全國流域生態(tài)保護(hù)與水污染控制會議報告

1、第三屆全國流域生態(tài)保護(hù)與水污染控制研討會隨著水污染防治行動方案、生態(tài)文明體制改革總體方案和國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十三個五年規(guī)劃綱要頒布，我國對生態(tài)環(huán)境保護(hù)、加大環(huán)境治理、提高環(huán)境質(zhì)量提出了新的更高要求。為加快流域、湖泊生態(tài)保護(hù)與水污染防治，消除黑臭水體，推進(jìn)“山水林田湖”保護(hù)與修復(fù)，建設(shè)海綿城市，發(fā)揮科技支撐作用，由中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會、環(huán)境保護(hù)部南京環(huán)境科學(xué)研究所聯(lián)合主辦“第三屆全國流域生態(tài)保護(hù)與水污染控制研討會”，擬定于2016年7月21日-22日在青海省西寧市舉辦。會議的主題是：強化科技支撐，推進(jìn)“山水林田湖”保護(hù)與修復(fù)。本次會議的主要議題是：1、流域水污染控制與水體生態(tài)修復(fù)；2、河湖生態(tài)保護(hù)

2、與監(jiān)控預(yù)警；3、城市及工業(yè)水污染控制與海綿城市建設(shè)。以下節(jié)選部分與會專家及學(xué)者主題報告：1水處理專項報告總體思路：針對湖蕩具有低污染地表水處理功能的特征，提出太湖流域湖蕩濕地重建、生態(tài)修復(fù)總體方案和滆湖生態(tài)修復(fù)工程方案。以河湖相聯(lián)的典型湖蕩滆湖和典型城市景觀湖泊西湖為重點研究區(qū)域，開展技術(shù)研發(fā)和工程示范，形成湖蕩濕地重建與生態(tài)修復(fù)的成套技術(shù)，削減入太湖污染負(fù)荷，改善太湖和西湖水環(huán)境質(zhì)量。1.1太湖流域湖蕩濕地特征量多、面廣：a.面積大于0.5km2的湖泊189個，總面積約3100km2；b. 面積大于1km2的湖泊100余個；c. 面積大于10平方公里的湖泊9個，面積2800余km2；湖泊全部

3、都是淺水湖泊，平均水深均小于2m1.2太湖流域湖蕩濕地主要環(huán)境問題1）湖蕩的環(huán)境壓力過大2）水體污染負(fù)荷過剩3）水質(zhì)急劇惡化、富營養(yǎng)化加劇4）生態(tài)系統(tǒng)明顯退化1.3太湖流域湖蕩濕地生態(tài)修復(fù)總體方案（看不清）1.4太湖流域湖蕩濕地生態(tài)修復(fù)研究思路1.4.1滆湖示范區(qū)（湖蕩濕地重建與生態(tài)修復(fù)技術(shù)與示范工程）1）集成技術(shù)a. 湖蕩河口區(qū)水體凈化能力增強和生態(tài)攔截技術(shù)b. 湖蕩淺水區(qū)生態(tài)修復(fù)及濕地重建技術(shù)c. 湖蕩生態(tài)系統(tǒng)調(diào)控與穩(wěn)定維持技術(shù)2）示范工程a. 入湖河口低污染水凈化能力增強示范b. 出湖河口的生態(tài)攔截工程c. 淺水區(qū)生態(tài)修復(fù)及濕地重建工程d. 生態(tài)系統(tǒng)調(diào)控與穩(wěn)定維持工程示范1.4.2西湖示

4、范區(qū)（城市景觀湖泊水環(huán)境改善技術(shù)與工程示范）1）水環(huán)境現(xiàn)狀、特點及問題a. 錢塘江引水入湖高氮負(fù)荷影響水質(zhì)b. 不同湖區(qū)水質(zhì)時空分布仍不均勻，引排水格局應(yīng)進(jìn)一步優(yōu)化c. 春季生絲狀藻水華暴發(fā)影響沉水植物恢復(fù)和水體景觀d. 外源輸入和內(nèi)源釋放通量不明確2）集成技術(shù)a. 引水優(yōu)化配置及生物生態(tài)降氮水質(zhì)改善技術(shù)b. 咼含水率咼有機質(zhì)的內(nèi)源控制技術(shù)3）示范工程a. 西湖外湖生態(tài)調(diào)水示范工程（最大引水規(guī)模約7萬m3/日）過蘇堤的形式：采用通橋孔模式工程總投資1322萬元，年運行費255萬元b. 大規(guī)模引水的高效降氮示范工程（5萬t/d）建設(shè)費用為4556.52萬元，水力負(fù)荷為6m3/m2h,氮負(fù)荷為0.

