太湖流域苕溪农业面源污染河流综合整治技术集成与示范工程.doc

水体污染控制与治理科技重大专项自评价报告提纲一、概况（说明目标、任务及考核指标和其他基本情况）1、研究目标针对苕溪小流域区域生态环境功能、面源污染发生类别差异、经济社会与产业结构特征，选择典型小流域区域类型开展面源污染控制技术研发与工程应用。重点阐明其面源污染的发生特征及其对河流水环境质量的影响机制，开发基于空间技术的源头小流域面源污染时空源强解析与溯源量化技术。在突破典型小流域水土流失控制、经济林面源污染控制、旅游区面源污染控制、农田氮磷排放控制、养殖废水污染控制和废水资源再利用、典型小流域种植养殖复合型农业面源污染综合整治等关键技术的基础上，重点通过技术组装、配套，集成农林结合型小流域污染源源头减量和过程阻控耦联技术、太湖源头集约化经济林旅游复合型小流域污染物削减技术与生态修复技术和平原河网小流域复合农业面源污染控制技术，建成相关成套技术示范工程，削减小流域氮磷及水土等面源污染物3050%，实现苕溪流域典型小流域水生态环境明显改善的目标。2、研究内容及任务分解（1）太湖源小流域旅游集镇型面源污染控制技术与示范 生态旅游面源污染的环境容量研究与控制策略系统调查太湖源镇生态旅游的客流季节动态变化、观光经营点空间分布、旅游线路空间布局、以及现有废弃物处理处置现状等基础数据，以环境经济学及数量经济学为技术手段，以区域水环境承载力理论与技术为指导，并结合旅游区中长期发展与规划，全面研究太湖源镇在观光旅游过程中诱导的面源污染对水环境质量安全隐患以及环境经济损益，量化旅游业背景下的太湖源镇水环境承载力及其容量，并从环境经济与政策角度制定宏观调控方案。观光区面源污染控制技术革新与示范针对观光点/区呈现多而散、全而小、泛而杂等特点，从地理空间尺度量化表征典型面源污染物（以生活污水为主）的发生强度与规律，以生态消化就地利用适度转移的原则，以生态化资源化无害化为技术的控制原则，充分利用景观边缘区土地利用潜能及废弃物处理中心优势，开发观光区面源污染物的就地处置和综合利用等关键技术。选取太湖源镇代表性旅游区进行革新面源污染控制技术示范。源头小流域雷竹生产污染源与生态拦截控制技术研究与示范重点研究雷竹养分需求规律、优化施肥技术、林地土壤管理技术。开展雷竹地表径流发生过程、养分损失过程及氮磷排放通量的研究。开展控制雷竹林地养分损失的生物隔离带技术研究。观光源头山地村镇面源污水氮磷资源再利用与雷竹生产养分需求耦联控制技术研究与示范重点研究源头村镇面源污水氮磷养分与雷竹水分养分再利用优化配置技术，利用村镇平坡地雷竹生产区，构建源头山地村镇面源污水与雷竹区的高效复合处置系统，研究氮磷养分循环利用的优化技术。（2）四岭小流域农林结合型面源污染控制技术与示范库区水土流失与典型地块的养分迁输特征获取气象、地形、水文、土壤、土地利用等多类型多来源数据，通过典型地块氮、磷等污染物输出规律的原位实测研究，掌握典型农林生态系统的养分迁输特征及时空变化规律。根据小流域面源污染源-强基本规律、演变趋势及其流域的水质响应，排查面源污染发生的时空制约与关键区块。典型地块的适地养分管理技术研究根据小流域气候条件、经济作物（毛竹林、梨树、茶叶）目标期望产量、土壤氮磷养分供应能力、以及社会经济水平等因素，基于适地养分管理技术原理（SSNM），研发适合四岭小流域典型经济林地的适地养分管理技术，衡算生态安全施肥量；研制适用于竹林、茶叶、梨树等经济作物的环境友好新型肥料，替代当地常规经济作物的有机肥与化肥，削减农业面源污染物发生量，同时确保产量与品质的稳定提升。