升

的源动力。

微生物个体微小，却是数量与种类庞大，广泛存在于水、空气及

生物中，处于整个生态链的最基层，也是生态循环的动力起点，是生

态环境不可或缺的好朋友。

微生物体积很小，表面积却很大，这赋予其快速代谢的基础特性；

同时，微生物通常具有极其高效的生物化学转化能力；以及在合适的

环境中，具有极高的生长繁殖速度。

微生物以其强大的特性及能力，持久、平稳的推动着生态循环及

演化；影响微生物正常发挥作用的因素，以营养缺失、竞争加剧、生

存环境恶化为主。

4.3.2、技术核心

DPA微生物驯化富氧净水技术的核心，是创造条件，即：

(1)生态絮凝吸附，降低生物负荷；

(2)提高太阳光能吸收效率；

(3)培育和驯化适合原有环境的微生物种群，借以推动水生态

24

链的衍生及水生态的循环演进。

1、生态絮凝吸附降低生物负荷

水生态系统结构具有自我调控和自我修复功能。在长期的进化过

程中，形成了同种生物种群间、异种生物种群间在数量上的调控，保

持着一种协调关系。在生物群落与生境之间是一种物质、能量的供需

关系，在长期的进化过程中也形成了相互间的适应能力。比如水周边

的湿地生物群落，需要适应干旱与洪涝两种生境的交替变化，形成了

湿地植物既耐旱又耐涝的特征。在大型湖泊和水库中，生物群落与生

境的供需关系，体现为以水为载体的牧食食物链的能量流动。水体自

我修复能力也是水生态系统自我调控能力的一种。通过自我修复，在

外界干扰条件下，保持水体的洁净。由于具有这种自我调控和自我修

复能力，才使水生态系统具有相对的稳定性。

然而当排入水体的污染物即氮磷有机质等超过水体自我消化能

力时，使得藻类等浮游生物过量繁殖，水中的溶解氧急剧下降，尤其

是水底会处于厌氧状态，水底层的氮磷有机物质被厌氧分解并逐层向

上扩展，严重时能使上层水域都处在厌氧状态这样，由一开始的水生

植物大量增殖，到水生动植物大量死亡，死亡的水生动植物促进厌氧

分解，加速破坏水体的生态平衡，最终导致水体“死亡”。

因此当务之急不是让水体恢复自我净化能力，因为水体早已“死

25

亡”,所以首要任务是减少氮磷有机质等污染物的含量，把不堪重负

的微生物“解放”出来，只有让原有的生物种群“翻身做主人”,才

能在未来进行生物修复。

通过往水体中投加专门研发的DPA高分子纳米材

料，形成液体膜，高效“抓取”水体中的污染物质，达

到净化水体的目的(图2)。

1、以碳氢链为骨架，用多种功能基团，通过多元胶束共聚，形

成单一组分的两性高分子液体膜。

2、R为嫁接于高分子碳氢链上的功能基团，主要为带有表面活性

的非离子基团、阴离子基团、阳离子基团，也包括不带活性但有其他

功能的基团，聚合后形成两性高分子液体膜。

本技术的定制高分子功能材料在水溶液中会形成纳米尺寸的液体膜，

可迅速“抓取”水体中的多种污染物质并团聚、分离，从而达到净化水体的目的。

1分离

团聚

