一种城市近郊富营养化水体的污染控制方法

摘要

本发明公开了一种城市近郊富营养化水体的的污染控制方法，该方法以富营养化水体为生活饮用水水源，并将原有水源作为富营养化水体的补水；对原自来水厂净水工艺进行改进，使富营养化水体经过净化后作为城市饮用水使用，并通过自来水厂给水收费的形式将污染治理费用落实到排污主体或消费者身上。该方法改变了传统水污染控制观念，通过水污染治理的责任主体与排污主体的有机耦合，实现水资源的循环利用，同时该方法能够缩短富营养化水体换水周期，且补水水质优良，有助于加快稀释污染水体中营养物的浓度，最终实现富营养化水体的污染控制。

说明书

技术领域

本发明涉及一种城市近郊富营养化水体的污染控制方法，属于城市近郊污染水体的修复领域。

背景技术

水体富营养化是指在人类活动的影响下，生物所需的氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡的现象。由于水体富营养化的形成原因是人类活动排放的营养物质，所以城市近郊的水体作为人类活动排污的受纳水体，更易富营养化且程度尤为严重。目前，水体富营养化已经成为全球瞩目的重大环境问题之一。

水体富营养化的控制的关键在于控制水体营养盐的外源负荷以及底泥中的营养盐的释放，即“内源负荷”。

目前，污染水体治理技术按照治理手段划分可分为化学处理、物理处理和生物处理方法。

利用化学方法治理富营养化水体需大量投加化学药剂，因此其成本也较为昂贵，同时所加入的化学药剂在治理的同时也容易引起二次污染，对水体的整个生态环境也会有一定的影响。此外，化学法用于富营养化水体的治理通常不具有可持续性，并没有解决问题的根本。因此， 如果采用化学法的同时没有其他适宜的辅助措施，水体很快便又会出现富营养化问题，物理修复措施包括人工曝气、截污、调水冲污、河道疏浚等措施。具体为：1、截污截断排入水体的各种污染源；2、清淤消除浮泥，减少内源污染；3、调水冲污；迅速消除或稀释水体中的污染物，增加水体DO和生物量；4、人工曝气加快有机物质分解、补充DO。

污染水体的治理技术依据是否需要将水移出原位，可以分为异位修复和原位修复两种。异位修复主要是将污染水体转移出原来的位置，异地处理后再返回原来水体的作法；而原位修复则是在水体内直接处理的方式。

对湖泊的整治，调水是较为有效和普遍的治理方法，用清洁、营养元素浓度低的水更换富营养化湖水，或增加进水量为湖泊补水，增加其水环境容量；通过水体置换，外流引水，可稀释水体营养物浓度，增加水体流动性，加快水体循环和交换，从而防止和抑制藻类爆发性繁殖。

以上治理手段、技术、方法对水体富营养化的控制都能起到一定的作用，同时也存在一些问题，（1）治理方法的不可持续性：以化学法为例，其需要使用大量化学药剂，成本较高，易产生二次污染，且是末端治理，不能解决问题根本；（2）实施的不可持续性：以物理法为例，人工清淤、截污等方法具有阶段性的特点，会随着政策的改变而改变；（3）污水处理厂的运行状况不佳：由于权责不够明确，且监管无法做到百分之百精确全面，污水处理厂的运行可能存在漏洞。

发明内容

针对上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种城市近郊富营养化水体的污染控制方法，该方法是将富营养化水体作为饮用水源，同时将原自来水厂水源作为富营养化水体补水进入富营养化水体，在原有自来水厂净水工艺基础上（常规净水工艺包括混凝、沉淀、过滤、消毒）提出的一种富营养化水体的污染控制方法，该方法解决了富营养化水体的净化问题，加快了污染水体的水体置换，实现水资源的循环利用。

本发明方法具体操作如下：

（1）在常温下，将富营养化水体输入生物滤池进行处理，进水的BOD₅值小于200mg/L，容积负荷为150-300gBOD₅/m³·d，水力负荷为4 -10 m³/m²·h，接触时间为10-30min；