典型地块营养盐原位截留技术研究四岭梨树、茶叶等经济作物的特征是作物的有机肥施用量大、坡度大、表土裸露现象突出、水土养分流失严重，针对这一现象，采用因地制宜、利用为主、截留为辅的原则，研发适合四岭小流域其水土流失控制技术，并与养分管理技术相耦联。建设库区上游经济林污染源综合控制技术示范工程，有效削减小流域的源头污染物。（3）中苕溪小流域综合型面源污染控制技术与示范山区平原小流域复合农业面源污染产生规律、污染负荷及其控制目标选择西山村小流域为代表，调查获取气象、地形、水文、土地利用方式、土壤类型和性质、施肥水平、农业种植和养殖结构、生产水平及其空间配置等来源数据。通过典型地点（稻田、林地、茶园、养殖基地）氮、磷等污染物输出规律的原位研究，结合山区平原小流域模型分析，掌握小流域复合农业面源污染产生规律、污染负荷，明确主控区，制定污染控制目标和方案。比较不同类型小流域面源污染发生规律和对河流水质影响机制的异同，为研究苕溪流域面源污染发生规律和污染负荷估算提供基础。选择漕桥溪小流域为代表，在分析现有资料的基础上，借助本项目其他课题对流域的自然和人文信息进行调查和整理以及建立的流域基本信息数据库，以相关模型为支撑，结合水质动态监测数据，定量化污染负荷，获取小流域面源污染负荷的空间分布规律，辨识出污染的关键区。结合污染源调查资料排查污染发生的时空制约，明确主控区，制定具体目标和削减方案。提出小流域污染物最佳削减方案。构建一套农业面源污染负荷削减分配方案，提出径山示范区河流基础水质动态变化规律和各示范工程实施后河流水质改善效果检测报告，为评估各子课题实施的示范工程对河流水质改善的贡献提供依据。 种植-养殖业最佳管理集成技术重点研究种种耦合-种养结合-投入减量与结构优化的污染削减耦联集成技术，包括：种植业周年的生态位配置技术，中小规模养猪的清洁生产与污染物减排，猪鸭养殖废水农田回用等关键技术的集成系统，构建低污染型农林牧复合生态产业链系统；在研究稻田和集约化雷竹种植中氮磷投入减量、投入结构优化、优化配置和污染过程阻控技术的基础上，探讨有机物料循环利用的竹-稻的循环经济示范模式，构建雷竹-稻田复合循环农业系统，集成稻-绿肥轮作制度优化的复合污染源头减量与生态截留一体化耦联化技术。污染过程阻断的高效多级沟-塘系统构建与水质生态修复技术利用山区平原区废弃小河沟、小河道建设生态消纳区，重点研究基于农田沟渠带的污染物高效拦截生态氧化沟渠和缓冲塘构建技术，有效汇集和消纳区域内各种输移来源的污染物，有效阻控污染物通过地表径流和其它流失途径进入河流水体。重点研究基于稻田污染物消纳功能的小流域综合治理工程尾水控制技术及示范。开展养殖-种植-生活社区复合控污农区缓冲塘构建技术研究，建设种植-养殖-生活社区缓冲塘污染物复合消纳控制系统示范工程。3、项目示范与配套条件本课题共有示范工程4项，分别介绍如下：（1）示范工程一：径山镇平原区小流域水质改善示范工程1）规模：500亩种植-养殖业最佳管理技术示范：300亩种植业土地养分消纳示范：12公里河道生物生态净化示范：100亩集约化家禽水产养殖清洁生产关键技术示范：2）地点：余杭区径山镇漕桥溪和西山小流域3）关键技术：低污染复合林农牧生态种、养殖技术；环保型桑基种植-河面养殖复合污染削减技术集成；农业面源污染过程阻断的人工湿地构建技术4）工程内容：种植-养殖业最佳管理技术示范：规模500亩；种植业土地养分消纳示范：规模300亩+1000平方米的缓冲塘；河道生物生态净化示范，规模12公里河道和600米护坡，以及7公里的河道水质监测；集约化家禽水产养殖清洁生产关键技术示范：规模年出栏肉鸭约56万羽，鱼塘100亩。5）总投资：720.0万元6）考核目标：核心示范区农艺节水20%，肥料利用率提高10-20%，氮素流失量减少30%，农作物秸秆资源化利用率达到75%以上，通过实施示范工程，实现核心示范区入河污染负荷削减3050。