昆明东大沟水质改善工程设计方案
美瑞达安（广州）环保产品有限公司
2007年9月编制
目录
第一章总论 (1)
一、项目基本概况 (1)
二、项目目前的水质分析 (1)
三、项目工程设计目标 (2)
第二章阿科蔓水生态技术简介 (3)
一、来自美国的专利技术 (3)
二、阿科蔓高效水生态处理技术屡获殊荣 (3)
三、阿科蔓对各种污染物的高效去除原理 (4)
第三章项目工程设计说明 (5)
一、项目工程设计原则 (5)
二、项目工程设计依据 (6)
三、项目工程治理方案 (6)
（一）工艺流程图 (6)
（二）工艺流程说明 (7)
（三）工艺参数说明 (8)
第四章工程投资概算 (10)
第五章运营费用概算 (11)
第六章维护管理 (11)
第一章总论
一、项目基本概况
东大沟流经昆明市区，是昆明市的主要纳污河涌，河涌中污水未经处理直接排入下游的滇池，是造成滇池污染的主要污染源之一。河涌中补水主要来自上游污水处理厂出水，以及河涌沿线部分未经处理的污水，目前河涌已呈黑臭状态，对周边环境、景观等的破坏非常严重，亟需治理。
东大沟入湖口处是昆明市海埂公园，周边分布有昆明市民族村旅游渡假区，以及昆明市滇池湖畔高尔夫球会球场，属于旅游、休闲区的交汇地带，因地段的区位优势明显，沿河涌两岸土地都已开发完毕，基本无空置用地。
因此，东大沟的治理采取同位治理，即在河中治河的措施，是最佳的选择。二、项目目前的水质分析
根据昆明市环境监测中心监测结果报告表，东大沟目前的水质情况如下：
表1 东大沟水质情况表（除PH值外，其它单位：mg/L）项目pH COD Cr BOD5NH3-N TP TN DO 污染物浓度7.57 376 143.5 23.34 2.35 30.67 0.0
由上表可发现，BOD5 /COD=0.38>0.3，河水属于可生化污水。
三、项目工程设计目标
结合目前治理河段的现状，根据河涌补水水质、水量和周边环境状况等实际因素，治理后达到以下目标：
1、示范段水质治理目标
经过阿科蔓水生态技术的治理后，污水中的主要污染物去除率达到40％～60％，出水断面各项水质指标如下表所示：
表2 东大沟水质治理目标表（除PH值外，其它单位：mg/L）项目pH COD Cr BOD5NH3-N TP TN 污染物浓度6~9 150~225 57~86 9~14 0.9~1.4 12.3~18.4
2、环境卫生整治和系统水生态建设
通过阿科蔓水生态技术治理河涌，水体生态得到修复，水体水质得到改善，为水生动物提供良好的栖息场所，增加区域内生物的多样性。同时，改变河道周边臭气熏天、蚊蝇孳生的状况。
第二章阿科蔓水生态技术简介
一、来自美国的专利技术
阿科蔓（AquaMats?）生态基是一种应用于生态性水处理的高科技材料，由美国梅瑞地安水生科技公司（Meridian Aquatic Technology.LLC）首席科学家Roderick J. McNeil博士发明，并于1995年推广应用于世界各地的水生态环境修复和水污染防治领域。目前已经研发出成熟的第16代产品，是目前世界领先的自然生态性处理技术产品。
2001年，阿科蔓生态基技术引入到中国，并针对中国的国情，发展成多种适合中国国情的综合应用模式。至今，阿科蔓技术已经成功应用于湖泊、水库、湿地、人工景观水体、饮用水源的前处理及长期维护；城市河涌污水治理、城市污水深度处理与利用、城镇小区生活污水处理与资源利用、景观一体化建设；农村污水治理、环境卫生整治、生态环境一体化建设、城镇区域性污水处理及高效生态系统建设、高浓度废水生态处理和高效生态健康的水产养殖等领域。
二、阿科蔓高效水生态处理技术屡获殊荣
阿科蔓技术已在全球八十多个国家和地区推广和应用；
阿科蔓技术获得美国联邦政府推荐全国使用；
阿科蔓生态基获得了多个发明专利，是世界专利产品；
获得美国“第32届年度杰出工程奖”，此奖项是美国首个生态水处理应用技术的奖励；
阿科蔓生态基获得第九届中国北京国家科学产业博览会优秀环保技术产品金奖； 浙江安吉县高家塘生态村建设项目成为全国生态环境模范学习基地；被评为国家重点环境保护实用技术示范工程；
武汉塔子湖水体修复治理及长期维护工程被评为国家重点环境保护实用技术示范工程；
