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城市富营养化湖泊生态系统修复技术
一、技术依托单位
深圳市环境科学研究院
二、适用范围
城市富营养化湖泊治理和水质改善
三、技术内容
生态系统修复技术主要是利用水生植物吸收氮磷营养物质,并调控水生动物来控藻去污,降低藻类密度,提高透明度,为水生植被的生态修复创造条件,再通过优化营养结构,构建功能完善的生态系统,增强自身调节能力,巩固和维护生态修复后水体的净化效果,同时美化自然景观。该技术适合城市景观湖泊的水质改善、富营养化治理、藻类水华防控。以“一湖一策”、 “一河一策”为指导思想,对湖泊进行全面认真诊断,提出与之相适应的治理方案与建设对策把“水质改善”与“生态重建”相结合,恢复草型湖泊生态系统把 “水质、生态、景观结合于一体”,集成技术,综合治理。
(1)通过水位调控、微生物技术和絮凝沉淀等方式,提高水体的透明度,为沉水植物的生长提供光照。
(2)沉水植物重建,恢复和构建草型生态系统,吸收水体的氮、磷等营养物质,形成“水下森林”,并产生它感作用进一步抑制蓝绿藻。
(3)基于“水生动物—草”平衡关系的城市湖泊水生态管理技术,引入螺、肉食性鱼类和草食性鱼类等水生动物,通过垂钓、定期捕捞等方式转移一定数量的鱼等水生动物,同时,还应按季节更替或定期收割部分水生植物以维持水生生态系统的稳定,形成草型清水态生态系统。
四、技术示范情况
1、项目名称:深圳中心公园人工湖(2017年03月 开工,2017年09月完工)
地址:深圳中心公园笋岗西路和红荔路之间
项目概况:水域面积32000 m² ,平均水深为 1.5 m ,修复后透明度清澈见底,无藻类水华发生,景观效果好。
五、水污染防治效果
(1)工程实施后,水体透明度达到 1.5 m 及以上,全湖清澈见底;水体生态系统至今1年多时间保持稳定的清水态系统。
(2)水下沉水植物覆盖率达80%及以上,水生植物保持四季常绿,形成优美的水下景观。
(3)完善水体生态系统的食物链,形成全面稳定的生态平衡并建立后续生态平衡维护保养系统。
六、推广应用前景
本技术在国内多个城市多个项目中成功应用,应用主要是城市景观湖泊。在现有的技术经济性条件下,预计在在国内乃至深圳市景观湖泊的治理中得到越来越多应用,且是目前唯一行之有效的生态治理技术,市场潜力巨大。
七、联系方式
联系单位:深圳市环境科学研究院
联系人:余波平
电 话:13926528493
E-mail:371465514@qq.com
地 址:深圳市罗湖区红桂路红桂一街50号环保大院
生态强化人工湿地深度脱氮除磷集成技术
一、技术依托单位
深圳市环境科学研究院
二、适用范围
城市污水处理厂尾水、受污染河水的深度处理
三、技术内容
针对污水处理厂一级A标准排放的尾水氮磷含量高、碳氮比失衡的特点,构建了1套生态强化砾间床+人工湿地深度脱氮除磷集成技术。其关键核心技术如下:
(1)生态强化砾间床:采用亲水性好、吸附能力强、挂膜速度快的内置式陶粒作为填料,以提高低碳源条件下微生物成膜量。同时在生化系统中嵌入植物床层,依靠植物生长吸收部分有机物,并借助植物根系泌氧作用提升溶氧量及构建辅助生物膜载体。最终利用填料-微生物-植物三者协同作用拦截、降解、吸收污染物,强化对水中氮、磷的净化效果。
(2)高效除磷人工湿地:以牡蛎壳、给水厂污泥和粉煤灰制备出Ca-Al-Fe为活性组分的除磷功能填料,将其用作人工湿地工艺的核心填料得以强化对尾水中TP的吸附去除。
四、技术示范情况
示范工程选址位于深圳市龙岗区布吉街道甘坑新村甘坑河东侧,原甘坑人工湿地污水处理工程场址,地处甘坑河中游。项目对原甘坑人工湿地污水处理工程存在的工艺陈旧、设施老化、处理出水水质不达标等问题进行升级改造,设计处理规模8000 m3/d(旱季),设计出水COD、BOD5、NH3-N、DO、pH等指标达到《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)的Ⅳ类标准。