（2）示范工程二：农业面源污染控制与四岭水库饮用水安全保障技术示范工程（四岭水库部分）1）规模：15500亩典型地块养分管理示范；10亩营养盐原位生态拦截示范2）地点：余杭区鸬鸟镇3）关键技术：土壤养分限制因子识别技术、适地养分管理技术、生态拦截技术4）工程内容：典型地块养分管理和营养盐原位生态拦截示范工程，包括高效毛竹林示范区、高效果园（梨）示范区、高效茶园示范区；建设四岭水库有害藻华在线预警系统示范平台5）总投资：480.0万元6）考核目标：高效毛竹林流失养分减少20%以上，竹材增产率20%-30；高产果园保持现有产量基础上氮磷投入减量20-30；梨园流失养分减少30%以上。 （3）示范工程三：太湖源旅游观光景点面源污染控制示范工程1）规模：服务面积18km2，服务人口数3000人。2）项目地点：临安市太湖源镇白沙村、碧棕村3）关键技术：地表拦截和阻控关键技术4）工程内容：针对相对集中的观光型面源，选择40户农家乐饭店为一组，处理水量为50m3/d；高效人工湿地示范工程1个。5）总投资：300.0万元6）考核目标：观光面源污染物减少80%，污染负荷降低80%。（4）示范工程四：太湖源不同区位雷竹种植区养分流失综合控制示范工程1）规模：示范区雷竹1000亩。2）地点：临安市太湖源镇南庄村、射干村3）关键技术：经济林优化施肥技术、林地土壤管理技术、生物隔离带及生态拦截技术4）工程内容：建立经济林优化施肥技术、林地土壤管理技术示范区4个；构建生物隔离带技术及生态拦截技术等示范工程4个，总长度2km。总投资：500.0万元5）考核目标：雷竹林地氮磷投入减量20-30，流失减少30。责任单位：余杭区、临安市人民政府。实施单位：余杭区径山镇、鸬鸟镇，临安市太湖源镇。主要依托工程：余杭区乡村清洁工程，余杭区径山污水处理工程，太湖源镇污水处理及污水管网工程，杭嘉湖地区村庄垃圾收运处理工程，杭嘉湖地区村庄生活污水处理工程等。总投资：2000万元。4、预期成果（1）在提出小流域/区域污染形成机制的基础上，创新小流域/区域农业面源污染物源头减量与生态截留一体化/耦联化技术，建成平原区小流域水质改善示范工程、四岭小流域农业面源污染控制与饮用水安全保障示范工程、太湖源旅游观光景点面源污染控制与不同区位雷竹种植区养分流失综合控制示范工程等典型的小流域/区域污染综合整治示范工程。（2）申请专利6-8项，其中发明专利2-3项；获得专利2-3项。（3）发表研究论文10篇，其中SCI、EI 5篇以上。（4）小流域氮磷及水土面源污染物削减方案与管理指南1份。（5）培养硕士生10人、博士生5人、博士后1-2人。培训当地技术人员500人次。5、考核指标（1）高效毛竹林流失养分减少20%以上，竹材增产率20%-30；（2）雷竹和高产果园保持现有产量基础上氮磷投入减量20-30；竹园果园流失养分减少30%以上；（3）通过实施核心示范区的建设，实现核心示范区入河污染负荷减少30-50，主要水质指标明显改善；（4）小流域河流和水库水体水质稳定，示范工程和依托工程全部实施后，营养盐削减率达20%以上，河流和水库总体水质达标率显著提高；（5）旅游区垃圾处置率达到90%，污水处理率>60%，研究区旅游业生态化指标达标率显著提高。二、实施情况1目标、任务总体完成情况采用列表对比的方式，详细阐述各项目标、考核指标的完成情况，包括知识产权任务和目标完成情况。