R为嫁接于高分子碳氢链上的功能基团，主要为

带有表面活性的非离子基团、阴离子基团、阳

以碳氯链为骨架，用多种功能基团，离子基团，也包括不带活性但有其他功能的基

通过多元胶束共聚，形成单一组分的团，聚合后形成两性高分子液体膜。

两性高分子液体膜。

t

通过上述过程能将水体的微生物负荷降低到肉眼可见的程度，为

26

后期的生物种群修复打下不可或缺的基础。

2、提高太阳光能吸收效率

太阳光能是提供微生物生命活动的最初能源。水体中氮磷等污染

物过多，而其它物质

富营养微生物菌团系统少，则会引起微生物

↓

水质清澈营养失衡；易引起水

华现象，隔绝光线照

菌类微生物繁殖

代谢、转化

射到水底，无法提供

二氧化碳氧气

微生物生命活动所

藻类微生物

光合作用

需能源；同时水体不

高效代谢污染推动水生态循环演进能进行正常的光合

修复生态稳定水质作用，含氧量不断降

DPA微生物驯化富氧净水技术方法示意图低，好氧菌群竞争加

剧；以上种种，导致微生物种群无法正常发挥作用，水生态功能丧失，

导致水质下降甚至黑臭。

通过DPA微生物驯化富氧净水技术，瞬间形成大量富营养微生物

菌团，快速提升水体透光度，提高微生物吸收太阳光能效率；富营养

微生物菌团的缓释作用，可恢复微生物的营养平衡；同时可以使水中

藻类微生物充分进行光合作用，提高含氧量；条件的改善，可使水中

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微生物快速繁殖，高效代谢及转化污染物，借以恢复、推动水生态的

循环演进，恢复生态功能，保证水体自净化能力的稳定、高效和持续

性，保持水质稳定向好。

3、培育和驯化适合原有环境的微生物种群

对于“死亡”状态的水体而言，不代表水体中的有益菌群的灭绝，

投入所谓的“优势菌种”以求改善水体生态本就是一个舍近求远的

举措，“外来的和尚好念经”在水体修复中是不成立的，原因有以下

两点：(1)不适应新的环境和原有菌种的不兼容，即“缺少群众基

础”;(2)在驯化适应的过程中不但要适应环境和原有菌种争夺地

盘，即出现了“攘外必先安内”错误状态，死亡的菌类反而加剧了厌

氧进程。

现实情况是即使在极端腐化的情况下仍然存有数量可观的“革命

火种”,只是缺少合适的壮大条件，那么在通过前期DPA高分子材料

降低微生物负荷的基础下，改善微生物生长壮大的环境便是“星火燎

原”的绝对保障。

大多数生态修复情况下关注了投入什么类型的菌种却忽略了微

生物以什么方式成长，即“筑巢”,好的“巢穴”是有益菌群的根据

地，一个优秀的巢穴能使有益菌群进可攻退可守。进可攻就是巢穴本

身就是一种具有吸附性的滤材，在吸附污染物的同时微生物菌群可以

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集中性的消解；退可守即在发生重大污染时能承受较大冲击，即使外

围微生物菌群死亡，多孔结构的滤材蕴藏着相当多的菌落，只待应急

处理后微生物菌群会重新修复原有的水体稳态结构。

在DPA微生物驯化富氧净水技术中选用了XX地区生产的精炼改

性多孔硅藻土颗粒作为巢穴。就本身矿质而言XX矿区的硅藻土并不

是优质土，后因引进日本高端精炼改性技术，使得嵊产硅藻土的品质

优于吉林地区的硅藻土。

硅藻土作为载体的主要成分是SiO2。例如工业钒催化剂的活性组

分是V205,助催化剂为碱金属硫酸盐，载体为精制硅藻土。SiO2对

活性组分起稳定作用，且随K20或Na20含量增加而加强。催化剂的

活性还与载体的分散度及孔结构有关。硅藻土经过日本高端精炼改性

29

后，使得氧化物杂质含量大幅度降低，SiO2含量大幅度增高，比表

面积和孔容也增大，所以精炼改性多孔硅藻土的载体效果比其他优质

硅藻土好，其比表面积约为3000m2/L以上。

精炼改性多孔硅藻土作为微生物的载体，得益于优异的比表面积

和孔容，在较短的水力停留时间内对污水中的COD、BOD、SS、NH3-N、

TN、TP等均具有较好的去除效果。精炼改性多孔硅藻土上生长有大

量的多菌群活性生物，由于精炼改性多孔硅藻土颗粒的吸附、混凝、

过滤作用和硅藻土上生物膜的生物去除作用，对COD和NH,-N的去除

起积极作用，使得停留时间对COD去除的影响不大。

精炼改性多孔硅藻土优势在于固、液接触面积大，能去除污水中

的大量污染物；而且生物菌群固定在载体上，可耐冲击负荷与毒物负

荷。污染负荷较高时，污泥循环再生生物量较小，不会因生物量的累

积引起系统阻塞。与常规滤材相比，集吸附、混凝、过滤和生化作用

于一体，可以形成一

有机物质光能动九氧气藻类高速繁殖

个完整实用的污水

处理工艺单元，从而

菌类微生物代谢转化作用藻类微生物光合作用

可缩短水力停留时

间，减小生物反应池菌类高速繁殖C02、H20、NH4、P03-4太阳光能

体积，提高处理效

微生物种群繁殖、代谢转化关系示意图

30

率。

在底层微生物种群系统中，菌类吸收光能为动力，以水、无机盐、

有机物(碳源、氮源等)为营养，进行繁殖并代谢转化，分解产生的

二氧化碳、盐类等物质供藻类微生物进行光合作用；光合作用生成的

氧气、有机物又可供细菌微生物生长。并且，DPA富营养微生物菌团

还有效发挥了藻类对水中的氮磷、重金属离子等污染物的强大摄取功

能及细菌对污染物的强效降解能力。

4.3.3、DPA长期应用

DPA技术应用于河道水体，是一个长期的水生态动态平衡调整过

程，主要在于两方面。

一方面，水体因长期的富营养化，水中的氮磷等物质处于饱和状

态，并有很大一部分沉淀、堆积于河底。在我们调整水体微生物循环

的过程中，会产生大量氧气，使溶解氧迅速提升，其中部分氧气会以

肉眼可见的气泡密密麻麻附着在河底或水草之上。而由于河底的底泥

之上沉积的是大量的富营养物质，这部分物质没有粘性，随着大量的

氧气泡附着其上，会不断上浮于水体表面，视觉上为片状、黑色，严

重的会浮满整个河面，阻挡阳光照射水体，阻碍水体微生物循环的良

性运行。遇此状况，只需及时打捞表面漂浮物，确保阳光可直接照射

水体即可。

31

另一方面，当水体中富营养物质下降，水生态循环可正常进行时，

河底堆积的富营养物质会不断融出(高浓度向低浓度),这个过程又

会推动水体中的微生物藻类大量繁殖，严重时形成水华现象。因此，

需在藻类繁殖过快过多，即将形成水华前，及时打捞微生物藻类，重

新调整水体营养物质和微生物循环的平衡。

以上两种情况，需要实时进行监测和使用技术及时进行调整。所

以，原则上，每个河道水体，都会有一支专门的服务队伍进行日常维

护服务。

DPA微生物驯化富氧净水技术，采用原水改善、原位驯化的方法，

省去外来菌种从适应驯化到稳定壮大并自我新老代谢这一过程，同时

借助光能启动微生物生命活动系统，恢复水生态循环演进，水质快速

提升。因其借助自然的力量自我修复，可大大降低复杂治水工程量。

在治水实践中，以阳明街道丰山前河为例，我们做了一年的水质

提升及维护工作。因该河沿岸居民及企业众多，导致氮磷严重超标，

水质黑臭。针对该河特殊情况，我们实施了前期水生态修复，后期高

密度定时水生态维护的方案，每次工作，都可以在24小时内使水质

清澈，消除黑臭，溶解氧提升到5以上，并在随后几天内使水质达到

IV类水以上，第三方检测均合格，为改善当地环境奠定了稳定的基础。

32

4.4、菌种培育技术

XXXX环保科技有限公司公司菌种研发中心接种间，工作人员们身

着白大褂，戴着口罩，在各自的工作台上，认真地利用酒精灯、克氏

瓶等实验设备，培育各类水生态原生菌种菌种。

菌种培育是水生态治理过程中必不可少的一个关键环节。XXXX环

保科技有限公司公司入驻XX后，依托有关科技优势，联合相关的高

校科研院所，组建高水平的技术研发团队，自主研发和培育生产各类

珍稀菌种。

“这个是河床液体菌种，它主要是经过前期母种转化到液体里

面，再把它培养到我们发酵罐里边，之后把液体菌种接到菌棒里，菌

棒培养好之后就可以出合格的菌种。”

在打造水生态原生菌种产业全产业链的过程中，XX市积极引导落

33

户实力企业，结合XX的地理气候环境，着力建设水生态原生菌种研

发、育种基地，并通过试验种植，鳞选向适宜的品种。同时，XX县

还“因菇制宜”,根据不同水生态原生菌种品种的生长习性，采取不

同的种植方式，以多样化的栽培模式促水生态原生菌种种植提质增

效。

随着XXXX环保科技有限公司菌种培育和研发力度的不断加强，

水生态原生菌种种类的不断增多，形成了以e-变形菌纲，α-变形菌

纲和β-变形菌纲为主的10多个系列优势菌种。

34

4.5、沉水植物配置工程

本项目水生态技术系统方案核心是建立以沉水植物为主的健康

水生态系统，提升河道水体的自净能力，保证水质治理目标。

(1)沉水植物配置

表4-4沉水植物材料配置表

序号工程内容特征单位

7

1苦草密度220株/m²,株高：15-20cmI

2金鱼藻密度150株/m²,株高：20-40cmm²

3伊乐藻密度180株/m²,株高：20-40cmm²

2

4范草密度180株/m²,株高：20-40cmⅡ

5轮叶黑藻密度120株/m²,株高：20-40cmm²

(2)沉水植物简介

>苦草

枯草是一种沉水草本，具匍匐茎，叶基生，线形或带形，长20-200

厘米，宽0.5-2厘米，绿色或略带紫红色，无叶柄；叶脉5-9条，萼片

3片，大小不等，成舟形浮于水上，对氮、磷等污染物具有高效的吸

收作用。

35

图4.4.1苦草

>金鱼藻

金鱼藻是多年生沉水草本；茎长40-150厘米，平滑，具分枝。叶

4-12轮生，1-2次二叉状分歧，裂片丝状，或丝状条形，长1.5-2厘

米，宽0.1-0.5毫米，先端带白色软骨质，边缘仅一侧有数细齿。花

小，单性，雌雄同株或异株，群生于淡水池塘、水沟、稳水小河、温

泉流水及水库中。金鱼藻在pH值7.1-9.2的水中均可正常生长，但以

pH值7.6-8.8最为适。

36

图4.4.2金鱼藻

>伊乐藻

伊乐藻是一种优质、速生、高产的沉水植物，与黑藻、苦草同属

水鳖科。伊乐藻适应力极强，只要水上无冰即可栽培，气温在5℃以

上即可生长。能以营养体越冬，当苦草、轮叶黑藻尚未发芽时，该草

已大量生长。

37

图5.8伊乐藻

>范草

范草又名虾藻、虾草，属眼子菜科，为多年生沉水草本植物，具

近圆柱形的根茎。茎稍扁，多分枝，近基部常匍匐地面，于节处生出

疏或稍密的须根。生于池溏、沼泽或沟渠中。

图5.9范草

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>轮叶黑藻

轮叶黑藻属水鳖科黑藻属单子叶多年生沉水植物，茎直立细长，

长50-80厘米，叶带状披针形，4-8片轮生，通常以4-6片为多，长1.5

厘米左右，宽约1.5-2cm。叶缘具小锯齿，叶无柄。广布于池塘、湖

泊和水沟中。

图5.10轮叶黑藻

4.6、水生动物配置设计

水生植物种植完毕，系统进入生态优化调整期后，将按比例投放

鱼、虾、螺、贝等水生动物进行食物链调节，从而真正建立起一个生

意盎然的全生态景观水体，以完善生态链，促进水生态系统的稳定。

每种水生动物的投放比例和数量根据该区域水体生态修复需要进行

39

合理调控。

水生动物包括鱼类(构建食物网)、底栖动物、虾类及滤食性浮

游动物，它们参与水生态系统的物质循环和能量流动过程，能够显著

增强水体的自我净化能力，同时也是构成完整水生态系统必不可少的

部分。

需要注意的是：全生态系统中放养的水生动物种类和数量是有特