填补国内微污染治理领域的技术空白；
被正式列入中国国家康居示范工程选用部品和产品行列。
三、阿科蔓对各种污染物的高效去除原理
1、对BOD5的去除原理
阿科蔓生态基具有巨大的活性生物接触表面，大量的微生物附着在生态基表面。污水和生态基表面生物膜的接触过程中，通过对有机营养物的吸附、生物氧化等环节，对水体中的溶解性有机物进行降解。有机物一部分被微生物分解和转化，最终形成各种代谢产物（CO2、H2O、矿化物等），同时为微生物的生长和代谢提供能量；另一部分被微生物同化，形成新的微生物组分。生物膜及矿化物在阿科蔓表面不断积累和脱落，为水底微生物、水生植物对水体的进一步生物净化提供条件，最终高效去除水体中的BOD5。
2、对氮的去除原理
阿科蔓产品具有高比表面积的三维结构，其中包括大量的纤维和疏松的孔隙，超级编织技术在表层形成的微A/O环境，从而为硝化、反硝化作用的细菌群落繁殖以及藻类生长创造适宜的条件，这种特征是非常重要的。氮在自然界以各种形态进行着循环转换，阿科蔓上生长的藻类能利用水中多种无机氮，在光合过程以及随后的同化过程中，逐步形成各种含氮有机物，有机氮如蛋白质经水解为氨基酸。在微生物作用下分解为氨氮，氨氮在硝化细菌作用下转化为亚硝酸氮(NO-2)和硝酸盐氮(NO-3)。另外，NO-2和NO-3在厌氧条件下在脱氮菌作用下转化为氮气逸到大气中；一部分被藻类吸收，而藻类又会被底栖动物及鱼类食用，从而达到高效的去除总氮的目的。
3、对磷的去除原理
在阿科蔓水生态系统中，水体中磷可通过两条途径去除。一方面磷被细菌、藻类和水生植物吸收，细菌和藻类又被底栖动物或鱼类所摄食，最后鱼类的捕捞将磷从水中去除；另一方面，阿科蔓生态基上的微生物（如高效聚磷菌）过量摄取水体中的磷并将其同化为自身结构或转化为稳定的矿化组织，随着生物膜的剥落沉积在底泥中，通过底泥的清除把磷彻底从水中去除。
第三章项目工程设计说明
一、项目工程设计原则
阿科蔓生态技术是一种简单、生态、有效的、可持续发展的环保技术，它将回归自然的技术应用到城市河涌治理系统中，将生态、高效、低投资营运、实施管理简单灵活、景观一体化建设等特征完美地融入市政水利建设当中。
阿科蔓水生态技术在城市河涌治理方面的设计原则：
1、因地制宜、就地处理、处理系统灵活多样
采用阿科蔓生态技术治理城市河涌，可充分利用河涌现有的自然条件，因地制宜、就地处理，实现“零占地” ，提高了土地的综合利用率。处理系统灵活多样，不仅适宜于集中处理，同时也适宜于零星、分散的单个处理系统。
2、治理目标兼容了环境卫生的整治和系统水生态建设
通过阿科蔓水生态技术治理河涌，水体生态得到修复，水体水质得到改善，为水生动物提供良好的栖息场所，增加区域内生物的多样性。同时，改变河道周边臭气熏天、蚊蝇孳生的状况，美化城市环境，调节区域微气候，营造宜人的滨水空间，形成整洁优美的城市水系环境。
3、处理系统功能多样化
阿科蔓河涌治理系统能够与城市生态景观设计有机结合，建设一个既有污水处理功能，又能让市民休闲娱乐的水上生态公园；同时通过对城市污水进行高效水生态治理，还可为周边地区提供市政用水，实现水资源的循环利用；在系统建设过程中，有针对性地发展保护区内的生物多样性，将其建设成为自然、和谐、高效的生态圈，结合生态农业建立环保教育及科研试验基地，为区域的人文建设提供良好的自然生态环境基础，实现处理系统的功能多样化。
4、大量减少管网建设、投资运营费用低
应用阿科蔓生态处理技术对城市河涌综合整治、城市生活污水处理一体化建设进行规划，可大量减少管网建设，河涌与城市污水处理系统整体建设成本大幅度降低。采用高效节能的治理工艺，使污水处理系统的观赏性、功能性、技术可靠性和运行经
济性得到最佳统一，实现“低投资、低运行维护费用、低技术管理要求”的目标。
5、实施简单、见效快、管理技术要求低、系统的可控性强
由于系统不需要复杂的管网建设，因而整个工程实施简单，建设周期短，见效快，管理技术要求低，一般劳动力经过简单的培训即可满足系统的管理和维护要求。
此外，因降雨、污染事故等因素造成的水量水质的不确定，阿科蔓系统可根据实际情况，利用调控生物量的方法，可以随时调控阿科蔓用量、配套设备的使用以及处理出水标准、投资运营费用等，处理系统的灵活性强，升级扩容简单方便。
