CN101519264A

CN101519264A - 城市黑臭河涌生态治理及综合利用方法

Info

Publication number: CN101519264A
Application number: CN200910061453A
Authority: CN
Inventors: 金哲
Original assignee: HONGHU CHANGJIANG AQUATIC PRODUCTS CO Ltd
Current assignee: HONGHU CHANGJIANG AQUATIC PRODUCTS CO Ltd
Priority date: 2009-04-08
Filing date: 2009-04-08
Publication date: 2009-09-02

Abstract

本发明涉及一种城市黑臭河涌生态治理及综合利用方法，属城市污水环境治理技术领域。本发明采用河道污水曝气增氧，水生植物种植，水产鱼类养殖及水生植物的利用等系列的生态治理及综合利用，在河水中建立起一个完整而复杂的食物链，使河水污染物发生迁移、转化和能量的逐级传递，使有机污染物得到降解和转化，不仅除去污染物，净化水质，还能使城市黑臭河涌河道的水面得到根本治理，美化城市环境，还能发挥巨大的经济效益。且投资省，运行费用低，可节省大量的设备折旧费和污泥处理费，变废为宝，以水生作物、水产的形式作为资源回收，使污水处理与利用结合起来，实现了污水处理资源化。适用于各个城市黑臭河涌的治理。

Description

城市黑臭河涌生态治理及综合利用方法

技术领域：

本发明涉及一种城市黑臭河涌生态治理及综合利用方法，属城市污水环境治理技术领域。

背景技术：

一、我国水资源和水环境现状：

我国是水资源大国，我国水资源总储量为28000亿立方米，居世界第六；但同时也是水资源相对匮乏的国家，人均水资源拥有量仅为2400m³左右，年人均供水量为430m³，为世界人均占有量的1/4，居世界第110位，是世界13个水资源贫乏的国家之一。此外，我国的水资源还存在时空分布上极不均匀问题，长江以北的国土面积占全国总面积的65％，人口占全国人口的40％，而水资源仅占总量的19.1％。水资源的匮乏将成为中国可持续发展的瓶颈。到2030年，中国的人口预计达到16亿，届时人均水资源量将降低到1760m³，接近国际承认的1700m3的“用水紧张”标准。

自20世纪80年代以来，随着人口的增长、工业的迅猛发展及城市化进程的加快，导致使水体污染的问题日趋严重，我国水资源短缺的问题也日益加剧。据报道，2002年，全国工业和城镇废水排放总量为439.5×108m³，其中未经处理直接排放水量为300×108m³。目前，我国的城市污水处理率仅为30％左右，但污水的二级处理率仅为10％左右，并由此直接导致全国各类水体82％以上的河段受到污染，其中七大水系劣V类水质占40.9％。

全国668个设市城市中，有约400个城市缺水，3000万居民深受缺水之苦，正常年份的总缺水量达50×108m³，预计2030年缺水量将达(400～500)×108m³。目前，我国每年因缺水和水污染而造成的经济损失超过1000亿元。

二、我国城市污水处理现状及面临的问题：

近年来，我国城市污水处理能力提高很快，据初步估算，近3年我国城市污水处理厂规模的增长相当于建国50多年的建设总量，但是城市污水处理能力与实际需求仍相差很大。目前还有相当一批城市没有污水处理厂。同时，在污水处理设施的建设和运行方面还存在一些问题。

一是污水处理设施和管网收集系统建设任务沉重，所需资金量巨大。

随着我国城市化进程的加快，中小城市(镇)的发展十分迅速，全国19200多个建制镇绝大多数都没有污水处理设施。目前，中小城市(镇)的污水排放量约占全国污水排放总量的一半以上，随着未来50年小城镇建设的快速发展，生活污水和工业废水的排放量将会数倍、甚至十几倍的增加，势必加剧水环境的恶化。

二是污水处理厂运行费用高，污水处理厂低负荷生产甚至不生产成普遍现象，没有发挥应有作用

三是污水管网收集系统建设滞后，跟不上污染面的扩展。

四是污水处理厂挤占耕地，占地面积巨大。

根据污水处理工艺和规模大小的不同，污水处理厂建设用地一般为1-2平方米/吨。考虑到我国现有的庞大的污水数字和快速的污水增长率，污水处理厂的建设用地已经并将继续成为我国土地资源沉重压力。

发明内容：

本发明的目的在于，提供一种投资省，运行费用低，管理简单、运行稳定、维修方便，占地省的城市黑臭河涌生态治理及综合利用方法

本发明是通过如下技术方案来实现上述目的的：

一种城市黑臭河涌生态治理及综合利用方法，其特征在于：它由以下步骤构成：

第一步：在城市黑臭河涌河道的水面上放置增氧机，给河水曝气增氧，每台增氧机根据河水污染程度按每千瓦控制水面667平米—1000平米；增氧机类型根据运行水深的不同分为叶轮式或水车式配置，1米左右的浅水配置水车式增氧机，2米以上的深水配置叶轮式增氧机；为防止水生植物和水面漂浮垃圾干扰增氧机的运行，增氧机要放置在浮动式围网中。