未完成任务目标的，应当予以说明；（1）预期成果完成情况序号预定成果完成情况1在提出小流域/区域污染形成机制的基础上，创新小流域/区域农业面源污染物源头减量与生态截留一体化/耦联化技术，建成平原区小流域水质改善示范工程、四岭小流域农业面源污染控制与饮用水安全保障示范工程、太湖源旅游观光景点面源污染控制与不同区位雷竹种植区养分流失综合控制示范工程等典型的小流域/区域污染综合整治示范工程课题实施后形成了小流域污染形成的机制，完成一系列的单项技术10项，关键性技术5项，及2套技术集成方案；按计划建成了4个示范工程2申请专利6-8项，其中发明专利2-3项；获得专利2-3项。已申请专利7项，其中发明专利3项；获得专利2项。3发表研究论文10篇，其中SCI、EI 5篇以上。发表研究论文17篇，其中SCI/EI为5篇。4小流域氮磷及水土面源污染物削减方案与管理指南1份。完成：小流域氮磷及水土面源污染物削减方案与管理指南和雷竹林污染综合控制指南各1份。5培养硕士生10人、博士生5人、博士后1-2人。培训当地技术人员500人次。培养硕士生12人、博士生5人、博士后2人。实际培训当地技术人员12500人次。（2）考核指标完成情况编号考核指标完成情况1高效毛竹林流失养分减少20%以上，竹材增产率20%-30高效毛竹林养分投入减少20-30%，流失养分减少20%，梨园养分流失减少30%，竹材增产率302雷竹和高产果园保持现有产量基础上氮磷投入减量20-30；竹园果园流失养分减少30%以上实际实施后，雷竹和高产果园保持现有产量基础上氮磷投入减量35；竹园果园流失养分减少40%以上3通过实施核心示范区的建设，实现核心示范区入河污染负荷减少30-50，主要水质指标明显改善通过实施核心示范区的建设，实现核心示范区入河污染负荷减少45，主要水质指标明显改善4小流域河流和水库水体水质稳定，示范工程和依托工程全部实施后，营养盐削减率达20%以上，河流和水库总体水质达标率显著提高小流域河流和水库水体水质稳定，示范工程和依托工程全部实施后，营养盐削减率达30%，河流和水库总体水质达标率显著提高5旅游区垃圾处置率达到90%，污水处理率>60%，研究区旅游业生态化指标达标率显著提高旅游区垃圾处置率达到95%，污水处理率70%，旅游业生态化指标达标率显著提高2对专项目标完成的作用情况详细说明与专项（项目）总体目标的关系，实施突破的关键技术和取得的成果对专项（项目）目标实现的实质性贡献和发挥的作用；本课题选择称之为“麻雀型”的 “四岭小流域”、“太湖源小流域”和“径山平原小流域”三个典型小流域为研究对象，分别代表了农林生产区、山区旅游开发区、平原农业综合区的小流域特征；针对小流域内的污染源现状、生态环境功能、经济社会与产业结构特征和水质保证要求，“解剖式”阐明其面源污染的发生特征及其对河流水环境的影响机制，开发基于空间技术的源头小流域面源污染时空源强解析与溯源量化技术。采用“统领削减、主攻源控、强化修复、系统提升”的总体设计思路，面向旅游集镇型、农林结合型、平原综合型、河网复合型等小流域/区域主要类别，采用分项分类与系统集成有机融合的技术研发思想，攻克涵盖旅游业、农业、林业、渔业、养殖业等面源污染控制技术难关，在突破典型小流域水土流失控制、经济林面源污染控制、村镇地表径流污染物阻控、旅游区面源污染控制、农田氮磷排放控制、养殖废水污染控制和废水资源再利用、平原区小流域种植养殖复合型农业面源污染综合整治等关键技术的基础上，重点通过技术组装、配套，集成农林结合型小流域污染源源头减量和过程阻控耦联技术、太湖源头集约化经济林旅游复合型小流域污染物削减技术与生态修复技术和平原河网小流域复合农业面源污染控制技术，建成相关成套技术示范工程，削减小流域区域氮磷及水土等面源污染物，实现苕溪流域典型小流域区域水生态环境明显改善的目标。本课题涵盖了项目的主要关键技术，更重要的是针对不同类型的小流域，提出不同的整合方案，可以是整个项目的集中反映与缩影，是项目重要的不可或缺的组成部分。