5、15kgN0-N/（m3d）；降氮運行費用小于0.2元/m3；出水達(dá)到地表水四類標(biāo)準(zhǔn)，3TN小于1.5mg/Lc. 低等植物異常增殖生態(tài)調(diào)控示范工程（0.84km2）工程規(guī)模：湖西和小南湖，總面積44350萬m3；集成技術(shù)：斑塊鑲嵌、耐牧食生境營造、底質(zhì)生態(tài)基質(zhì)改善關(guān)鍵技術(shù)1：入湖口跌水/導(dǎo)流水力調(diào)控與強化凈化技術(shù)問題：入湖河口區(qū)水力負(fù)荷大、河水導(dǎo)入困難、污染程度高，負(fù)荷削減難研發(fā)：導(dǎo)流潛壩為特征的入湖河口前置庫技術(shù)，結(jié)合風(fēng)光互補曝氣-生態(tài)浮床-固定化微生物組合的強化凈化技術(shù)，增強系統(tǒng)的凈化能力適用：湖泊污染物攔截與生態(tài)修復(fù)技術(shù)參數(shù)：1.導(dǎo)流壩：迎水坡坡比3:1至2:1，背水坡坡比1:1至1:

6、3，壩頂寬1至5m；壩尾與壩頭的弧度30-40度；2生態(tài)攔截區(qū)：3000-6000m2，挺水植物，形成攔截屏障；3強化凈化區(qū)：4000-7000m2，浮葉植物，設(shè)置生態(tài)浮床、風(fēng)光互補曝氣裝置；4深度凈化區(qū)：4000-7000m2，挺水植物+少量浮葉植物；5.生態(tài)穩(wěn)定區(qū)：4000-10000m2，沉水植物，放置螺、蚌等。效果：去除COD30%、TN和TP30%-40%、SS50%。關(guān)鍵技術(shù)2：淺水區(qū)植被恢復(fù)與濕地重建技術(shù)問題：淺水區(qū)水體透明度較差，沉水植被幾乎消亡，岸邊帶植物較少研發(fā)：淺水區(qū)生境改善技術(shù)+淺水區(qū)植被恢復(fù)誘導(dǎo)技術(shù)，使各群落互補共生以適應(yīng)季節(jié)變化和環(huán)境污染及災(zāi)變，實現(xiàn)群落自然演替技術(shù)

7、參數(shù)：1半封閉圍隔：可移動，彈性幅度25m；2底質(zhì)改良溝渠：溝渠寬50cm，深50cm，間隔2m；3.防魚網(wǎng)：網(wǎng)目2-3cm；4木籬消浪帶：與坡面垂直，或10-15度，向外傾斜5沉筐輔助種植：沉筐規(guī)格50*80*50cm，筐孔小于2cm；6沉床輔助種植：可調(diào)節(jié)范圍水深30cm-2m；7.水生植物載體平臺：實現(xiàn)在深水或低透明度條件下的水生植物快速定點移栽。生境改善技術(shù)：（1）基地改造（a.水下地形整理b.底質(zhì)改良溝渠）（2）抑藻控藻（a.仿生式清藻b.半封閉圍隔擋藻）（3）破壞條件改善（a.防漁網(wǎng)b.木籬消浪帶）植被恢復(fù)誘導(dǎo)技術(shù)：（1）人工誘導(dǎo)（a.沉筐輔助種植b.沉床輔助種植c.植物載體平臺d

8、.群落配置鑲嵌e.季節(jié)交替種植）（2）引種擴繁（a.種菌快速繁育b.植株扦插）適用：陸地和湖泊水體之間的過度地帶的生態(tài)修復(fù)效果：TN降低24%，TP降低22%，水生植被覆蓋率50-80%。關(guān)鍵技術(shù)3：生態(tài)系統(tǒng)食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)的重塑與修復(fù)技術(shù)問題：注重較高營養(yǎng)級濾食性魚類，忽略了其他營養(yǎng)級魚類的作用。強調(diào)單一物種的作用，忽略了各水生生物之間的物質(zhì)循環(huán)規(guī)律。研發(fā)：在鰱鳙基礎(chǔ)上搭配鲴魚的食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化配置技術(shù)；水生動物與水生植被協(xié)同控磷除氮技術(shù)適用：富營養(yǎng)化湖泊除磷和生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)調(diào)整技術(shù)參數(shù)：鰱鳙生物量10-35g/m3、比例3:1-5:1,鲴類密度約10g/m2；蚌類20-43g/m2,螺類約43g/m

