丹江口水源區(qū)因地制宜保水質(zhì)
南水北調(diào)中線工程水源區(qū)是我國(guó)典型的欠發(fā)達(dá)地區(qū)，特色中藥材種植與加工是傳統(tǒng)重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)，坡耕地比重大、氮磷流失突出，鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活污水處理率和達(dá)標(biāo)排放率低，導(dǎo)致一系列地表水環(huán)境問題，對(duì)湖北漢庫(kù)水質(zhì)安全構(gòu)成了威脅。
由中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）負(fù)責(zé)的“湖北漢庫(kù)匯水流域水質(zhì)安全保障關(guān)鍵技術(shù)研究與示范課題”針對(duì)水源區(qū)湖北漢庫(kù)突出的水污染問題，通過開展工程化的中藥材加工廢水達(dá)標(biāo)處理技術(shù)、中藥材生態(tài)種植與氮磷污染負(fù)荷削減技術(shù)、落后山區(qū)“一高三低”（高出水水質(zhì)、低投資、低動(dòng)力、低成本）的鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理技術(shù)和入河生態(tài)屏障污染削減技術(shù)等研究，為順利實(shí)施《丹江口水源區(qū)水污染防治和水土保持規(guī)劃》和《丹江口庫(kù)區(qū)及上游地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展規(guī)劃》，保障南水北調(diào)中線工程丹江口水庫(kù)匯水流域水質(zhì)安全提供了技術(shù)支撐。
當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)污染大
□建立中藥材種植—加工廢水處理生態(tài)鏈
水源區(qū)中藥材種植業(yè)屬于當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)，種植面積達(dá)212萬(wàn)畝，其對(duì)進(jìn)入庫(kù)區(qū)的面源污染貢獻(xiàn)率較高。傳統(tǒng)中藥材種植多集中在坡耕地，用肥量大、水土流失嚴(yán)重，導(dǎo)致水源區(qū)入庫(kù)氮磷量超標(biāo)。
課題組充分利用各類中藥材在氮磷和有機(jī)質(zhì)養(yǎng)分需求量、時(shí)間、光熱水條件的差異，以及抗病蟲害能力和根系水土保持作用的不同，開發(fā)了水源區(qū)坡耕地中藥材生態(tài)種植模式、肥水調(diào)控與病蟲無(wú)害化治理技術(shù)、多級(jí)阻控的生態(tài)凈化技術(shù)，使得入庫(kù)總氮總磷得到大規(guī)模削減，入庫(kù)水質(zhì)達(dá)到地表水Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)濟(jì)效益得到很大提高，同時(shí)編制并發(fā)布了5項(xiàng)中藥材生態(tài)種植地方規(guī)程。
中藥材加工企業(yè)是當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)體量重要組成部分，分布廣、數(shù)量多、加工品種與工藝各異，廢水具有排放量大、污染因子多、濃度高、波動(dòng)大、難生化降解的特點(diǎn)，其達(dá)標(biāo)處理技術(shù)一直是廢水處理行業(yè)的難點(diǎn)。課題組在實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用研究的基礎(chǔ)上開發(fā)了工程化的處理中藥材加工廢水的工藝——“強(qiáng)化物化預(yù)處理+雙循環(huán)厭氧—好氧”達(dá)標(biāo)處理技術(shù)，解決了常規(guī)厭氧處理反應(yīng)器處理高濃度含有毒物質(zhì)工業(yè)廢水效能差、抗沖擊負(fù)荷能力弱、運(yùn)行成本高的問題。這一技術(shù)特別適合在中藥材加工行業(yè)推廣應(yīng)用，與現(xiàn)有中藥廢水污染治理技術(shù)相比，化學(xué)需氧量排放總量減半，出水急性毒性穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，處理成本低于同行業(yè)平均成本。
水源區(qū)無(wú)法照搬城市治污技術(shù)
□在落后山區(qū)進(jìn)行“一高三低”污水處理
水源區(qū)是我國(guó)典型的欠發(fā)達(dá)地區(qū)，且大多屬于山地和丘陵地區(qū)，發(fā)達(dá)城市采用的傳統(tǒng)生活污水處理技術(shù)因其投資和運(yùn)行費(fèi)用高、技術(shù)要求難度大，很難在水源區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)推廣應(yīng)用。為此，在傳統(tǒng)人工快滲系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，按照“工程設(shè)備化、設(shè)備模塊化、模塊自動(dòng)化”的原則，研發(fā)了適用于落后山區(qū)且利用自然坡降的“一高三低”的鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理技術(shù)——強(qiáng)化人工快速滲濾系統(tǒng)（SCRI系統(tǒng)）。
SCRI系統(tǒng)通過增加微氧水解池、快滲池處理單元分級(jí)組合、采用復(fù)合流布水方式、設(shè)立獨(dú)立緩釋碳源池、添加特殊除磷介質(zhì)、表面增加植被覆蓋等一系列的強(qiáng)化技術(shù)措施，具有耐沖擊負(fù)荷大、溶解氧分區(qū)精確控制、系統(tǒng)不易堵塞、各單元自動(dòng)化操作、維護(hù)保養(yǎng)方便等優(yōu)點(diǎn)，并強(qiáng)化了脫氮除磷和景觀效果的統(tǒng)一。
實(shí)際應(yīng)用證明，化學(xué)需氧量、氨氮、總氮、總磷的去除率均得到大幅度提升，比傳統(tǒng)工藝氨氮去除率提高30.99%，出水各項(xiàng)指標(biāo)能滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。這一技術(shù)特別適合在落后地區(qū)尤其是山區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)推廣應(yīng)用。
污水處理廠尾水難達(dá)水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
□研發(fā)生態(tài)緩沖帶污染削減技術(shù)
針對(duì)水源區(qū)生活污水處理廠尾水排放標(biāo)準(zhǔn)與水環(huán)境質(zhì)量之間存在較大落差、神定河控制斷面水環(huán)境質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的問題，研發(fā)了適合水源區(qū)的多重人工強(qiáng)化生態(tài)緩沖帶污染削減技術(shù)。
這一技術(shù)包括土壤包氣帶緩沖屏障、水平潛流人工濕地、表面流人工濕地、復(fù)合生物基生態(tài)浮島、微氣泡曝氣—菌藻生物膜污染削減技術(shù)，通過其有機(jī)結(jié)合解決微超標(biāo)、低濃度氮磷污染地表水的經(jīng)濟(jì)修復(fù)技術(shù)問題。
復(fù)合生物基生態(tài)浮島除具有傳統(tǒng)生態(tài)浮島的植物凈化作用外，還具有吸附、沉淀、離子交換、生物降解等性能，明顯提高了對(duì)河流水質(zhì)凈化的效率，比傳統(tǒng)生態(tài)浮島對(duì)污染物的去除率提高了21%~35%。
此外，微曝氣—藻菌生物膜體系由彈性填料構(gòu)建，在水中呈立體均勻排列輻射狀態(tài)，比表面積大、透光性好，利于藻類的生長(zhǎng)，微生物和藻類的共生關(guān)系強(qiáng)化了水體的自凈功能，對(duì)污染物的去除率均得到有效提升，適合高水質(zhì)要求的水源區(qū)入河污染削減及河道原位水質(zhì)凈化。
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