“十二五”水專項洱海項目“入湖河流污染治理及清水產流機制修復關鍵技術與工程示范”(2012ZX07105-003)成果介紹示
課題研究背景
處于富營養化初期的湖泊洱海的污染負荷主要來自入湖河流,流域面源污染通過入湖河流輸入湖泊主體。根據規劃要求,洱海流域河流水質總體應達到地表水環境質量標準Ⅲ類水平,目前流域內多數入湖河流都處于水質超標的狀態,隨著流域人口增加和社會經濟的發展,水質負荷壓力會進一步變大,采取有效措施改善入湖河流水質是洱海保護亟需開展的重要工作。
2011年,根據國家水體污染控制與治理重大專項的總體安排,洱海流域設立了“入湖河流污染治理及清水產流機制修復關鍵技術與工程示范”課題(課題編號2012ZX07105-003),上海交通大學作為課題承擔單位,聯合中國環境科學研究院、大理大學和大理市水利水電管理總站等單位開展了課題研究工作。
針對洱海流域入湖河流面源污染嚴重、自凈能力下降、庫塘濕地退化等造成河流水質超標的環境問題,課題選擇洱海的入湖河流及其子流域為研究對象,在“十一五”研究的基礎上,以永安江及其子流域為工程示范區,以洱海南部及西部不同類型入湖河流為研究對象,研發與集成入湖河流清水產流機制修復整裝成套技術,編制綜合修復方案,通過對河流及子流域的污染特征分析、技術研發與工程示范,實現永安江水質綜合改善,形成入湖河流水污染防治的技術體系。
課題研究內容主要包括:東湖濕地生態修復及永安江水質改善技術研究及綜合示范;永安江清水養護區污染防治技術研究及工程示范;洱海南部和西部典型河流清水產流機制修復技術研究和方案編制。通過本課題的研究,編制完成洱海南部及西部典型河流清水產流機制修復綜合方案,形成清水養護區污染控制、濕地生態修復及沿河污染收集處理等關鍵技術,并建成永安江工程示范區,實現永安江水質綜合提高一個等級的目標。
控源截污、優化工藝,形成面源污染控制技術體系
形成分層生物濾池污水處理工藝,控制村落面源污染
基于洱海流域農村污水收集現狀,課題開發了農村污水收集與處理技術。通過對功能填料、跌水充氧與微生物氧化、潛流濕地等技術組合應用,形成了分層生物濾池污水處理工藝,優化了生物氧化、硝化和反硝化過程,達到有效去除氮磷營養物與有機物的目標。針對農村地區污水收集系統不健全、管道鋪設難度大的問題,提出分類收集的解決方案,建設村落雨污合流的截污溝收集系統,實現區域污染控制。工藝單元主要包括:村落生活污水→分區收集系統→分層生物濾池→強化潛流濕地→排入環境水體;污水處理的備選技術主要包括復合厭氧、組合生物濾池、中間池、人工濕地等,技術應用后,污水處理設備出水水質指標達到污水排放標準一級B水平,噸水建設成本在4000元~6000元之間,運行成本小于0.5元/米3。
構建入湖河流緩沖帶,攔截農田面源污染
基于洱海流域入湖河流受到農田徑流影響較大、農田中流失的氮磷等營養物質主要通過入湖河流流入洱海的現狀,課題在河道兩側建設緩沖帶,大幅度減少河道兩側的高強度人為干擾,同時發揮緩沖帶的氮磷攔截功能,將沿河的農田徑流進一步凈化,以保持與改善入湖河流水質。在此工藝中,以河道為軸心,依次向外進行不同類型功能區的布設,將近岸區(30m范圍內)強化凈化空間、較遠區域(30m~100m范圍內)環境友好種植空間和基本農田區生產空間順次排列,基本形成基于空間布局的面源污染控制體系。
研發潛流/表流近自然濕地技術,改善入湖河流水質
農業與農村面源是洱海流域北部入湖河流的主要污染源,河流中總氮、總磷等水質指標超標嚴重,很多月份處于Ⅴ類或劣Ⅴ類水平,不能滿足洱海流域水質目標要求。入湖河流還存在季節性水質波動較大的問題,即初期雨水帶來的地表徑流會造成水體濃度驟然升高;旱季污染物在岸上積存,河流水質壓力較雨季明顯降低。常規的污水處理工藝難以應用于濃度和水量的季節性波動河流,課題研發的潛流/表流近自然濕地通過蓄存凈化等方式,可以有效降低河水中的氮磷等營養鹽濃度,還可以營造自然濕地景觀,為生物多樣性恢復提供空間保障。工藝特點包括:以河流水質改善為目標,通過營造多級潛流/表流交錯濕地,構建好氧和兼氧區域,控制出水總氮濃度,同時通過種植沉水、挺水、浮葉植物,創造良好的水生生物棲息環境,以強化填料為核心,降低出水總磷濃度和懸浮物。
以清水入湖為核心目標,支撐地方政府治理河道
編制洱海源頭萬畝濕地建設工程方案
課題組接受地方委托,編制了《洱海源頭萬畝濕地建設工程——恢復東湖濕地建設工程實施方案》與《洱海源頭“萬畝濕地”建設工程—洱源縣大樹營生態濕地建設工程實施方案》,將課題組提出的村落污染控制及濕地生態修復技術應用在實際工程當中,兩個方案分別于2012年11月16日和2013年2月28日評審通過,目前工程方案已經實施完成,為課