本课题获得的突破性关键技术包括：太湖源旅游观光景区面源污染控制关键技术；微动力双循环同步脱氮除磷技术；小流域源解析和分配模型技术；立式发酵技术及设备；缓冲塘-稻田耦联技术。（1）太湖源旅游观光景区面源污染控制关键技术该技术的实施，可以有效处理“农家乐”生活污水，减少雷竹林地的肥料投入，既从源头上减少污染源的产生，又对生活污水氮磷资源进行了循环利用，达到了控制面源污染的目的。通过在太湖源小流域的推广应用，减少氮磷肥料投入分别为324和153吨，削减氮磷向水体排放43.7和2.76吨，改善了水质。（2）微动力双循环同步脱氮除磷技术本关键技术的主要功能是解决高浓度营养型有机废水的强化处理与水资源回用，并针对养殖场废水氮磷及有机质浓度高、C:N:P比例不合理及高盐度等特性。从应用效果来看，本关键技术对于养殖废水脱氮除磷及营养盐回收与达标排放等方面作用显著，因此本技术对于苕溪流域面源污染负荷减排，特别是针对养殖业及其它营养盐有机废水处理与污染减排方面具有突出的贡献。（3）小流域源解析和分配模型技术 通过参数设置,根据各种措施综合使用进行情景模拟,西山小流域内的农林系统全氮污染负荷可以下降到1595 kg/a, 平均削减比例可以达到20%, 全磷负荷可以下降到32.7 kg/a, 平均削减比例也可以达到20%。配合畜禽及生活垃圾处理措施，可以减除全氮44.6%，全磷49.4%，如果再配合氧化塘技术，全氮和全磷污染负荷削减率超过50%。（4）立式发酵技术及设备应用本设备后使区域内猪粪资源化处理达到90以上，可为本区域内1000多亩的竹园和1200多亩水田提供优质肥源，减少化肥使用，折合尿素14.0t，过磷酸钙31.1t，减少水体排放COD 49.35t，氨氮3.37t，全磷3. 73t，环境和经济效益显著。（5）缓冲塘-稻田耦联技术对西山小流域上流来水（污染源主要为生活污水和养殖污水）中的氮、磷营养元素有着很好的消纳处理作用，随着缓冲塘内水生植物的生长，以及利用稻田系统的消纳作用，预期总氮处理效果为75%以上，总磷处理效果为80%以上。据调查结果，西山小流域产生的氮磷污染负荷分别为：3605 kg/a和609 kg/a。因此缓冲塘湿地-稻田系统耦连技术工程年处理氮、磷污染物为：2704 kg/a和487 kg/a。为下游水体斜坑溪污染治理做出了巨大贡献。3主要成果产出情况对比国际同类技术或产品的技术、经济指标，说明突破的关键核心技术、形成自主知识产权的核心技术或产品；本课题获得的突破性关键技术：（1）太湖源旅游观光景区面源污染控制关键技术1）技术概述：通过小流域内主要污染来源的系统分析，明确了农家乐生活污水和雷竹集约经营中的氮磷流失是主要污染源，占小流域面源污染来源大概90%左右。因此，设计了针对“散布式”农家乐饭店生活污水排放现状，建立管道网络并统一纳入生态净化系统，并进行生活污水氮磷资源再利用与雷竹生产养分需求耦联；针对雷竹林过量施肥导致氮磷流失严重，对水质影响大的特点，开展雷竹专用肥研制与施用、林地养分管理、高效氮磷拦截植物篱筛选及营建等技术研发。对研发的技术进行示范与推广，实现了旅游观光景区面源污染控制及养分循环利用的目标。为苕溪流域污染物削减和水环境改善等做出贡献，为我国河流湖泊水污染治理提供了小流域水污染治理示范样板。2）主要技术工艺与技术参数：“农家乐”生活污水经格栅隔油池进行污水预处理后，经厌氧-间隙性曝气好氧后，一部分污水进入雷竹林地，供雷竹生长所需，剩余部分污水经人工湿地处理后直接进入河流。生活污水经人工湿地处理后，出水口水质主要指标达国家城镇污水处理厂污染物排施标准GB18918-2002一级A标准。污水雷竹林地利用后，不产生污染，并可减少肥料投入，产量保持稳定，经济效益明显。雷竹林立竹量一般保持在1200015000株/ha。母竹保留34年，年龄结构比例采用3:3:3:1。专用肥的研制生产与使用和林地养分管理技术的实施，与传统施肥相比，每亩氮、磷投入减少28.20和13.27kg，而氮、磷流失分别减少3.80和0.24kg，雷竹产量保持稳定。这在国内尚属于首次。红叶石楠金森女贞竹炭氮磷拦截篱和人工改造粗放雷竹林竹炭氮磷拦截篱技术的实施，经过植物拦截后，30 cm处氮、磷拦截量分别为38.50，7.90 kg/ha，拦截率达79.3%和87.8%。与过去相关的技术，本项技术的特点是简单易行，利于推广，拦截效率也达到了同类技术水平。该成套技术的工艺流程如下图所示。农户农户:格栅隔油池管道水解调节池间隙性O池格栅隔油池沉淀池200%回流液回流污泥出水池人工湿地河 流管道贮水池雷竹林地图 1面源污染控制关键技术的工艺流程如下图所示。格栅隔油池：主要是对生活污水进行预处理，除去手纸、饭粒、杂物等大颗粒悬浮物，隔除餐饮厨房浮油，并定期清理填埋。水解调节池：对进水进行均质混合、储存、调节、预酸化，使其浓度和水量能比较均衡地满足后续好氧工艺的要求。水解调节池设计成多段折流式，内装比表面积大、挂膜性好、脱膜容易、生物膜活性强的立体弹性填料，采用尼龙绳紧绷支架安装，结实牢固、耐腐蚀。通过弹性填料挂膜，使附着的兼性微生物进一步降解污水。间隙性氧池：接触氧化曝气池处理是一种好氧生物膜法和污泥法相结合的处理工艺，具有有机负荷高、处理时间短、占地面积小，并具有脱氮功能，不会产生污泥膨胀，运行比较灵活，管理维护简便等优点。沉淀池：接触氧化曝气工艺剩余污泥量少，但仍有部分剩余污泥和衰老生物膜脱落，随出水带出。故必须进行沉淀分离，以确保出水中的SS含量达标。一般情况下沉淀池污泥泵入曝气池，剩余污泥可进入水解调节池处理。如果剩余污泥量较多时，则可外排用作花卉、苗木有机肥。出水池：既是二级沉淀池，也是人工湿地调节池，配自控液位仪，对人工湿地进行配水。人工湿地：人工湿地是好氧与兼氧处理方式的一种，利用碎石表面和植物根系表面微生物系统的作用和植物本身的吸收作用，去除污水中的有机污染物和氮、磷，污染物总去除效率可以达到90%以上，达到净化水质的目的。被酸化的污水通过人工湿地时，污水中的污染因子交被人工湿地中的土壤微生物菌团及显地植物的发达根系联合作用而得到彻底的降解去除。这个处理系统将污水净化实现最终的达标排放，而污水的流动可以根据地势的高低实现自流，省去电泵的提升，可以节约一部分能源，降低运行费用。雷竹林地：根据雷竹生长所需的养分和水分情况，利用滴灌系统将污水灌溉到雷竹林地中，这样既净化了生活污水，又减少了由于施肥引起的面源污染，还可节省施肥费用，达到面源污水与雷竹生产养分需求的耦合。雷竹养分需求土壤肥力特征林地养分管理雷竹专用肥雷竹种植区养分流失综合控制技术高效氮磷拦截植物篱的生态拦截图 2 雷竹种植区养分流失综合控制技术雷竹专用肥研制与施用：研制了雷竹专用肥（NP2O5K2O=1668），并在生产中示范推广，肥料施肥量为3206 kg/ha。林地养分管理:5-6月份施发鞭肥。施肥量占年施肥量的30%，结合松土，深翻入土。8月-9月份施发芽肥。施肥量占年施肥量的30%，采用撒施，浅翻入土。11月-12月份施发笋肥。在覆盖前，施肥量占年施肥量的40%，铺施地表或加土覆盖。其它经营措施：松土：一年2次，结合施肥进行。56月份深翻松土，深2530cm。89月份浅翻松土，深1015cm；母竹留养：每年出笋盛期开始留养新母竹30004500株/ha。更新：立竹量一般保持在1200015000株/ha。