南方農(nóng)村水體污染綠狐尾藻生態(tài)治理技術(shù)
成果概況
成果類別: | 應(yīng)用技術(shù) | 體現(xiàn)形式: | 新技術(shù) | 課題來(lái)源: | 國(guó)家科技計(jì)劃 |
起止時(shí)間: | 2010.01 至2014.11 | 研究形式: | 獨(dú)立研究 | 所處階段: | 成熟應(yīng)用階段 |
成果屬性: | 原始性創(chuàng)新 |
成果簡(jiǎn)介
1、核心技術(shù)
針對(duì)我國(guó)南方農(nóng)村水體污染嚴(yán)重的現(xiàn)狀,中科院亞熱帶生態(tài)所以長(zhǎng)沙農(nóng)業(yè)環(huán)境觀測(cè)站為基地,研發(fā)了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的規(guī)模化養(yǎng)殖廢水和面源污染水體綜合治理技術(shù)組合,主要包括三項(xiàng)核心技術(shù),即稻草作為填充材料的基質(zhì)池治理廢水技術(shù)、用綠狐尾藻(Myriophyllum elatinoides Gaudich)構(gòu)建生態(tài)濕地消納污染水體氮磷的技術(shù)以及綠狐尾藻資源化利用技術(shù)。選用稻草及綠狐尾藻作為生物材料的最大優(yōu)勢(shì)在于:
稻草在南方地區(qū)可就地取材、成本低,而且對(duì)水體污染物的凈化強(qiáng)。稻草對(duì)廢水中COD、總氮及總磷的去除率分別為40~60%、50~70%、40~80%,顯著優(yōu)于活性炭、鋸木屑、生物質(zhì)碳等其他生物材料。
綠狐尾藻具有諸多突出優(yōu)點(diǎn):
1)生長(zhǎng)期長(zhǎng),全年5℃以上均可生長(zhǎng),在亞熱帶地區(qū)生長(zhǎng)期達(dá)10個(gè)月以上、且可順利越冬。
2)資源化利用潛力大,綠狐尾藻年產(chǎn)生物量達(dá)300~600t/ha,全株粗蛋白含量17.0%左右,無(wú)重金屬富集,營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高,具有很好的飼料開發(fā)潛力。
3)生態(tài)位窄,生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)低。綠狐尾藻耐高氮磷環(huán)境(TN 20~500mg N/L,TP 0.5~50mg P/L)、根系泌氧強(qiáng),可與水體底棲動(dòng)、植物共存,但不耐貧瘠、旱,且食草性害蟲多、與水生雜草競(jìng)爭(zhēng)性弱,在國(guó)內(nèi)不能結(jié)實(shí)僅靠營(yíng)養(yǎng)體繁殖,故自然擴(kuò)散能力弱、生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)低。
2、主要廢水治理模式
根據(jù)水體污染程度和污染物來(lái)源的差異,對(duì)上述三種核心治污技術(shù)進(jìn)行組裝集成,構(gòu)建了“綠狐尾藻濕地生態(tài)治理養(yǎng)殖廢水及資源化利用”、以“集水區(qū)為單元的農(nóng)田排水、農(nóng)村生活污水及零散的養(yǎng)殖廢水綜合治理”以及“綠狐尾藻濕地生態(tài)治理富營(yíng)養(yǎng)化水體”三種污水治理模式。
3、主要技術(shù)優(yōu)勢(shì)
與目前國(guó)內(nèi)外同類治理技術(shù)相比,本技術(shù)具有工程投資少、治理效果好且穩(wěn)定、運(yùn)行成本低的特點(diǎn)。治理年生豬存欄萬(wàn)頭規(guī)模的養(yǎng)殖廢水,本技術(shù)的工程投資約100~250萬(wàn)元,僅為同等規(guī)模下工廠化治污技術(shù)的30~40%,運(yùn)行成本僅為工廠化治污技術(shù)10%,且年收益約為50~100萬(wàn)元。綜合治理1 km2集水區(qū)的農(nóng)田排水和生活污水,本技術(shù)的工程造價(jià)約10~25萬(wàn)元,年收益與管理費(fèi)相當(dāng)。治理富營(yíng)養(yǎng)化河道水體,本技術(shù)的工程投資為20~50萬(wàn)元/km,僅占現(xiàn)有河道工程治理投資的20~40%,且年收益與管理費(fèi)相當(dāng)。
對(duì)湖南、浙江、江西、廣西及重慶等地72個(gè)治理示范點(diǎn)的監(jiān)測(cè)結(jié)果表明,治理工程末端出水中COD、氨氮及總磷濃度到達(dá)國(guó)家畜禽養(yǎng)殖廢水安全排放標(biāo)準(zhǔn)的1/5~1/3以下(GB18596-2001);對(duì)農(nóng)田排水的治理效果達(dá)國(guó)家地表水三類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(GB3838-2002);對(duì)農(nóng)田排水和農(nóng)村生活污水綜合治理達(dá)到城鎮(zhèn)生活污水排放的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)(GB18918-2002);對(duì)農(nóng)田排水、生活污水及零散養(yǎng)殖廢水綜合治理達(dá)到城鎮(zhèn)生活污水排放的一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)(GB18918-2002);治理的富營(yíng)養(yǎng)化河道水體中COD、氨氮及總磷降低60~80%,水體能見度超過(guò)1米。
4、成果創(chuàng)新性
(1)在國(guó)內(nèi)首次篩選出用于農(nóng)村水體污染生態(tài)治理的植物—綠狐尾藻,在我國(guó)南方具有生長(zhǎng)期長(zhǎng)、生物量大、水下根莖泌氧能力和對(duì)COD和氮磷的去除能力強(qiáng)等特點(diǎn),是構(gòu)建人工濕地實(shí)現(xiàn)氮磷資源化利用的最佳植物。
(2)用稻草作為填料的基質(zhì)池可消除廢水有害物質(zhì)對(duì)綠狐尾藻生長(zhǎng)的危害,解決了高濃度有機(jī)污染物環(huán)境下綠狐尾藻濕地不穩(wěn)定的技術(shù)難題;且稻草作為維持工程運(yùn)行的主要原料,資源豐富、成本低廉,保障了本技術(shù)應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)性。
(3)構(gòu)建了綠狐尾藻濕地生態(tài)治理養(yǎng)殖廢水、生活污水和農(nóng)田排水、富營(yíng)養(yǎng)化水體的三種技術(shù)模式,工藝流程科學(xué)、實(shí)用性強(qiáng)。
5、同行評(píng)議
研發(fā)期間本成果獲國(guó)家發(fā)明專利授權(quán)6件、申報(bào)1件,發(fā)表核心技術(shù)論文3篇,并于2014年12月委托湖南省農(nóng)學(xué)會(huì)組織專家進(jìn)行了成果鑒定。與會(huì)專家一致認(rèn)定:本成果具有重大技術(shù)突破,經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益顯著,具有良好的應(yīng)用推廣前景總體居于同類研究國(guó)際先進(jìn)水平,其中在治理規(guī)模化養(yǎng)殖廢水、農(nóng)田排水、農(nóng)村生活污水及富營(yíng)養(yǎng)化水體方面處于國(guó)際領(lǐng)先水平。
6、推廣應(yīng)用
本成果涉及的水污染治理技術(shù)已在湖南(長(zhǎng)沙)、浙江(嘉興、紹興、諸暨)、江西(萬(wàn)年)、廣西(富川)及重慶等地建成不同規(guī)模的養(yǎng)豬場(chǎng)(32個(gè)豬場(chǎng),50~70000頭存欄)廢水、農(nóng)田排水和生活污水(6個(gè)片區(qū),涉及農(nóng)田面積333.3ha、人口3000)及富營(yíng)養(yǎng)化河道水體(34條,治理總長(zhǎng)度約30km)等治理示范點(diǎn)72個(gè),治理效果顯著,社會(huì)反響良好。統(tǒng)計(jì)示范點(diǎn)(養(yǎng)豬場(chǎng)5個(gè),農(nóng)田排水、生活污水及養(yǎng)殖廢水綜合治理點(diǎn)3個(gè),河道1條)的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益,其中COD、總氮及總磷的累計(jì)減排總量分別達(dá)1003t、153t及23t,綠狐尾藻資源化利用收入81萬(wàn)元,節(jié)省企業(yè)超標(biāo)排污費(fèi)近400萬(wàn)元,實(shí)現(xiàn)了水體污染治理和經(jīng)濟(jì)收益的雙贏。
應(yīng)用前景
主要應(yīng)用行業(yè): | 水利、環(huán)境和公共設(shè)施管理業(yè) | 知識(shí)產(chǎn)權(quán)形式: | 專利 |
應(yīng)用狀態(tài): | 產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用 | 擬轉(zhuǎn)化方式: |
單位概況
完成單位: | 中國(guó)科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所 | ||
單位地址: | 湖南省長(zhǎng)沙市芙蓉區(qū)馬坡嶺 | ||
單位電話: | 0731-84615206;84615204 |
聯(lián)系方式
聯(lián)系人: | 劉守龍 | 聯(lián)系人電話: | 0731-84615206 | 聯(lián)系人Email: | along@isa.ac.cn |
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