定要求的，要以水质净化为目标，而不是观赏或提高鱼产量。锦鲤、

鲤鱼等人们喜爱的观赏鱼类不能随便放养。拟投放的鱼虾螺贝类水生

动物有：环棱螺和萝卜螺，河蚌，青虾，鱼类包括肉食性的鳜鱼、黑

鱼等鱼类。

投放的水生动物简介

(1)底栖动物类

>萝卜螺

本种形态变异较大，幼体时期，体螺层不十分膨胀，螺旋部较高，

因此外形多不呈耳状，在生长过程中比例逐渐变化。壳高达32毫米，

壳宽可达29毫米，有4个螺层，螺旋部极短、尖锐，体螺层膨大，

形成贝壳的绝大部分；壳面呈黄褐色或茶褐色，具有明显的生长纹，

或者具有“锤击”的凹痕。栖息于沼泽、小水洼、池塘、湖泊、水库

到小溪的沿岸带，以及咸水湖、温泉等水域。

40

>环棱螺

环棱螺是田螺科动物，体大型，身体分为头部、足部、内脏囊、

外套膜和贝壳五个部分。壳高可达70毫米以上，小型种壳高亦可达

30毫米。群栖于江河、湖泊、池塘和水田中。以宽大的腹足匍匐于

水草上或爬行于水底。对环境的适应性强，具有耐旱，耐寒，耐氧的

能力。雌雄异体。

>河蚌

河蚌外形呈椭圆形或卵圆形，壳质薄，易碎，有纹理。壳面光滑，

具同心圆的生长线或从壳顶到腹缘的绿色放射线，背部有后翼，壳顶

隆起。河蚌可生长在淡水区亦可生长在咸水区，以滤食藻类和微生物

为生。多栖息于淤泥底、水流缓慢和静水的水域，分布于江河、湖泊、

水库和池塘内。雌雄异体。

(2)鱼类

黑鱼生性凶猛，繁殖力强，胃口奇大，中地区为5—7月，以6

月较为集中。繁殖水温为18℃~30℃,最适水温为20℃~25℃。黑鱼

有极强的生命力和对环境的适应能力，无论是湖泊、水库、河川、溪

沟、塘堰还是水田、渠道，甚至连一般鱼类难以生存的沼泽、积水潭、

洼幽等都能生长、繁衍。

(3)虾类

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青虾学名为沼虾，主要分布于中国和日本淡水水域中，具有繁殖

力高，适应性强，食性广。青虾是经济价值很高的淡水虾类之一，它

生长快，个体大，繁殖快，生命力强，广泛分布于我国淡水湖泊中。

青虾是杂食性动物，生物。幼虾阶段以浮游生物为食，自然水域中的

成虾主要食料是各种底栖小型无脊椎动物、水生动物的尸体、固着藻

类、多种丝状藻类、有机碎屑、植物碎片等。其最适生长水温为

18~30℃,当水温下降到4℃时进入越冬期，当水温升到10℃以上时

活力加强，摄食逐步加强，营底栖生活，喜欢栖息在水草丛生的缓流

处。栖息水深从1~2米到6~7米不等。夏秋季青虾在岸边浅水处寻食

和繁殖，冬季则移到较深的水区越冬，很少摄食和活动。

好类鱼类

净化

筑类水质螺类

姓类学游动物[

图4.5.1水生动物系统

42

表4-5水生动物配置表

序号名称数量单位特征

1萝卜螺50kg300只/1kg

底栖

2环棱螺50kg300只/1kg

动物

3河蚌50kg80～120g/个；

4鱼类黑鱼30kg150～200g/尾

5虾类青虾20kg2cm/只

4.7、全生态系统平衡调节

在生态系统初期，某一物种会因为环境的适宜性而大量繁殖，使

单个物种生长占优势，从而抑制其他物种的竞争力，使得其他物种数

量减少甚至缺失，从而导致生态系统维持平衡的能力减弱。因此在生

态系统初步构建完成后，需通过全生态系统平衡调节方式以确保生态

系统稳定。

43

4.8、施工过程对河流开放性及当前水质提升管理工作的影响性分析

水，作为人类所需的一种资源，是社会持续发展的重要支柱之一。

河水的水质对水产养殖、工农业供水、生活饮用水、观光旅游的开发

利用具有十分重要的意义。但由于