二、项目工程设计依据
1、项目相关方提供的数据、图纸等原始设计资料；
2、《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）；
3、《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）；
4、基于雨水冲刷及地面径流带来的污染物，河涌的纳污情况等，确定项目水量、水质的不稳定参数。可通过阿科蔓系统灵活的调控性进行调控；
5、广州阿科蔓公司及美国梅瑞地安水生科技公司在中、轻度污染水质治理领域的经验参数。
三、项目工程治理方案
根据我司工程技术人员现场调查的情况，本工程治理段沿河两岸已无空闲用地这一基本情况，本设计方案采用阿科蔓自然化系统的模式，即“同位治理”的模式设计本方案。
（一）工艺流程图
（二）工艺流程说明
1、原水
在治理河涌河段的进水端设置绳网过滤系统，通过绳网的过滤作用，清除表面漂浮物，防止缠绕阿科蔓生态基或射流曝气机造成堵塞。
2、阿科蔓生物处理段
阿科蔓高效泛氧化塘型设计，内置SDF型阿科蔓生态基，与水流垂直方向布设。因该段水流中污染物浓度高，溶解氧严重缺乏，设计采用增强曝气的方式增加该段水中溶解氧。选用射流曝气机曝气，该射流曝气机较一般的射流曝气机充氧能力强，体积小，基本无噪音，可直接固定在河岸，且安装隐蔽，因而很适合在河涌使用。
在水体中溶解氧快速增加的情况下，好氧微生物在此系统中得到大量而快速的繁殖，生物量剧增，生物物种多样性增加，在微生物分泌的粘性物质作用下，微生物互相吸附，在阿科蔓表面形成大面积的生物膜，从而大大增加了微生物与污水中污染物的接触面积，明显地提高了处理效果，这是传统生物膜法无法做到的。
快速去污的同时，阿科蔓生态基突出的除臭、去色功能将在该处理段得到明显的体现，水体将不再散发出难闻的气味，水体感观明显改善。
阿科蔓生态基平面布置示意图
（三）工艺参数说明
1、设计处理规模：28000m 3
2、阿科蔓生物处理段 设计停留时间：17~20h 治理段长度：约1768m 有效容积：约23000m 3
阿科蔓用量：SDF 型阿科蔓生态基7000m 2，阿科蔓布置方式为：一级强化治理
段每隔2m 一排，共布置1260件；二级生态治理段每隔3m 一排，共布置1428件。每排均为四件，规格型号为2×1.3m 。
该段阿科蔓表面负荷：即每平方米阿科蔓生态基每天所削减的污染物质的量。
表4 污染物每天削减量
系统需氧量：35.6 kg O 2/h
射流曝气机：供氧能力2.30～2.40kg O 2/h ，功率2.0kw ；
阿科蔓安装剖面示意图
37台，交替运行（1用1备）；
河道前680m（一级强化治理段），每隔30m设射流式曝气机一台；后1088m河道（二级生态治理段），每隔60m设射流式曝气机一台。
第四章工程投资概算
表5 工程投资概算
注：工程投资概算不包括电缆及电缆敷设费用。
第五章运营费用概算
由于应用阿科蔓水生态技术所需要的设备化及能耗要求低，通过自动化设备来降低日常维护的人工费，所以系统的运营费用只考虑日常消耗的电费及人工维护费用。电价按0.65元/ kw·h计，东大沟水质改善运营费用如下：
表6 运营费用
序号项目单位数量备注
1 日常维护费用元/月4000 按4人工资计
2 设备使用总功率kw 74 37台曝气机
3 动力消耗kw·h/ d 912 一用一备
4 动力消耗费用元/天592.8
5 运营费用元/天725.8
第六章维护管理
阿科蔓工艺系统简单，日常运行管理极其简单，主要内容如下：
1、阿科蔓生态基及其附件的日常维护
正常情况下，阿科蔓生态基使用寿命超过十年，运行中生态基本身无需清洗等维护工作。日常维护内容主要针对安装配件，如应留意钩、绳等附属结构的老化或锈化损毁，注意清理搭在绳索上的漂浮物，检查桩的稳固程度等。
2、设备管理
系统的机电设备主要是射流曝气机，正常情况下这些设备均用电控系统自动控制。日常管理内容主要是巡视设备的运行状况，如发现设备异常，应及时报责任部门检修或更换。
3、清除绳网浮渣
工艺系统前端设有绳网拦除较大的漂浮物，日常应注意清理拦截下来的漂浮垃圾，防止水流阻塞和绳网及两岸桩的损毁。