（2）生物滤池处理后出水进入混凝池进行混凝沉淀，在混凝池中添加混凝剂处理10-30

min；

（3）混凝沉淀后出水进入斜管沉淀池进行沉淀处理，水流可采用上流式或者平流式，斜管沉淀区液面负荷为2.0-6.0m³/（m²h），斜管沉淀池的清水区保护高度不小于1.0 m，底部配水区高度不小于1.5 m，沉淀时间25-60min，沉淀池每日排泥1-2次，混凝沉淀后出水浊度一般在10度以下；

（4）混凝沉淀出水进入臭氧接触池进行臭氧处理，臭氧投加量为1.5-3.0mg/L，水中剩余臭氧量为0.2-0.4mg/L，接触时间10-15min，实际运行管理中要根据水源水质变化情况进行调整，通过不同臭氧投加量下浊度、COD\BOD等指标去除率的对比分析，确定合理的臭氧投加量；为了保证对隐孢子虫和贾第虫的杀灭效果，CT值（C为臭氧浓度，mg/L；T为接触时间，min）大于4，臭氧尾气通过管道接入池顶的臭氧尾气破坏装置，经催化分解后排入大气；

（5）臭氧接触后出水进入活性炭滤池进行过滤；

（6）过滤后出水添加液氯进行消毒，液氯投加量为0.5-1.0mg/L，出水即为符合《生活饮用水卫生标准》的饮用水，同时采用原自来水厂水源作为富营养化水体补水补入富营养化水体中进行换水及污染控制。

本发明中生物滤池滤床采用粒径为40-100mm的卵石、石英石、花岗石、粒径为2-5mm页岩陶粒中的一种或几种作为填料，滤床厚度为1.5-2m；滤床的反冲洗周期为48-72h，反冲洗过程为：强度为15-20 L/m²·s的气冲1min →强度为15-20L/m²·s的气水冲3-4min →强度为5L/m²·s的水1-1.5min，其中气水比为1:1-1:2。

   本发明中混凝池形式为隔板混凝、折板混凝、网格混凝中的一种。

本发明中混凝剂为投加量为10-20mg/L的聚合氯化铝、投加量为20-30 mg/L的硫酸铝、投加量为10-20 mg/L的聚合硫酸铁中的一种。

本发明中斜管沉淀区中斜管管径为30-80 mm，斜长为1-1.2 m，倾角为60°。

本发明中臭氧接触池为密闭式池型，接触反应系统为鼓泡扩散设备、涡轮混合器、水射器、填料塔、喷淋塔中的一种，池顶设臭氧尾气破坏装置。

本发明中鼓泡扩散设备为微孔钛盘布气时，根据接触池结构设2-3个投加点，设2个投加点时，投加点间一般按1:1顺水流方向依次投加臭氧；设3个投加点时，投加点间按比例4:3:3或2:1:1顺水流方向依次投加臭氧。

本发明中考虑到活性碳材料滤料密度较小，易随反冲洗上升水流流失，活性炭滤池为翻板滤池，其中滤料采用粒度1.0-2.5mm的柱状炭或采用粒径1.0-1.2mm的不定型炭，为防止脱落的生物膜影响出水水质，活性炭层下铺设20cm厚的粒径为1.0-2.5mm石英砂，滤层总厚度为2-3m，空床滤速为11-12m/h，接触时间为10-15min，滤层顶面水深取1.5-2.5m，滤池的反冲洗周期为48-72h；反冲洗过程为：强度为15-20 L/m²·s的气冲3-4min →气水比为1:1-1:2的气水冲3-4min→强度10-15L/m²·s水冲1-1.5min。

本发明中生物滤池、混凝池、沉淀池、臭氧接触池和活性炭滤池为一个以上。

采用一个以上活性炭滤池时，每格滤池前均设有可调节的进水堰板，使每格滤池的进水流量一致；滤池反冲洗运行中应注意表面泡沫污物的排除，必要时可增加表面辅助冲洗设施。此外，反冲洗完成后，滤池进水水位距滤层顶面距离较大，为避免进水直接冲击滤料，对滤层分布造成影响，宜在反冲洗完成后，继续采用反冲洗水提高滤层顶面的水深，在不影响滤层稳定性后再进行下一阶段过滤。

针对富营养化水体中藻类以及TN、TP含量较高的特点，本发明方法是在常规工艺的基础上进行改进，富营养化水体经过生物滤池、混凝沉淀、臭氧接触、活性炭过滤、消毒处理，出水可达到《生活饮用水卫生标准》( GB 5749-2006)的要求。臭氧-生物活性炭单元，臭氧（O₃）具有强氧化性，能去除水中色度、溶解性有机物（DOM）和臭味，可以把水中难降解的有机物断链、开环，将大分子有机物氧化为小分子有机物，使原水中有机物的可生化性和可吸附性得到增强，且臭氧氧化反应后生成O₂，为后续活性炭中的微生物提供了足够的DO，促进了微生物的新陈代谢作用，使得后续的活性炭对有机物的去除率大大增加。生物滤池在适宜温度下对氨氮的去除率可达70%左右，而活性炭在运行一段时期后会形成生物活性炭，产生生物效应，能够进一步去除氨氮，从而使整个工艺对氨氮具有很好的去除效果。

本发明的优点与技术效果：

（1）运行持续。将富营养化水体作为饮用水源与自来水厂的联合运行，能够保证富营养化水体的持续引出，避免了其它处理方式所面对的运行不到位或无法连续运行的情况。

（2）负荷消除。通过自来水厂的净水工艺改进，使得水源负荷得到去除。负荷消除量即为供水量的负荷与补水量的负荷之差。由于城市人口数量巨大，用水需求量大，所以富营养化水体的引出量相当可观，又因补水水质优良，负荷去除量相当可观。

（3）换水周期缩短。将富营养化水体作为饮用水源使得原饮用水源可作为补水进入富营养化水体。一方面，增加了优水质补水的进入量，从而加快稀释水体中的营养物浓度。另一方面，进水总量的增加能够缩短水体的换水周期，实现富营养化水体的污染控制。

（4）财务支付转移。即富营养化水体的污染责任主体直接通过用水缴费的方式参与受污染水体的污染控制，可实现排污主体与责任主体的统一。

（5）监管力度增加。由于直接以富营养化水体作为饮用水源，用水主体将会密切关注水源水质与水源的污染源（污水处理厂排水）情况，使得监管力度更大更广，从而促进水源水质的改善，最终实现受污染水体的恢复以及水资源的循环可持续利用。

附图说明

图1为本发明富营养化水体的污染控制工艺流程示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明保护范围不局限于所述内容。

实施例1： 滇池富营养化水体的污染控制方法，具体内容如下：

1、概况

（1）滇池：在滇池湖水正常高水位( 1887.4m ) 下，滇池水面面积309.6km²，总蓄水量15.6亿m³，在北部被一人工堤坝(海埂) 分为南北两部分，北部称为草海，南部称为外海。草海面积7.3km² (不包括被分隔开的两块水体：东风坝和老干鱼塘)，占滇池面积的3.5%，蓄水量2258万m³，滇池总蓄水量的1.5%。草海水出口为一人工隧道----西园隧洞，换水周期约3.5个月；外海水出口为海口中滩闸，排入螳螂川, 换水周期约3年；草海与外海之间水体不能自由交换，有一人工闸门控制。

表1：滇池水质基本情况（2011年10月水质月报数据）

水质指标均值(mg/l)水质评价汞0.00000Ⅰ铅0.000Ⅰ砷0.003ⅠCOD77.1＞ BOD₅4TN2.22＞TP0.185

（2）昆明供水情况：昆明市主城区现拥有12座自来水厂，城市日供水设计能力为162.5万立方米。实际每日供水量为83万立方米左右，取83万立方米计算得每年供水量为3.0295亿立方米。