甘坑河水质受沿河排污影响较大,其污染特征表现为:以氮磷污染为主、碳氮比严重失衡。针对上述水环境问题,示范工程采用“生态强化砾间床+人工湿地深度脱氮除磷集成技术”对受污染河水进行深度处理。主要建设内容包括:1)生化预处理单元改造:将原有接触工艺改造为砾间床工艺,池内弹性填料更换为内置式陶粒填料,池顶敷设植物净化层,从而依靠填料-微生物-植物协同作用拦截、降解和吸收污染物,强化对水中氮、磷的净化效果;2)人工湿地单元改造:将原有湿地植物池表层填料更换为课题研发的高效除磷陶粒,并优化湿地运行方式,提升对水中磷的吸附去除能力。运行期间对COD、NH3-N、TN、TP的年去除率分别达到64.47%、64.57%、45.77%、61.56%,年平均削减量达到39.67、4.62、6.17、0.77吨/年。出水COD、BOD5、NH3-N、DO、pH等指标稳定达到《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)的Ⅳ类标准。本示范工程的实施增强了人工湿地系统污水的处理能力,提高了系统净化效率,有效削减了进入甘坑水库的污染物。同时对提高甘坑河流域水环境质量、改善河流生态环境、普及河流生态知识、提高人们环保意识,具有很好的环境效益和社会效益。
五、水污染防治效果
传统的人工湿地利用植物的吸收和微生物的降解对水中磷的去除能力有限,增强基质填料吸附作用是提高人工湿地除磷效果重要的手段。利用牡蛎壳、给水厂污泥和粉煤灰为主要原料,制备出一种高效除磷功能陶粒填料,该陶粒以CaO-Al2O3-Fe2O3为活性组分,具有极强的吸附除磷性能。所制备,对水中TP最大吸附容量达到3.19mg/g。该填料在人工湿地工艺中的应用研究表明12 h的停留时间下对TP去除率达到90%以上,处理出水达到《地表水环境质量标准》Ⅳ类指标。
技术指标:砾间床有效停留时间2.5h,有机负荷0.06 kgCOD/(m2•d);人工湿地水力停留时间0.5d,表面水力负荷1.0m3/m2•d,填料层深度1.2m,高效除磷功能填料0.2m,填料磷吸附容量>3.0 mg/g。出水CODCr、BOD5、NH3-N、TP等指标《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中的Ⅳ类标准。
经济指标:吨水处理费为0.33元/吨。
六、推广应用前景
传统人工湿地尾水深度净化法占地面积大,容易产生堵塞,易受水力负荷、污染负荷的影响,且净化效果受气候和植物生长影响显著,尤其对于水中氮、磷污染物的去除效果不是很理想。本技术通过生化预处理-人工湿地组合的方式,强化了系统对氮、磷及有机污染物的去除效率,并提高了人工湿地处理的稳定性。
本技术已完成“小试——中试(30m3/d)——工程示范(7万m3/d)”验证放大和示范工程建设,完成了示范工程第三方监测,根据近1年的第三方监测结果表明:出水水质常规指标能够稳定达到地表水Ⅳ类标准,满足课题考核指标要求。
七、获奖情况
(1)一种陶粒生产方法及陶粒和陶粒的应用,授权公告号:CN 104163617 B;
(2)一种微污染水处理人工湿地强化脱氮除磷预处理方法及装置,授权公告号:CN 103408197 A;
(3)一种内置式组合填料挂膜模块,授权公告号:CN 204874004U;
(4)一种微污染水处理人工湿地强化脱氮除磷预处理装置,授权公告号:CN 203451334 U。
八、联系方式
联系单位:深圳市环境科学研究院
联系人:余波平
电 话:13926528493
E-mail:371465514@qq.com
地 址:深圳市罗湖区红桂路红桂一街50号环保大院
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