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基于透明度提升的城市湖泊生境改善技术

时间:2021-03-01 16:57      浏览次数:       来源: 无锡市生态环境局       字号:[ ]

  

先进环保治理技术展示

  

技术名称  

基于透明度提升的城市湖泊生境改善技术  

技术领域  

水体生态修复  

技术来源与知识产权概况  

  技术来源于国家“十三五”水专项自主研发和优化集成。已授权国家发明专利2项、实用新型专利5项,申请发国家明专利5项;发表论文2篇。  

核心技术及产品介绍(工艺流程图)  

  一、工艺流程

  工艺流程为湖泊生境调查透明度提升限制因子分析沉水植物恢复适宜区域判定水体透明度提升水位调控与水动力优化沉积物固着。具体如下:

  1、湖泊生境调查与透明度提升限制因子分析:开展湖泊水质、底质和水生态系统调查,视情况补充调查湖泊污染输入、湖泊形态、水文水动力等内容。在以上资料基础上分析湖泊生境条件及存在的问题,判断影响水体透明度提升的主要限制因子是外源污染、沉积物释放、浮游植物及代谢产物、无机颗粒物、水位水动力条件、营养盐浓度等。

  2、沉水植物恢复适宜区域判定:以真光层深度与水深之间的关系为基准,判定沉水植物恢复适宜区域,其中真光层/水深Qi≥1为适宜恢复区,0.75Qi1为过渡区,Qi≤0.75为暂不适宜区域。

  3、水下光照提升:水下光照提升分为长效提升和应急提升两种措施。长效提升措施主要包括水生动物控藻、人工水草附着等技术,其中水生动物控制主要利用螺蚌等滤食性生物的摄食作用,螺蚌投放种类以环棱螺、三角帆蚌为主,最佳投放密度范围为0.1-0.5 kg/m2,三角帆蚌规格壳长6-10 cm左右为宜;蚌类的投放方式以模块化立体投放为宜,可以增加成活率,螺类以直接投撒为主;人工水草以底基固定为宜,垂直投影覆盖率30%为宜;应急提升措施包括投加改性黏土矿物絮凝剂和自然光照水下补偿技术,其中改性黏土矿物絮凝剂投加量在50-200 mg/L

  4、基于水生植物恢复的城市湖泊水动力优化与水位调控:在沉水植物恢复初期和冬春季节水草萌芽期适当降低水位,提高水体真光层/水深Qi1.0以上,提高沉水植物存活率;在沿岸区域进行水下地形改造,构建消浪带,降低水动力扰动。

  5、沉积物改善:选择热处理后的凹土作为固化材料,并用镧和铝两种金属盐对其进行改性,室内原位模拟覆盖实验结果表明,固化材料覆盖后上覆水TPSRP有显著下降且上覆水pH平均高于空白组,并且固化材料覆盖后上覆水及沉积物中有效磷通量有显著地降低,从磷的赋存形态来看,固化剂覆盖后活性磷的含量降低,惰性磷含量明显增高。对底质改善材料添加后对沉积物微生物群落结构影响以及对沉水植物恢复生长的影响进行研究,发现固化剂覆盖对表层沉积物中的解磷菌的分布有一定的抑制作用,此外,镧铝改性热处理凹土在较大程度上能促进狐尾藻的生长。 

 

  二、主要技术参数

  1、沉水植物恢复适宜区域快速判定:本研究提出以真光层深度与水深之间的关系为基准,判定沉水植物恢复适宜区域,其中真光层/水深Qi≥1为适宜恢复区,0.75Qi1为过渡区,Qi≤0.75为暂不适宜区域。

  2、螺蚌立体模块化投放生境改善:通过分析不同方式螺蚌投放对水体浮游藻类的控制效果,本研究提出了螺蚌立体模块化投放装置,有效提高螺蚌存活率,提高水质净效率,方便施工现场施工和检查。

  3、沉水植物恢复的水下日光补偿:通过研究沉水植物对光照强度的响应和光照强度随水深的变化规律,提出了一种用于沉水植物恢复的水下日光补偿装置及其使用方法,利用光导纤维将水体表面的光照传导至水下沉水植物生长的深度,补充沉水植物生长光照不足的问题。

  4、天然黏土矿物改性材料絮凝固化:制备了一种高效、廉价的底泥改善材料-镧铝改性热处理凹土,最大吸附量达到10.6 mg/g,可以显著降低沉积物中生活有效磷的含量及通量,并且稳定性较强,适用温度为440℃,适用pH范围为311,并对表层沉积物中的解磷菌的分布有一定的抑制作用,此外,镧铝改性热处理凹土在较大程度上能促进狐尾藻的生长。使用时,按材料与目标水体磷质量比500-100:1施用,单位面积0.5-1.0 kg/m2。  

应用案例  

  应用单位:无锡市太湖新城置业有限公司

  实际应用案例介绍:该技术在无锡市尚贤湖水体维护项目中得到应用,并编制了《无锡尚贤湖水环境治理及长效化运维管理实施方案》。项目自20206月完工以来,运行效果良好,水体透明度显著提高,沉水植被覆盖度大于55%,水质稳定在地表水环境质量标准III类。

  联系单位:无锡市太湖新城置业有限公司

  联系人:张宏胜

  电  话:15189822168

  E-mail:1439805546@qq.com

  地  址:无锡市太湖新城金融一街国联金融大厦10号楼19层  

联系方式  

  单位名称:生态环境部南京环境科学研究所  

  办公电话:025-85287265  

  联系人、联系电话:晁建颖、13675127511  

  地址:江苏省南京市蒋王庙街8号  

  单位简介:

  生态环境部南京环境科学研究所(以下简称“南京所”)成立于1978年,是生态环境部直属公益性科研机构,也是我国最早开展环境保护科研的院所之一。自成立以来,一直以生态保护与农村环境为主要研究方向,致力于前瞻性、战略性、基础性及应用性环境课题的研究。科研范围涵盖生态系统评估与保护修复、生物安全、自然保护地环境管理、生态文明建设与规划、土壤环境基准与标准、农村环境保护与面源污染控制、农用化学品污染防治、固废管理与污染防治、流域水污染防治、环境规划与战略评价等10个研究方向32个研究领域。依托相关研究成果,我所还在生态环境保护规划、有机产品认证咨询、农用化学品环境安全评估、污染场地修复及环境工程等方面开展了广泛的技术咨询工作。

  南京所现有在职职工578人,其中中国工程院院士1名、高级职称130人、博士153人、硕士323人,形成了一支以知名专家为引领、各领域科研骨干为依托、青壮年科技人员为主体的创新人才队伍。南京所占地2.5公顷、建筑面积2.7万平方米。已建成国家环境保护农药环境评价与污染控制、国家环境保护生物安全、国家环境保护土壤环境管理与污染控制三个部级重点实验室,装备了国内一流的仪器设备千余台(套)。

  建所四十年来,共完成大、中型项目千余项,在国内外重要学术期刊上发表论文2400余篇,出版专著110余部,获得国家发明和实用新型专利520余项,获国家和省部级科技进步奖60余项,“十二五”以来,全所共主持制订并由国家相关部委颁布实施了150项国家环境保护标准、技术规范、技术政策等。  

 

 

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