9、2。效果：TP去除率16-19%，葉綠素a18-38%。關(guān)鍵技術(shù)4：輕質(zhì)載體單級反硝化生物濾池降氮關(guān)鍵技術(shù)目前問題：十一五期間采用生物濾池-生態(tài)礫石床二級處理工藝，占地面積較大、且傳統(tǒng)濾料比重大、不易膨脹、易板結(jié)。針對錢塘江引水高氮低碳、西湖周邊可用土地少等特點，研發(fā)了輕質(zhì)載體反硝化降氮技術(shù)，結(jié)合進(jìn)水在線監(jiān)測手段，通過碳氧精確調(diào)控技術(shù)，實現(xiàn)30分鐘高效降氮。具有水力負(fù)荷高、占地少、產(chǎn)水率高、維護(hù)方便等特點。工藝流程：沉淀池出水-輕質(zhì)載體反硝化濾池-出水具體步驟：(1) 不同濾料載體篩選(2) 相同HRT不同水力負(fù)荷對脫氮效果的影響(3) 反應(yīng)器啟動時間優(yōu)化(4) 接種污泥的優(yōu)選和馴化(5) 脫

10、氮微生物固定化材料優(yōu)選(6) 現(xiàn)場中試技術(shù)參數(shù)：(1) 水力負(fù)荷：4-6m3/(m2h)、占地率小于0.01m2(m3d)；(2) 氮負(fù)荷：O.15kgNO3N(m3d)；水力停留時間:30分鐘；(3) 處理成本低于0.20元/m3?！笆濉逼陂g的改進(jìn)單級處理：降低占地率50%以上采用輕質(zhì)材料：減少反沖洗過程中消耗的水量和能耗采用上向流：擴大反應(yīng)器的缺氧反應(yīng)區(qū)域體積效果：總氮去除率超過40%，出水總氮濃度小于1.5mg/L關(guān)鍵技術(shù)5：湖蕩引、布、排水優(yōu)化技術(shù)(看不清)關(guān)鍵技術(shù)6：沉水植物穩(wěn)定化調(diào)控及生態(tài)位時空異質(zhì)控藻技術(shù)存在問題：針對西湖春季著生絲狀藻過量增殖，影響水體景觀；沉水植物恢復(fù)過程

11、中，魚類和底質(zhì)的影響，研發(fā)沉水植物穩(wěn)定化調(diào)控技術(shù)，采用沉水植物生態(tài)位時空異質(zhì)，功能一致性調(diào)控原理，通過沉水植物穩(wěn)定化調(diào)控模式和生態(tài)基質(zhì)改良措施，實現(xiàn)生態(tài)控藻。技術(shù)參數(shù)：采用苦草型、黑藻型、冠層高大型等三種生態(tài)位時空異質(zhì)性沉水植物進(jìn)行生態(tài)控藻，三種類型植物搭配組合為5:3:2，種植密度均為12叢/m2有待于深入研究和探討的問題:a. 大規(guī)模湖泊生態(tài)修復(fù)和生物操縱技術(shù)的科學(xué)參數(shù)b. 多因子復(fù)合脅迫下沉水植被的規(guī)?；迯?fù)技術(shù)c. 快速促進(jìn)和形成完整的生態(tài)系統(tǒng)自然修復(fù)和演替的生態(tài)調(diào)控技術(shù)2水生態(tài)治理理論與實踐（上海海洋大學(xué)王案例：合肥高新區(qū)柏堰湖生態(tài)修復(fù)及河道綜合整治設(shè)計兩個進(jìn)水口：1上游浮山路水渠進(jìn)

12、水口2東支渠進(jìn)水口兩個排水口：1現(xiàn)狀斑鳩堰河和柏堰湖交界處泄洪通道2.用于農(nóng)田灌溉的放水閘。沉水植物分布圖：沉水植物布置總面積：259243m2群落一：金魚藻+刺苦草1:4群落二：輪葉黑藻+刺苦草2:3群落三：矮生耐寒苦草群落四：金魚藻+輪葉黑藻1:4群落五：刺苦草+穗花狐尾藻4:1群落六：刺苦草+水毛茛3:2群落七：刺苦草+馬來眼子菜3:2群落八：大茨藻+輪葉黑藻1:4河道生態(tài)治理技術(shù)一微生物凈水技術(shù)（黑臭水體）沉水植物凈化污染負(fù)荷預(yù)估沉水植物布置面積合計為259243m2，各植物分布面積如表，則沉水植物對氮的貢獻(xiàn)約為9.3t/a，對磷的貢獻(xiàn)約為2.9t/a，可基本維持湖區(qū)水質(zhì)為四類。底質(zhì)預(yù)

13、處理（清於）清除項目水域土壤中病原微生物、害蟲、雜草種子等，從底泥上減少營養(yǎng)物質(zhì)釋放，處理方式為殺死土壤中的藻類抱子以及有害病原菌，中和土壤pH,改善生境環(huán)境。3改性生物質(zhì)炭在水處理中的應(yīng)用3.1研究背景3.1.1硝酸鹽與磷酸鹽吸附能力比選/生物質(zhì)炭與微生物聯(lián)合脫氮除磷（搖瓶批式試驗、曝氣生物濾床）3.1.2生物質(zhì)炭研究背景主要應(yīng)用于環(huán)境保護(hù)（碳固定、重金屬吸附、凈化水質(zhì)）、能源（直接燃燒、間接發(fā)電）、農(nóng)業(yè)（土壤改良、飼料添加劑）、副產(chǎn)品開發(fā)（生物質(zhì)油、裂解氣、木蠟液）3.2生物質(zhì)炭的制備方法*干法熱解氮氣條件10攝氏度/min300度，450度，600度*反應(yīng)時間：2h，篩選粒徑：0.5Tm

