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依靠生态浮床技术“内外兼修”,建设生态文明

2012/11/13 | 作者: | 查看: | 评论: 0 | 来源:

    城市“因水而生、因水而兴”,然而随 着经济的快速发展和城市化进程的加快,我国许 多城市河流水质污染和生态退化问题十分突出,耗氧性 有机污染物和氮磷营养盐含量居高不下,甚至出 现了季节性和常年性水体黑臭现象。因此,解决城市河流的污染、恢复河 流的生态和社会功能问题,仍然是 许多城市可持续发展过程中亟待解决的关键任务之一。国家水 体污染控制与治理科技重大专项中也特地设立了“城市水 污染控制与水环境综合整治技术体系研究与示范”主题,针对高 强度纳污和环境承载力低的城市河道水环境特点,专门设置了一个课题“城市黑 臭河道外源阻断、工程修 复与原位多级生态净化关键技术研究与示范课题”来研究 城市黑臭河道的关键治理技术。

  本课题 分别以东南沿海(浙江温州)、南方盆地(广西南宁)和西部高原地区(云南昆明)的三个 典型城市黑臭河道为研究对象和示范基地,重点研 究制约城市河流黑臭治理速度和有效性的典型技术难题,通过削 减河道污染负荷、强化河道自净功能、修复河道滨岸带生态,使各示 范区河段彻底消除黑臭和实现水质提标的要求,并通过 子课题四的技术集成和平台构建为我国城市河道黑臭治理提供科学、可行、有效的技术支撑体系。

  建立了 分散面源污染梯级阻控与河岸带修复耦合技术

  针对城 市黑臭河道管网漏排污染和雨水径流污染负荷高的问题,分别开 展了漏排生活污水的地下渗滤——硝化流化床净化技术、低碳高氮漏排污水EAO生物净 化技术研究以及初期污染径流的多层介质生物渗滤净化技术等研究。地下渗滤——硝化流 化床技术能够高效去除生活污水中有机物和磷,对氮的 去除率可以提高30%以上,在回流比为100%的条件 下出水水质可达到一级A标准,自主开发硝化细菌固定化材料,使用寿命可达3年以上。低碳高氮漏排污水EAO生物净化技术采用ASBR反应器为主体,在低碳 高氮的进水条件下,接种多种污泥(厌氧消化污泥、好氧活性污泥、黑臭河道表层底泥)的混合物,启动颗 粒污泥培育和反应,对生活 污水中总无机氮去除率达到89.01%,添加蜂 巢石颗粒为载体能缩短启动时间,氨氮去除率最高达到94%。该研究 为河道面源污染的有效治理提供了科学依据。

  突破了 黑臭河道原位多级修复关键技术

  针对城 市河道水质和底质污染严重、水体自净能力弱、水动力 严重不足和生态退化严重的问题,分别开 展了曝气扰动促进黑臭底泥硝化——反硝化作用、黑臭河 水内循环强化式生物接触氧化、黑臭河 水分级式净化槽生物接触氧化、黑臭河水梯级生态浮床(人工生态浮岛/人工浮岛/生态浮岛/生物浮岛/植物浮岛/生物浮床/植物浮床)——垂直流湿地净化、黑臭河 水植物浮床根系空间形态调控、黑臭河 水原位增氧与控藻技术以及河网外源调水与多功能协调等关键技术研究,考察了新材料(蜂巢石、阿科曼、多孔净水砖)和新工艺(内循环强化)等对黑 臭河水的净化效果,取得了 各项关键技术的重要参数,同时从 常规水质和底质指标以及河道污染特异性指标(亚铁、硫化物、脲酶和磷酸酶活性、浮游生物和叶绿素a等)的监测 来评价原位多级生态净化技术的综合效益。经过原 位多级修复关键技术集成处理后,黑臭河水的DO平均提高了1.51mg/L、氨氮和 总无机氮平均去除率达到71.90%和45%,亚铁和 硫化物及可溶性磷酸盐也得到了高效氧化和固定,控制了 水体的黑臭程度和富营养化水平。

  优化了 混合截污排水系统效能诊断与混合截污管网运行技术

  针对城 市排水系统涉及的大量文本数据、图像数据和地理数据,基于GIS技术,分析城 市排水系统管理维护和模拟计算的数据需求,进行城市排水系统GIS数据库的研究与设计,以提高 数据的存储和使用效率,实现城 市排水系统相关数据的统一存储。基于示 范区的混合截污排水系统GIS调查数据库,利用GIS的空间数据管理、整合、分析和可视化功能,以及管 网模型的数值模拟和专业分析能力,在集成GIS数据库 和排水管网数学模型的基础上,研究和 开发了混合截污排水管网运行优化评估软件和城市排水系统运行管理决策支持系统,实现了 示范区混合截污排水管网系统的地图显示、模拟计 算与优化情景分析等功能,辅助进 行混合截污排水管网运行优化评估,为混合 截污排水管网的优化运行分析提供决策支持,以指导 排水管网设施的运行调控,提高城 市排水管网系统管理的科学性和可靠性。

  构建了 城市黑臭河道治理技术服务平台

  本研究 在城市黑臭河道治理共性技术集成和城市黑臭河道治理工程绩效评估体系研究的基础上,构建了 集共性技术浏览和查询、绩效评 估以及技术服务三大功能模块为一体的城市黑臭河道治理共性技术服务专业性应用平台,包括桌面和Web两套系统。服务平 台重点提供城市黑臭河道治理共性技术浏览查询、示范区示范工程展示、治理技 术实施前后效果模拟对比、最佳治 理技术实施方案推荐以及绩效评估等辅助决策功能,为我国 南方城市黑臭河道治理技术选择提供系统和有效的辅助决策依据。城市黑 臭河道治理共性技术服务平台的研发在城市黒臭河道治理中尚属首次,将GIS、计算机 技术应用于河道治理亦具有极大创新性,服务平台集展示、服务功能于一体,具有较 大的开发价值和良好的应用前景。

  经过“十一五”期间对 三个典型城市黑臭河道的整治,示范基 地河道的黑臭情况明显减少,河水水 质得到了较大的改善。通过工 程性的整治措施结合生态修复方法,河道生 态恢复初见成效,在后续 的治理过程中需要重点研究低流速河网水系的生态修复技术及示范工程,加强进 一步防止河网水系富营养化关键因素及工程措施的研究,通过后 期的系统化治理使水质得到更进一步改善。


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