（3）原水源水质水量

表2：昆明市主要供水源

由上表可得，原有水源水质优良，且供水能力能够满足需求，可保证其作为补水进入滇池对滇池水体中营养物质的稀释作用。

（4）昆明市污水处理：第一至第八污水处理厂，呈贡污水处理厂，晋宁污水处理厂。十个污水处理厂的总设计处理能力为103.5万立方米每天。可以保证城市污水全部得到处理，且排水标准执行一级A标排入滇池。

2、本滇池富营养化水体（滇池综合水质为劣类，水质情况见表1）的污染控制方法，设计水量Q=20万m³/d，具体操作如下：

（1）在常温下，将滇池水从生物滤池上部输入均匀通过陶粒层，从底部出水，进水的BOD₅值为4mg/L，容积负荷为200gBOD₅/m³·d，水力负荷（滤速）为4 m³/m²·h；滤池总面积F=2000m²，分设为4组，每组滤池面积为500 m²，池高4.5m，停留时间30min；其中滤料为页岩陶粒（粒径为2-5mm间），滤层厚度取2m；反冲洗采用常规气水反冲洗，反冲洗周期取72h，反冲洗过程为：气冲（强度20 L/m²·s，时间1min）→气水冲（气水比 1:1，20L/m²·s，时间 4min）→水冲（强度5L/m²·s，时间1min）；

（2）生物滤池处理后出水进入混凝池进行混凝沉淀，混凝池选用竖流式单通道折板混凝，设计2组，混凝时间10min，水深取4m；每组混凝池断面平均分为2格；混凝池容积V=800m³，面积200 m²，平面尺寸为25m（池长）×8m（断面宽）；将混凝池垂直水流方向分10格，设置混凝折板，折板采用钢丝水泥板，夹角120°，折板间距取0.4m；混凝剂采用聚合氯化铝，并用计量泵投加，投加量为15mg/L；

（3）混凝沉淀后出水进入斜管沉淀池进行沉淀处理，水流为上流式，沉淀池设2组，每组沉淀池表面积F=900m²；斜管沉淀区液面负荷为5m³/（m²h），斜管沉淀池的清水区保护高度1.5 m，底部配水区高度2.0m，沉淀时间28min，沉淀池每日排泥2次，斜管沉淀区中斜管管径为50 mm，斜长为1 m，倾角为60°；

（4）混凝沉淀出水进入臭氧接触池进行臭氧处理，臭氧接触池采用密闭对流接触方式，接触反应系统采用鼓泡扩散设备，即采用微孔钛盘布气。臭氧接触池设计2组，接触时间12min，水深取4m，每组臭氧接触池面积210 m²，平面尺寸为30m（池长）×7m（断面宽）。沿池长均匀设3个投加点，按4:3:3的比例顺水流方向依次投加臭氧，臭氧投加量为1.5mg/L，水中剩余臭氧量为0.2mg/L，臭氧尾气通过管道接入池顶的臭氧尾气破坏装置，经催化分解后排入大气；出水采用薄壁堰跌水出流；CT值为18；

（5）臭氧接触后出水进入活性炭滤池进行过滤，采用翻板滤池，设计空床滤速为11.0m/h；活性炭（柱状炭：粒度1.0-2.5mm间）层厚取2.0 m，活性炭层下铺设20cm厚的石英砂（粒径1.0-2.5mm间），滤层总厚度为2.2m，接触时间为12min；滤池面积F=760m²，设4组，每组面积为190m²，平面尺寸为19m×10m；滤料上层水深取2.5m；反冲洗采用常规气水反冲洗，反冲洗周期为48h，反冲洗过程为：气冲（强度20 L/m²·s，时间4min）→气水冲（气水比 1:1，时间 3min）→水冲（强度10L/m²·s，时间1min）；

（6）过滤后出水添加液氯进行消毒，液氯投加量为1.0mg/L，为了保证液氯消毒时的安全和准确采用加氯机投药，并配校核氯量的设备，接触时间20min，出水即为符合《生活饮用水卫生标准》的饮用水；