第二步：在增氧机围网外设置水生植物圈养围栏，水生植物品种以水葫芦为主，设定养殖面积为水面的40％-60％；其他水生植物品种为美人蕉、石菖蒲、金鱼藻、睡莲，按1∶3∶2∶4的比例设置。

第三步：增氧机运行后，等待水质好转，当河水溶氧量达到3.5mg/L以上，按5～8尾/m³投放鱼类；鱼类为罗非鱼，鲫鱼，花白鲢，草鱼，按3∶3∶2∶2的比例投放。

第四步：运行治理过程中，视水生植物生长情况，每天捞取1/8—1/10作为喂养鹅、牛、猪的饲料，以产生一定的经济效益。

本实用新型与现有技术相比的有益效果在于：

本发明采用河道污水曝气增氧，水生植物圈养，水产鱼类养殖及水生植物的利用等系列的生态治理及综合利用，不仅使城市黑臭河涌河道的水面得到治理，美化城市环境，还能使其发挥巨大的经济效益。该治理过程还具有以下特点：

1、投资省：

本发明将城镇生活污水在河道中就地处理，不需要另投巨资建设截污管道和污水处理厂。目前仅污水处理厂一项，其建设费用就高达1000-1500元/吨，污水收集管网工程投资更大，通常至少是污水处理厂建设投入的2倍以上，这是任何一个城市都难以接受的沉重负担。本发明治理建设费用仅为100～120元/吨，经济可行性很高。

2、运行费用低。

A.目前我国在建或已建的污水处理厂有80％使用活性污泥处理法，其能耗如下表：

我国典型二级城市污水处理厂电耗

单元过程	耗电量(kWh/m³)	所占比例(100％)
单元过程	耗电量(kWh/m³)	所占比例(100％)	进水泵	0.06	22.6
格栅、沉砂池、沉淀池、浓缩池	0.0064	2.4	进水泵	0.06	22.6
格栅、沉砂池、沉淀池、浓缩池	0.0064	2.4	回流污泥泵	0.02	7.5
曝气池供氧设备	0.145	54.5	回流污泥泵	0.02	7.5
曝气池供氧设备	0.145	54.5	污泥处理	0.028	10.5
化验、办公等附属设备	0.007	2.6	污泥处理	0.028	10.5

本发明在河水曝气增氧部分虽然也是采用活性污泥处理法处理污水，但由于是在河道中就地处理，省去了进水泵，格栅、沉砂池、沉淀池、浓缩池，回流污泥泵，污泥处理等功耗，其功耗仅为污水处理厂的57.1％，具有巨大的节能减排意义。

3、本发明投资节约巨大，可以节省大量的设备折旧费和污泥处理费。

4、本发明变废为宝，在河道增氧喂鱼，种草养猪养鹅等，能产生一定的经济效益。

5、净化大气。

本发明养殖的水生植物在转化水中污染物---营养盐类为可用有机物的同时，还能通过光合作用吸收大气中的二氧化碳，二氧化硫等，同时释放出氧气，具有净化大气作用。

具体实施方式：

该城市黑臭河涌生态治理及综合利用方法采用河道污水曝气增氧，水生植物种植，水产鱼类养殖及水生植物的利用等系列的生态治理及综合利用，能使城市黑臭河涌河道的水面得到根本上的治理，美化城市环境，还能使其发挥巨大的经济效益。下面对本发明的治理过程作进一步的描述如下：

第一步：在城市黑臭河涌河道的水面上放置增氧机，给河水曝气增氧，增氧机按每千瓦控制水面667m²配置；增氧机类型根据运行水深的不同分为叶轮式或水车式配置，水深2米以上使用叶轮式增氧机，水深1米左右使用水车式增氧机，增氧机功率为1.5KW/台较为合适。

由于城市河道不可避免有漂浮垃圾及水生漂浮植物，为防止其干扰增氧机工作，增氧机将放置在浮动式围栏中间。围栏制作方法如下：

1.用4米一根的园杉木共4根做一个方框，在方框的4个角用3cm×25cm×60cm的杉木板钉斜角加固。木板下放一个25L的塑料油壶，

2.杉木条下挂0.25—0.5目的聚乙烯渔网，渔网高90厘米。

3.用20目—30目的渔网制作一个直径5-6公分，长16米的网袋，内装3公分左右碎石。碎石袋缀在0.25—0.5目的聚乙烯渔网下面。围栏制作完成。

4.将围栏抬入水中，4个角各插一根竹竿到河底固定。调节塑料油壶装水量，使杉木条浮出水面20厘米左右，杉木条下渔网即可阻拦漂浮物干扰增氧机运行。

每台增氧机根据河水污染程度控制水面667平米--1000平米。

第二步：在增氧机围网外设置水生植物圈养围栏，圈养围栏用竹竿设置成20×20米的方形围栏，围栏内养殖的水生植物品种以水葫芦，水花生，浮萍等为主，设定养殖面积为水面的40％-60％。其他水生植物品种为美人蕉、石菖蒲、金鱼藻、睡莲，按1∶3∶2∶4的比例设置。

