清泉河(冠县)河道水环境整治工程技术方案

一 清泉河概况
       冠县地处冀鲁豫三省交界处,是山东的西大门,属于聊城市。清泉河位于山东冠县,其上游连接漳卫河,下游流入马颊河。清泉河上下游为规则河流,但流经冠县县城段呈湖态,长度为3066 m,水域面积324248 m2,蓄水量970000 m3,最宽处280m,最窄处30m。如下图所示。

 

 

       智者乐山,仁者乐水,江河湖泊一向是居民百姓休闲散步的好去处。清泉河做为流经冠县县城的唯一河流,因此是居民娱乐的主要场所。河边垂柳依依,绿荫环绕,风景优美。因此,清泉河的治理应当成为全县工作的重要环节。只有通过对清泉河进行规划建设,坚持不懈的进行环境综合治理,才能改善清泉河的水质,将其沿岸建设成为独具特色的风景长廊、生态长廊、文化长廊和休闲长廊,增强城市自豪感、提升居民幸福指数。带动房地产、观光旅游、休闲娱乐等相关产业的快速发展,成为推动县域经济发展的产业隆起带和增长极。
       清泉河治理工程已经经历了两期,在治理过程中,该县采取以河道治理优化生活环境,以环境改造带动两侧开发的思路,首先取缔了两岸一批污染严重的土小企业,对部分企业实施了技术改造使之达标排放。投资2730万元,建设了污水处理厂二期,由日处理能力2万吨提升到4万吨;投资3860万元,并完善了城区配套污水管网,实现了雨污分流,企业生产废水和居民生活污水全部通过管道进入污水处理厂,解决了明沟排污问题。2010年,投资1.5亿元实施了清泉河改造一期工程,将清泉河城区段所具有的水生态、水景观、污水处理、中水回用、文化旅游、园林绿化等各种功能有机结合,使之形成滨河景观走廊、水库与公园、文化长廊、市民广场、生态湿地公园、森林公园、北岸长堤等10大功能区的布局系统。通过中水润城、引水进城,形成水、绿、景相融的水系格局,搭起冠县景观生态水系框架。
       清泉河是冠县生态水系的重要组成部分,经过近年来的治理和改造建设,现在的清泉河呈现出了水清岸绿、鸟语花香的自然生态景观效果。为进一步改善人居环境、提升地块价值,打造碧水穿城、生态宜居的新县城,冠县在清泉河一期、二期改造基础上,于2014年开始实施开展清泉河综合改造三期工程。
       清泉河改造三期工程主要包括清泉河(体育场路——西环路西水闸、东环路——东环路东水闸)和幸福渠(西环路水闸至清泉河)的工程建设,全长4100米,规划用地面积约1336.7亩,重点进行房屋征收、河道清淤、驳岸整理、绿化亮化、广场铺装、景观桥梁建设、景观小品雕塑安装以及功能性用房、经营性用房的建设,概算总投资4.67亿元。三期工程注重彰显我县文化底蕴及地域特点,充分挖掘、梳理冠县的历史、人文,将冠县的远古文化、红色文化、绿色与创新文化再现于清泉河畔。同时,以水为依托,建设优美怡人的生态滨水景观带,为群众带来多样的活动空间。该工程可为全县增加绿化面积58.5万平方米,水面面积30万平方米,真正打造一条生态河、人文河、景观河。目前,清泉河三期规划设计方案已基本设计完毕,完成了对改造区域的房屋调查摸底,适时将全面展开改造建设工作。
       该项工程改造结束后,将彻底改变清泉河改造前污染严重、环境恶劣的状况,有效改善城区沿河两岸居住环境,增加城市灵气,显著提升城市品位,并将带动沿河两侧土地开发建设,增加城市发展空间,为全县经济发展搭建一个良好的平台。
       本项目将着重解决清泉河(含三干渠)水质改善问题开始,通过对河水的针对性治理,达到清泉河水质提升的效果,为清泉河三期工程奠定良好的水质条件。


二 清泉河的污染源
       清泉河做为流动水体,污染物主要从上游水段、地表径流、市政管网等排入。由于县城段的清泉河河道变宽呈湖状,河道变宽将致使水流变慢,必然导致污染物在县城段的堆积,由于这些自然和人为的原因,其污染问题主要是悬浮物造成水体浑浊,透明度低和氮磷造成富营养化,湖水浑浊或“富营养化”等问题若不解决,将逐步沉积于底泥,并持续劣化。在温度较高的夏季更容易爆发绿藻危机。

  • 由于清泉河县城段地处相对低洼地带,又是一个开放的水环境,造成雨季周边地表土壤中的有机污染物随雨水流入 ,特别是清泉河周边园林,一遇雨天,大量的绿化有机物伴随雨水直接大量涌入雨山湖,遇上高温天气,这股污染源流入湖体后致使水质迅速恶化,产生大量藻类,严重时整个湖体就像穿了绿衣。
  • 由于县城段河面较大,停留时间长,往年的污染物大部分沉积于河底,当暴雨来临时,会致使河道底泥翻滚,污染物重新释放在水中,导致河道重新污染。
  • 三干渠在进过多年的纳管截流之后,水质已明显改善,6月份三干渠边庄桥监测断面:COD为 34 mg/L、氨氮为1.06 mg/L;张保管监测断面:COD为 30 mg/L、氨氮为1.1 mg/L,属于地表水质量标准中的Ⅴ类水体。


三 污染源对清泉河的危害
       悬浮物的过高造成河水浑浊,悬浮物主要来源于雨水冲刷物(泥土和动植物腐殖质等)和 生活排放废水中的悬浮物。水体受悬浮物污染后,产生的危害主要有:浊度增加,透光度减弱,形成色度,引起人们感观不悦; 由于微生物对有机悬浮固体的代谢作用,加大水体中的溶解氧消耗;悬浮物中的可沉固体,沉积于河底,造成底泥积累与腐化,使水体水质恶化;悬浮物可作为载体吸附其他溶解的污染物质和病菌微生物,随水体迁移污染。
       “富营养化”问题主要由于氮、磷等植物营养物质过量,从而造成有根植物和浮游生物大量繁殖,并使水体呈现兰色或褐色。水体中的营养物质主要包括自然来源和人为来源两个方面。自然来源主要是指土壤的侵蚀和淋溶而接纳的N、P类物质。人为来源往往是景观水体富营养化的主要原因。蓝藻爆发的主要原因是湖泊富营养化。所谓湖泊富营养化,是指在自然因素和(或)人类活动影响下,因氮磷等营养物质含量过多,造成水体生产力从低营养状态向高营养状态过度的一种现象或趋势。蓝藻是植物,生长主要需要的是作为营养盐的氮、磷、钾。钾的需求量很低,可以忽略不计。这样其关键因素是氮和磷。
 


四 清泉河水质治理方案
       同济大学及上海万狮环保科技有限公司拥有良好的科研实力,针对黑臭水体的污染源、水体特性及治理难点展开系列研究,拥有丰富的研究经验。
       针对清泉河水质的污染状况,造成其水体恶化的两大根源为悬浮物和藻类,相应控制指标为SS、TN、TP和COD。因此,可以采用化学混凝法去除TP,控制藻类生长繁殖,因为TP是富营养化发生和藻类繁殖的必要营养物质之一,同时可以降低水中的悬浮物和COD。另外,采用生物法可以有效去除TN,它也是导致水体富营养化的一个重要因素,并且可长时间抑制藻类生长,所以通过上述两种方法结合,从根本上限制了导致富营养化发生的氮磷水平。尤其是公司的微生物活化系统,改变了传统水体净化采用旁通水处理工艺,通过激活水体本土微生物,提高微生物的有效生物量和功能性,充分发挥微生物大量繁殖过程中对水体中污染物质(C、N、P)产生的强大的分解能力,提高微生物的有效生物量和功能性,重组、完善和优化水体微生物生态系统,促使水体生态系统恢复自净能力,达到水体生态修复目的。
       化学混凝技术是通过公司自主研发的高效混凝剂,去除水体中的COD、悬浮物、TP等污染物。该技术具有投资少,处理效果好,修复周期短的特点。微生物技术净化污水是利用培育和接种微生物的生命活动,对水中污染物进行转化及降解作用,从而达到水体净化的目的。该技术具有处理效果好、脱氮除磷效果显著、工程造价较低、运行成本低廉等特点。

 

 

整套净化修复机制为:

  1. 一步原位凝聚法快速降低河道水体的污染物,减少COD、TP含量;
  2. 微生物促进法改变传统水处理工艺,活化本土微生物,使水体中的微生物数量呈几何级数增值;
  3. 突破传统封闭单元处理观念,释放微生物生长空间;
  4. 强化微生物中心枢纽作用,通过构建并延长食物链,调节水体中有机物、 N、P平衡;
  5. 增强水体复氧能力增强,促进水下原生态系统的恢复;通过水体生态系统的重建、完善和优化,恢复水体自净能力;
  6. 通过每年的少量维护,解决河道污染的反复无常,使其自净能力长效保持。

       综上所述,具体的修复技术路线图如下:

 

 

      通过分析,可以知采用本方案高效复合混凝与微生物活化系统即可达到目标。除藻率可达90%-95%以上,明显改善清泉河水质,控制富营养化,一个月即可将水质主要指标从劣Ⅴ类提升至Ⅲ类采用高效复合菌种处理清泉河水,对富营养化河水中污染物有明显的净化作用,可有效降低河水中的叶绿素和浊度,提高水体溶解氧,减少臭味,强化水体自净能力,改善水质。与其他修复方法相比,该法易于操作,没有固定设备,不会破坏现有景观环境,不产生二次污染,可发挥长效作用。投菌法既可进行末端治理,又可维护生态平衡,是清泉河污染的长效解决方案。

五 治理费用分析
       整体治理费用表如下表所示,第一年的费用为200万元。

序号

工程或费用名称

单价

数量

估算价格(万元)

1

设备

 

 

35

1.1

药剂喷洒设备

5万元/台

1台

5

1.2

工程船

30万元/艘

1艘

30

2

药剂

 

 

136

2.1

絮凝剂

0.4万元/吨

65吨

26

2.2

微生物促进剂

2万元/吨

55吨

110

3

劳务

 

 

38

3.1

工人

3.5万元/年

4人

14

3.2

工程师

12万元/年

2人

24

4

监测

 

 

10

4.1

水质监测

5万元/年

1年

5

4.2

微生物监测

5万元/年

1年

5

5

其他费用

 

 

30

汇总

 

 

 

249

 

      在第一年之后,为了保持水质稳定,以后每年也需要60万元的维护费用。

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