（7）滤池的反冲洗水和沉淀池的沉淀污泥回收处理外排。（见图1） 

通过上述方法的实施，富营养化水体负荷消除量如表3所示，换水周期由3年缩短了约1.3年。可以看到富营养化水体作为生活饮用水的引出使得负荷消除且换水周期缩短，有利于水体水质的恢复，详见3、4部分分析。

3、负荷及财务转移核算

（1）负荷转移核算：以滇池外海（2011年10月）数据作核算得下表。

表3 ：负荷消除量

水质指标项目水源mg/L补水mg/L负荷消除量t/aCOD （劣类）77.1（）1518751.09BOD_5>（类）4（）3301.95TN（劣类）2.22（）0.5519.35TP（类）0.185（）0.02548.31

由表3可以看到，引出滇池水作为饮用水并以原水源水作为补水能够消除相应的负荷，内源负荷的持续减少将有助于滇池水水质的逐步恢复。滇池水的持续引出将使上述过程持续进行，当滇池负荷量下降到一定值时，水体的自净功能发挥主要作用，水体最终恢复成为健康水体。

（2）财务转移核算：

计算工艺增加单元的基建和运行费用。生物滤池预处理技术，需增加的基建和设备投资约为60元/(m³.d)，运行成本增加0.01元/m³。臭氧－活性炭工艺总费用为200元/(m³.d)，运行费用分别为0.05元/m³和0.15元/m³。

经计算，20万m³/d规模自来水厂的技改基建成本为5200万元，运行成本增加量为1533万元/年。此处将运行成本通过水费的方式转移到用水主体上，经计算人均负担运行成本增量为15.33元/年。

4、换水周期

滇池平均出湖水量为4.286亿m³/年，计算得换水周期约为3年。若将滇池水作为水源，并以原有水源补充，即出湖水量增加到7.3155亿m³/年，计算得换水周期约为1.76年。

实施例2：城市近郊富营养化水体的污染控制方法，具体内容如下：      

1、概况

以大中型城市进行核算：人口数50-100万、人均用水定额200L/d。供水量为0.365-0.730亿立方米/年。设补水量与取水量相，补水水质分为I、II、III类。所用污染水源水质为类，蓄水量为3亿立方米，换水周期为6年。

2、本富营养化水体（入水水质IV类）的污染控制方法，设计规模为10万m³/d（满足50万人口用水量），具体操作如下：

（1）在常温下，将富营养化水体水从生物滤池上部输入均匀通过滤料层，从底部出水，进水的BOD₅值为4mg/L，容积负荷为300gBOD₅/m³·d，水力负荷（滤速）为8m³/m²·h；滤池总面积F=500m²，分设为4组，每组滤池面积为125 m²，池高4.5m，接触时间13min；其中滤料为石英石（粒径40-100mm间），滤层厚度取1.8m；反冲洗采用常规气水反冲洗，反冲洗周期取48h，反冲洗过程为：气冲（强度15L/m²·s，时间1min）→气水冲（气水比 1:1，18L/m²·s，时间3.5min）→水冲（强度5L/m²·s，时间1min）；

（2）生物滤池处理后出水进入混凝池进行混凝沉淀，混凝池选用平流式网格混凝，设计2组，混凝时间20min，水深取3.5m；每组混凝池断面平均分为2格，混凝池容积V=350m³，面积100 m²，平面尺寸为20m（池长）×5m（断面宽）；网格构建采用钢筋混凝土，网格构件层距取60mm，孔口尺寸为100mm×100mm；混凝剂采用硫酸铝，并用计量泵投加，投加量为20mg/L；

（3）混凝沉淀后出水进入斜管沉淀池进行沉淀处理，水流为上流式，沉淀池设2组，每组沉淀池表面积F=380m²；斜管沉淀区液面负荷为6.0m³/（m²h），斜管沉淀池的清水区保护高度2.0 m，底部配水区高度2.0m，沉淀时间30min，沉淀池每日排泥2次，斜管沉淀区中斜管管径为30mm，斜长为1.1 m，倾角为60°；