水生植物圈养的意义在于：

1.圈养可防止水生植物四处飘散，造成分布的不均匀，既不利于污染物的均匀吸收，又会造成水生植物集中区的水体缺氧。

2.圈养可控制水生植物的生长速度。水葫芦繁殖能力惊人，如无序放养极难控制，圈养后密度大，繁殖能力被抑制，密度小，繁殖就迅速。这样就实现了为我所用。

第三步：增氧机运行后，河水中溶氧量增加，即可投放适量水处理菌种到水体中，将原来荒漠化水域中以水土界面为主的好氧-厌氧，硝化-反硝化条件扩大到水面和水体并加强细菌浓度。在太阳能的推动下，有机物将矿化分解，氮素气化，磷盐沉降和固定在水底，从而增加系统净化能力。

另外水葫芦，水花生，浮萍等水生植物不仅有植物直接吸收营养盐的作用，而且还有与其共生的细菌的作用。可以很快增加水的透明度，改善水质。

等到水色发生变化，水质好转，水体透明度增加到30CM以上，河水溶氧量达到3.5mg/L后，即可往河水中投放鱼类。品种可选择喜肥水，耐低氧，抗病能力强的罗非鱼，鲫鱼和花白鲢，草鱼等，按5～8尾/m³投放，罗非鱼，鲫鱼，花白鲢，草鱼投放比例：3∶3∶2∶2

由于此时水中已产生大量的昆虫、浮游植物、浮游动物、附生的藻类、有机碎屑等等，这些都可以作为鱼类饲料，因而不再需要另外投食喂鱼。

第四步：水葫芦，水花生，浮萍等水生植物在此环境中产量极高，水葫芦的年产量可达60吨/亩。除鱼类食用外，还可以视水生植物生长情况，每天捞取1/8—1/10作为喂养鹅、牛、猪的饲料，综合利用产生经济效益。

至此，河水中建立起了一个完整而复杂的食物链，河水污染物发生迁移、转化和能量的逐级传递，使有机污染物得到降解和转化，最后不仅除去了污染物，净化了水质，而且还以水生作物、水产的形式作为资源回收，使污水处理与利用结合起来，实现了污水处理资源化。

Claims

1、一种城市黑臭河涌生态治理及综合利用方法，其特征在于：它由以下步骤构成：

第一步：在城市黑臭河涌河道的水面上放置增氧机，给河水曝气增氧，每台增氧机根据河水污染程度按每千瓦控制水面667平米--1000平米；增氧机类型根据运行水深的不同分为叶轮式或水车式配置，1米左右的浅水配置水车式增氧机，2米以上的深水配置叶轮式增氧机；为防止水生植物和水面漂浮垃圾干扰增氧机的运行，增氧机要放置在浮动式围栏中；

围栏制作方法如下：

(1)、用4米一根的园杉木共4根做一个方框，在方框的4个角用3cm×25cm×60cm的杉木板钉斜角加固，木板下放一个25L的塑料油壶；

(2)、杉木条下挂0.25—0.5目的聚乙烯渔网，渔网高90厘米；

(3)、用20目—30目的渔网制作一个直径5-6公分，长16米的网袋，内装3公分左右碎石，碎石袋缀在0.25—0.5目的聚乙烯渔网下面，围栏制作完成；

(4)、将围栏抬入水中，4个角各插一根竹竿到河底固定，调节塑料油壶装水量，使杉木条浮出水面20厘米左右，杉木条下渔网即可阻拦漂浮物干扰增氧机运行；

第二步：在增氧机围网外设置水生植物圈养围栏，水生植物品种以水葫芦为主，设定养殖面积为水面的40％-60％；其他水生植物品种为美人蕉、石菖蒲、金鱼藻、睡莲，按1∶3∶2∶4的比例设置；

第三步：增氧机运行后，等待水质好转，当河水溶氧量达到3.5mg/L以上，按5～8尾/m³投放鱼类；鱼类为罗非鱼，鲫鱼，花白鲢，草鱼，投放比例为3∶3∶2∶2；

第四步：运行治理过程中，视水生植物生长情况，每天捞取1/8—1/10作为鹅、牛、猪的饲料，综合利用产生经济效益。