[01687050]徐州市受损地表水体的分散式污染控制与生态修复技术

针对我国地表水体普遍遭受污染的现状,为提高水环境质量、保障饮用水安全、保护人体健康,在住房和城乡建设部科技项目（2010-S1-13）、徐州市科技计划项目（XJ07061）的资助下,以徐州市地表水体为研究对象,采用复合式膜生物反应器对污水进行分散式再生利用处理,同时对已受损水体进行生态修复。 本技术的创新性主要有： ⑴在普通膜生物反应器（CMBR）的曝气池内投加悬浮生物填料,运行一段时间后填料上会生长一层生物膜,此时曝气池内同时具有活性污泥和生物膜,CMBR便成为了复合式膜生物反应器（HMBR）。采用HMBR处理城市污水,结果表明,对有机物而言,HMBR的COD和BOD5去除率分别为94.2%和98.5%,比CMBR均提高了3.8%;对营养物质而言,HMBR的氨氮、TN和TP去除率分别为97.2%、51%和81.5%,比CMBR分别提高了4.2%、13.7%和1.7%;HMBR对浊度的去除率与CMBR基本相同,但对色度的去除率比CMBR提高了8.2%。 ⑵HMBR表现出了良好的抵抗膜污染的能力,当跨膜压差（TMP）增长到20kPa时,HMBR运行了143d,而CMBR仅运行了57d。对HMBR内的胞外多聚物（EPS）的分布特性进行了研究,从EPS的角度对HMBR的膜污染控制原理进行了分析,结果表明,通过对LB-EPS的去除以改善活性污泥的物理性质,进而减缓滤饼层阻力的增长是HMBR有效控制膜污染的重要原因。对于S-EPS,可以认为在HMBR的运行条件下其含量的降低对滤饼层阻力的影响不大,而主要减缓了膜孔阻力Rp的增长（相同运行时间后实测结果为CMBR膜孔阻力的56%）,这是HMBR有效控制膜污染的另一重要原因。 ⑶在水力停留时间（HRT）为5h、污泥停留时间为（SRT）为10d的条件下长期运行HMBR处理奎河水,将其与HRT为10h、SRT为10d时相比较,结果表明,当HRT为5h时,HMBR出水各项指标的平均浓度分别为11.2mg/L、8.7mg/L、1.56mg/L、23.6mg/L、2.7mg/L,平均浊度和平均色度分别为0.23NTU和30度。出水经投加二氧化氯消毒后满足《城市污水再生利用 城市杂用水水质》（GB/T18920-2002）的相关要求,可作为奎河沿岸的绿化用水使用。 ⑷对骆马湖有草区和无草区水体和沉积物中N、P元素含量进行连续检测分析,结果表明,无草区水体中TN、TP含量高于有草区;有草区表层沉积物TN含量随时间变化明显,而无草区表层沉积物TN含量随时间的变化很小;有草区与无草区表层沉积物中TP含量随时间的变化无明显差异;有草区表层沉积物TN浓度基本上均高于无草区,而有草区表层沉积物TP浓度均低于无草区。 ⑸通过进行实验室的对比试验和云龙湖湿地生态修复工程的实际应用,比较了西伯利亚鸢尾和花叶麦冬的水质净化效果,发现西伯利亚鸢尾的净化效果明显优于花叶麦冬。 ⑹比较了多种水生植物对有机物及营养物质的去除效果,结果表明,对TN的去除率按由高到低排列依次为西伯利亚鸢尾（7.86%）＞菹草（7.71%）＞燕麦草（7.3%）＞伊乐藻（6.7%）=狐尾藻（6.7%）,对TP的去除率按由高到低排列依次为伊乐藻（8.75%）＞燕麦草（8.35%）＞菹草（8.09%）＞狐尾藻（7.63%）＞西伯利亚鸢尾（7.42%）。 本技术先后经历了实验室试验、中试及工程应用,技术较为成熟,适于推广应用。目前该技术还主要存在两个问题,一个是复合式膜生物反应器中剩余污泥如何处置,另一个是收割后的水生植物如何处置。初步考虑将剩余污泥和收割后的水生植物用于制作肥料。 近年获奖情况为： ⑴徐德兰撰写的《水生植物作用下浅水湖泊中营养盐（P、Fe、Mn）的分布特征及相关性研究》获2010～2011年度徐州市自然科学优秀学术论文评审活动中获优秀论文三等奖。 ⑵徐德兰撰写的《东太湖河流水生植物群落对磷及有机质的生态效应》论文,在第五届徐州科技论坛暨首届淮海生态健康论坛征文活动中获优秀论文一等奖。 ⑶徐德兰主持的《北美红杉树引种驯化技术研究》获2008年度徐州市科技进步二等奖。