（4）混凝沉淀出水进入臭氧接触池进行臭氧处理，臭氧接触池采用密闭对流接触方式，接触反应系统采用鼓泡扩散设备，即采用微孔钛盘布气。臭氧接触池设计2组，接触时间10min，水深取4m，每组臭氧接触池面积90 m²，平面尺寸为18m（池长）×5m（断面宽）；沿池长均匀设3个投加点，按2:1:1的比例顺水流方向依次投加臭氧，臭氧投加量为3.0mg/L，水中剩余臭氧量为0.3mg/L，臭氧尾气通过管道接入池顶的臭氧尾气破坏装置，经催化分解后排入大气；出水采用薄壁堰跌水出流；CT值为30；

（5）臭氧接触后出水进入活性炭滤池进行过滤，采用翻板滤池，设计空床滤速为11.5m/h；活性炭（柱状炭：粒度1.0-2.5mm间）层厚取2.3 m，活性炭层下铺设20cm厚的石英砂（粒径1.0-2.5mm间），滤层总厚度为2.5m，接触时间为13min；滤池面积F=400m²，设4组，每组面积为100m²，平面尺寸为20m×5m；滤料上层水深取2.5m；反冲洗采用常规气水反冲洗，反冲洗周期72h，反冲洗过程：气冲（强度 15 L/m²·s，时间 3min）→气水冲（气水比 1:1，10L/m²·s，时间4min）→水冲（强度12L/m²·s，时间1.2min）。

（6）过滤后出水添加液氯进行消毒，液氯投加量为0.5mg/L，为了保证液氯消毒时的安全和准确采用加氯机投药，并配校核氯量的设备，接触时间30min，出水即为符合《生活饮用水卫生标准》的饮用水。

（7）滤池的反冲洗水和沉淀池的沉淀污泥回收处理外排。

通过上述方法的实施，富营养化水体负荷消除量如表4所示，换水周期在原假设6年的基础上分别缩短了约2.5年和3.5年。可以看到富营养化水体作为生活饮用水引出越多，换水周期越短，越有利于水体水质的恢复，详见3、4部分分析。

3、负荷及财务转移核算

（1）负荷消除量计算

下表列出了水环境质量标准基本项目的负荷消除量。

表4：基本项目负荷消除量

（2）财务转移量计算

计算工艺增加单元的基建和运行费用。生物滤池预处理技术，需增加的基建和设备投资约为60元/(m³.d)，运行成本增加0.01元/m³。臭氧-活性炭工艺总费用为200元/(m³.d)，运行费用分别为0.05元/m³和0.15元/m³。

经计算，自来水技改基建成本为2600万元，运行成本增加量为766.5万元/年。此处将运行成本通过水费的方式转移到用水主体上，经计算人均负担运行成本增量为15.33元/年。

4、换水周期

根据假设，则可得平均出水量为0.5亿m³/年。若将该受污染水体作为水源，并以原有水源补充（0.365-0.730亿立方米/年），即出水量增加到0.865-1.23亿m³/年，计算得换水周期为3.47-2.44年。分别缩短了2.53和3.56年。

实施例3：城市近郊富营养化水体的污染控制方法，具体内容如下：      

1、概况

以中型城市进行核算：人口数50万、人均用水定额200L/d。设补水量与取水量相，补水水质分为I、II、III类。所用污染水源水质为类，蓄水量为3亿立方米，换水周期为6年。

2、本富营养化水体（入水水质IV类）的污染控制方法，设计规模为10万m³/d（满足50万人口用水量），具体操纵如下

（1）在常温下，将滇池水从生物滤池上部输入均匀通过滤料层，从底部出水，进水的BOD₅值为4mg/L，容积负荷150gBOD₅/m³·d，水力负荷（滤速）为5 m³/m²·h；滤池总面积F=1000m²，分设为4组，每组滤池面积为250 m²，池高4.5m，接触时间18min；其中滤料为页岩陶粒（粒径2-5mm间）和40-100mm的花岗石按2:1的混合料，滤层厚度取1.5m；反冲洗采用常规气水反冲洗，反冲洗周期为60h，反冲洗过程：气冲（强度18L/m²·s，时间1min）→气水冲（气水比 1:2，15L/m²·s，时间 3min）→水冲（强度5L/m²·s，时间1.5min）；

