太湖水源保护区内污染控制与水质改善技术,供应,水专项,太湖流域
技术简介/摘要
(一)基本原理
太湖作为流域的重要水源地,尤其是太湖东部湖区分布着大量的取水口,为无锡和苏州提供源水,因此,采用相应技术措施控制水源保护区内污染及水质改善显得尤为重要和迫切。目前只是简单地对太湖水源保护区进行划分,采用水泥栏杆对水源地一级保护区进行围挡以及对水源保护区内污染底泥进行疏浚,对保护区内的水体缺乏有效的污染控制和水质改善技术。根据水源保护区内污染物来源,农业面源氮磷污染物通过农田灌排水沟渠复合生态化技术消减;离散户置生活污水通过表潜耦合式户置污水处理系统拦截;入湖河道水体氮磷物质通过连续可调式沉水植物种植网床生态修复技术去除;水源保护区水体中氮磷污染物则通过多功能生态悬床净化水质技术消除;水源保护区突发污染事故,启用备用水源库,确保饮用水源水安全。
(二)工艺流程
太湖水源保护区内污染控制与水质改善关键技术集成水源保护区陆域和水域水质保护和污染控制技术,主要是通过成整合平原河网区农田灌排水沟渠复合生态化技术、表潜耦合式户置污水处理系统、连续可调式沉水植物种植网床生态修复技术等降低水源保护区陆域污染物浓度,确保入湖河道水体水质清洁;多功能生态悬床净化水质技术可促使水源保护区水域污染物浓度消解,确保源水水质安全;备用水库技术为突发污染事故提供供水安全保障。
平原河网区农田灌排水沟渠复合生态化技术:该技术是借助工程措施,基于生态沟渠物理属性→选择生态定型材料→优化原生湿生植物→构建小型农田灌排水复合生态沟渠→控制消减农田排出养分。
表潜耦合式户置污水处理系统:生活污水→进入沉淀池→控制水量、流速→进入表潜耦合式户置处理池→阻截氮、磷及油脂物→实现生活污水达标排放。
连续可调式沉水植物种植网床生态修复技术:网床设计→污性沉水植物遴选→栽培方式确定→网床放置方式→河道水体氮磷净化。
多功能生态悬床净化水质技术:生物相容性载体制备→微生物负载→沉水植物筛选→生态悬床设计→多功能生态悬床结构优化→生态悬床应用→去除水源保护区内污染物、改善和维护水质。
备用水库水质维护的沉水植物快速繁育移栽毯技术:备用水库环境容量核算→水生系统构建面积→植物配置方案→繁育毯设计方案→种苗繁育胚体制作方法-种苗培育技术→植被快速移栽技术。
(三)关键技术
1)平原河网区农田灌排水沟渠复合生态化技术;
2)表潜耦合式户置污水处理技术;
3)连续可调式沉水植物种植网床生态修复技术;
4)多功能生态悬床净化水质技术;
5)备用水库技术。
(四)技术来源及知识产权概况
自主研发:
授权发明专利1项(ZL201110004505.1),授权实用新型专利5项(ZL201020289537.1、ZL201120029573.9、ZL201020651155.9、ZL201120145028.6和ZL201120145057.2),申请发明专利3项(200910034673.8、201110063175.3和201110252677.0)。
推广应用案例
应用单位:中国科学院南京地理与湖泊研究所
实际应用案例介绍:平原河网区农田灌排水沟渠复合生态化技术主要运用于金墅湾步金桥村农田灌溉沟渠。该自然村农田沟渠总长约800米,农田耕种方式主要为稻-麦两作,农田周边斑块状分布经济林地与苗圃园,化肥施用量大,面源污染较为严重。桥村农田灌溉沟渠生态化后,基本消除沟底淤积、边岸崩塌、跑水漏肥等现象,对氮、磷营养盐的消减率分别达到65%和60%
以上,水体泥沙含量也显著降低。该技术的示范效果得到苏州市高新区环保局、农委以及当地政府的充分肯定,并将该地区农田改造与区域生态规划中得到应用。
表潜耦合式户置污水处理系统运行半年来,总氮进水平均浓度为18.3mg/L,系统出水3.6mg/L,最终处理效果达到79%;总磷进水平均浓度为2.08mg/L,系统出水0.63mg/L,最终处理效果达到70%。该系统在苏州高新区通安镇朱毛庄自然村的示范应用,得到了当地政府高度重视,也获得了当地居民的广泛认同,其中苏州高新区通安镇拟推广到该地区难以连接到城镇生活污水集中处理管网的湖滨偏远地区分散型农户生活污水处理规划。
苏州金墅湾刘家浜河道长185m,河道宽11-14m,水深1.7-1.8m,透明度0.8m。河道富营养化十分严重,水质为Ⅳ-Ⅴ类,污染源主要来自居民生活污水。河面完全被浮萍覆盖,沉水植物光合作用严重受到限制,淤泥发黑,水质已开始发臭。连续可调式沉水植物种植网床生态修复技术对河道进行治理和生态修复,效果非常明显。4天后河道水体开始清澈,20天后河道水体已清澈见底,水质达到III类。目前河道透明度已达1.5m,周边已恢复了沉水植被,河道水生植物覆盖率达到了90%以上,河道水质基本达到国家地表水II-III类,同时对污水流量具有一定截污减排能力。
在贡湖山上水厂附近水域开展多功能悬床实验中试试验,中试试验从2010年10月25日~2011年3月21日,中式规模为10000m2。贡湖山上水源地中试工程多功能生态悬床中试工程运行效果:总氮平均去除率38.6%,氨氮平均去除率46.1%,硝氮平均去除率51.8%,亚硝酸盐氮去除率57%,COD去除率45%。可见,生态悬床技术可显著降低水体氮素营养盐浓度。
工艺流程图: