技术集成成果分享|入湖河流低污染水净化成套技术
1、问题与技术需求
湖泊流域陆域由多个入湖河流小流域构成,入湖河流既是湖泊生态用水的补充者,又是污染物的输送者,其特殊的输移、转化、汇集、沉积等功能决定了其在湖泊流域中具有特殊地位和作用。太湖、巢湖、滇池、三峡水库、洱海等的主要入湖河流的水质为接近 V类或劣 V 类,河道生态破坏,河流自净能力丧失,河水浓度不高但水量变幅很大。入湖河流治理是湖泊污染治理中的重点和难点,亟须针对其输送低污染水的特点开展水质强化净化,并通过河道生态修复进一步提升水质净化功能。
2、成套技术组成
针对入湖河流水质净化的三个环节,即入河前净化环节、河道内水质净化环节、河口净化环节,集成形成“入河前净化-河道内强化净化-河口净化”一体的入湖河流低污染水净化与生态修复技术(图1)。
图1 入湖河流低污染水净化成套技术组成
(1)入河低污染水净化:对入河的多种类型的低污染水(如城镇地表径流、农村地表径流、农田退水等)进行净化,减轻入河负荷,包括雨污合流系统的溢流污水、厂矿区生活污水、地表径流(初期雨水)、降雨径流或农田排水产生的低浓度面源水等。
(2)河道内水质强化净化:对入湖河道内的河水进行原位或旁置强化净化,包括物理净化、生态净化、生物净化和生物生态联合净化等多种技术手段;对河道内污染底泥进行疏挖或原位处置,减轻内源释放污染。
(3)入湖河口水质净化:入湖河流往往存在着河口生态系统破坏、污染物拦截功能下降、湖口区动力供给难等问题,且雨季水力负荷不稳定,初期暴雨径流污染物浓度高,可以通过生态修复措施对入湖口进行污染物削减及水生态修复。
3、成套技术特点
技术创新性或突破的技术难点:针对多种类型的入河低污染水,突破经济可行的低污染水净化关键技术,包括溢流雨污水净化技术、厂矿混排污水净化技术、农灌退水沟渠塘拦截净化技术等。针对河道内低污染水水质提升的技术需求,突破河道内水体生物接触氧化-多级人工湿地技术,运管成本 0.05 元/t,大大低于传统水质净化模式,同时对水体生态毒性削减率达 78.5%;突破河道内生物膜处理技术,不占用土地,单位投资 200 元/m3,单位运行费用 0.09 元/m3,技术经济指标较优。针对接纳污水处理厂尾水的入湖河流,突破高氮低碳水质特征的河流全程水质改善技术,单位投资 840~1 040 元/m3,单位运行费用0.20 元/m3,技术经济指标较优,运行费用较低。
支撑课题情况:“十一五”期间,水专项共设置了相关课题 7 个;“十二五”期间,水专项设计了相关课题 6 个。
专利或标准规范支撑情况:入河低污染水净化成套技术申请专利 54 项,授权专利 35项,其中申请发明专利 43 项,授权发明专利 11 项,编制了《控污型乡镇雨水排放沟构建技术规范》《稳定塘-人工湿地污水处理工程技术规范》《入湖口污染物削减及水生态修复工程技术规范》等 4 项技术规范。
技术就绪水平提高情况:该成套技术整体就绪度水平由“十一五”时期之前的 3~4发展至“十二五”时期末的 6~7,预计“十三五”时期末达到 7~8。
技术不足与发展分析:针对不同特征入湖河流有针对性地进行技术集成,形成不同类型河流水质净化模式,进一步进行集成技术并推广应用,开展技术的规范化与标准化是“十三五”阶段技术发展的重点。
4、关键技术及其适用性
入湖河流低污染水净化成套技术主要技术清单见表1。
表1 入湖河流低污染水净化成套技术清单