（2）生物滤池处理后出水进入混凝池进行混凝沉淀，混凝池选用平流式网格混凝，设计2组，混凝时间30min，水深取4m；每组混凝池断面平均分为2格，混凝池容积V=400m³，面积100 m²，平面尺寸为20m（池长）×5m（断面宽）；网格构建采用钢筋混凝土，网格构件层距取70mm，孔口尺寸为100mm×100mm；混凝剂采用聚合硫酸铁，并用计量泵投加，投加量为10mg/L；

（3）混凝沉淀后出水进入斜管沉淀池进行沉淀处理，水流为上流式，沉淀池设2组，每组沉淀池表面积F=500m²；斜管沉淀区液面负荷为4.5m³/（m²h），斜管沉淀池的清水区保护高度2.0 m，底部配水区高度1.8m，沉淀时间40min，沉淀池每日排泥1次，斜管沉淀区中斜管管径为80mm，斜长为1.2 m，倾角为60°；

（4）混凝沉淀出水进入臭氧接触池进行臭氧处理，臭氧接触池采用密闭对流接触方式，接触反应系统采用鼓泡扩散设备，即采用微孔钛盘布气；臭氧接触池设计2组，接触时间15

min，水深取4m，每组臭氧接触池面积90 m²，平面尺寸为18m（池长）×5m（断面宽）；沿池长均匀设2个投加点，按1:1的比例顺水流方向依次投加臭氧，臭氧投加量为2.0mg/L，水中剩余臭氧量为0.4mg/L，臭氧尾气通过管道接入池顶的臭氧尾气破坏装置，经催化分解后排入大气；出水采用薄壁堰跌水出流；CT值为20；

（5）臭氧接触后出水进入活性炭滤池进行过滤，采用翻板滤池，设计空床滤速为12.0m/h；活性炭（不定型炭：粒度1.0-1.2mm间）层厚取2.5 m，活性炭层下铺设20cm厚的石英砂（粒径1.0-2.5mm间），滤层总厚度为2.7m，接触时间为15min；滤池面积F=400m²，设4组，每组面积为100m²，平面尺寸为20m×5m；滤料上层水深取2.5m；反冲洗采用常规气水反冲洗，反冲洗周期取60h，反冲洗过程为：气冲（强度18 L/m²·s，时间3.5min）→气水冲（气水比 1:1.5，10L/m²·s，时间 3min）→水冲（强度15L/m²·s，时间1min）；

（6）过滤后出水添加液氯进行消毒，液氯投加量为0.8mg/L，为了保证液氯消毒时的安全和准确采用加氯机投药，并配校核氯量的设备，接触时间25min，出水即为符合《生活饮用水卫生标准》的饮用水。

（7）滤池的反冲洗水和沉淀池的沉淀污泥回收处理外排。

通过上述方法的实施，富营养化水体负荷消除量如表5所示，换水周期在原假设6年的基础上缩短了约2.5年。可以看到富营养化水体作为生活饮用水的引出使得负荷消除且换水周期缩短，有利于水体水质的恢复，详见3、4部分分析。

3、负荷及财务转移核算

（1）负荷消除量计算

下表列出了水环境质量标准基本项目的负荷消除量。

表5：基本项目负荷消除量

水质指标项目水源mg/L补水mg/L水体负荷消除量t/aCOD （类）30（）15547.5BOD_5>（类）6（）3109.5TN（类）1.5（）0.536.5TP（类）0.1（）0.0252.74

（2）财务转移量计算

经计算，自来水技改基建成本为2600万元，运行成本增加量为766.5万元/年。此处将运行成本通过水费的方式转移到用水主体上，经计算人均负担运行成本增量为15.33元/年。

4、换水周期

根据假设，则可得平均出水量为0.5亿m³/年。若将该受污染水体作为水源，并以原有水源补充（0.365亿立方米/年），即出水量增加到0.865亿m³/年，计算得换水周期为3.47年。换水周期缩短了2.53年。