14、m黑色*濕法熱解加水200攝氏度1000psi5h深棕色*改性法添加殼聚糖溶液混合1:1干燥顆粒較大3.3改性生物質(zhì)炭吸附水體硝酸鹽潛力3.4改性生物質(zhì)炭吸附水體磷酸鹽潛力3.5改性生物質(zhì)炭與微生物聯(lián)合脫氮除磷*添加了殼聚糖的生物質(zhì)炭能夠?qū)⒅亟饘貾b的生物毒性減少60%*濕法生物質(zhì)炭呈弱酸性，干法生物質(zhì)炭呈堿性，可混合其他產(chǎn)品中和土壤酸堿度4光電催化污水處理4.1概念期雙供能水體污染去除裝備太陽能光伏系統(tǒng)、可調(diào)節(jié)固定系統(tǒng)、供能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)、漂浮系統(tǒng)、電極反應(yīng)系統(tǒng)4.2探索期與其他電極比較：a. 碳電極和石墨電極：是良好的陰極材料，但當(dāng)用作陽極材料時，特別是在酸性溶液中，其電化學(xué)氧化將

15、造成電極的損耗，容易使石墨膨脹，剝落。加上其機械強度低，易磨損，使用壽命短，故不適合用于污廢水處理。b. 鉛和鉛合金電極：鉛陽極具有致命的缺點，質(zhì)量大，強度低，在使用中易發(fā)生彎曲變形，造成短路，降低電流效率，鉛陽極的導(dǎo)電性能不好，電能消耗比較大，故不合適c. 鐵電極：通電及處于酸堿溶液狀態(tài)下，會加速鐵板的銹蝕，影響其壽命。設(shè)備優(yōu)點：電極尺寸穩(wěn)定、工作電壓低、較大比表面積與催化活性，較高導(dǎo)電性電流密度、極板間距、溫度、鹽度、pH值等參數(shù)的優(yōu)化*DSA電極的SEM掃描圖*DSA電極的CV曲線圖案例：太陽能-電催化處理黑臭水體模擬黑臭水體：江南多云天氣條件下，每塊標(biāo)準(zhǔn)光伏板日處理能力為150L,以下

16、為各指標(biāo)去除效果：葉綠素153mg/L下降到3.13mg/L，去除率98%；溶解氧0.67mg/L上升到8.23mg/L，接近飽和溶氧；SS含量去除率99%，氨氮去除率99%,COD去除率76%，TN去除率63%，TP去除率46%運維成本:按使用年限10-15年，處理水量1095-1643方，維護(hù)成本0.05元/天，若添加外接電源，耗電量4千瓦（約合3元/天）處理能力提高3倍，處理成本折合0.2元/噸水展望應(yīng)用領(lǐng)域：*太陽能-電-催化系統(tǒng)（工業(yè)企業(yè)污水治理）*可移動集成裝備（大水域污水治理）5新生污染物（上海交大何義亮教授）5.1抗生素*有36種高檢出率抗生素，總使用量92700噸，獸用抗生素

17、量占到總量的84.3%；*華北和華南地區(qū)的流域的抗生素使用密度比西部地區(qū)的流域高6倍以上；*人口密集區(qū)如京津翼、長三角及珠三角地區(qū)抗生素排放密度大。5.2內(nèi)分泌干擾物5.2.1 雙酚A（BPA）該污染物的主要來源包括污水處理廠出水及垃圾填埋場滲濾液。5.2.2 雌酮（E1）雌酮多數(shù)來源于動物與人的排泄物，城鎮(zhèn)污水處理廠出水以及畜牧業(yè)廢水是水中天然雌激素的主要來源，尤其是人口高密度地區(qū)。5.2.3 EDCs-以17a-乙炔基雌二醇（EE2）為例*EE2主要作為避孕藥的有效成分（全球8.9%的女性使用），全球范圍內(nèi)EE2一般檢出最大濃度在1-40ng/L之間*EE2檢出濃度存在地域差異，其差異與使用量有關(guān)5.3納米材料的木馬角色*Limbach等報道一些過渡金屬的納米顆粒的木馬角色*Pack等也報道了納米銀導(dǎo)致的細(xì)胞毒性是基于木馬機理*Moore等報道包裹了多環(huán)芳烴蔗糖聚酯納米粒子的細(xì)