母竹保留34年，年龄结构比例采用3:3:3:1；水分管理：35月份竹笋生长期，67月份竹鞭生长季节，89月份笋芽分化季节，如天气久晴不雨，降水不足，土壤干燥，竹林干旱，应及时补充水分，进行浇水；梅雨季，久雨不晴，土壤积水，需清沟排水。高效氮磷拦截植物篱的营建技术：建立红叶石楠金森女贞竹炭氮磷拦截篱和人工改造粗放雷竹林竹炭氮磷拦截篱营。3）主要技术经济指标日处理生活污水25吨。经人工湿地处理后，出水口水质主要指标达国家城镇污水处理厂污染物排施标准GB18918-2002一级A标准。污水雷竹林地利用后，不产生污染。雷竹专用肥的施用及养分优化管理技术，与传统施肥相比，每亩氮、磷投入减少28.20和13.27kg，而氮、磷流失分别减少3.80和0.24kg，雷竹产量保持稳定。经过植物拦截后，30 cm处氮、磷拦分别为38.50，7.90 kg/ha，拦截率达79.3%和87.8%。4）主要技术创新点该成果在调研了雷竹产区林地土壤肥力及水体污染现状的基础上，提出了雷竹林地养分优化管理技术，研制了雷竹专用肥和植物拦截等面源污染控制技术。筛选出红叶石楠和金叶女贞作为生物篱；利用传统经营的雷竹林建立了新型植物缓冲带，总氮、总磷拦截率分别达79.3%和87.8%，污染物拦截效果显著；创建了生活污水氮磷资源土壤吸纳和雷竹养分耦合再利用技术，实现了养分的循环利用。研究成果处于国内同类研究领先水平。（2）微动力双循环同步脱氮除磷技术1）技术概况：针对规模化养殖场废水来源集中、氮磷及有机质负荷大、生态处理成本高等特点，基于废水营养物生物脱除工艺原理与技术，通过穴式曝气布局、低强度曝气工艺、以及在线智能控制技术，研发了智能化微动力精准曝气技术。以“厌氧-缺氧/微氧”循环技术模式代替传统SBR的“厌氧-好氧” 曝气技术，通过分步进水法两次串联“厌氧-缺氧/微氧”组合，形成了独特的反硝化聚磷功能菌（DNPAOs）-SBR双循环技术运行工艺。通过pH-ORP实时监控系统提供智能反馈式自动化操作程序，在双循环工艺最优化调控模式下自动调控以反硝化聚磷菌为主体的同步脱氮除磷生物过程、并自动识别与纠正功能菌失效障碍，研制基于问题纠正的反馈式智能调控技术。在综合上述单项技术基础上，系统性地形成了微动力双循环同步脱氮除磷技术及其反应器，成功地应对碳源相对不足但氮磷负荷相对过高的高浓度禽畜养殖废水实现节能显著、成本低廉、出水优良的深度处理。2）技术工艺与技术参数以“厌氧-缺氧/微氧”循环技术模式代替传统SBR的“厌氧-好氧” 曝气技术，通过分步进水法两次串联“厌氧-缺氧/微氧”组合，形成了独特的DNPAOs-SBR双循环技术运行工艺。显著提高废水氮磷及有机质的脱除率，在典型HRT3天、SBR18天运行参数下，微动力双循环反硝化聚磷SBR组合技术可实现猪场废水TN、TP、BOD5去除率分别高达93.95%、99.26%和99.93%。在“厌氧-缺氧/微氧”运行工艺以及功能菌反硝化聚磷DNPAOs作用下，高浓度畜禽废水处理出水NO3-浓度（<20 mg/L）和输出负荷“双低”。主要通过智能化微动力精准曝气技术与pH-ORP反馈式智能调控技术，与传统SBR技术比较，节省运行成本1/31/2。厌氧缺氧厌氧微氧处理水排放首次废水排入二次废水排入过剩污泥排放曝气曝气一个运行周期 图 3微动力双循环同步脱氮除磷技术工艺基本流程3）技术设计：本项目开发的智能化微动力精准曝气技术主要通过通过ORP、pH数字反馈式传感器在线（时间间隔设定为1-3分）记录反应体系氧化还原势能及酸碱度变化，以反应相水体溶解氮DO不超过1.5mg/L为基准，自动地发出继续或停止曝气指令。在此基础上，通过二次分步进水法，诱导并强化同步脱氮除磷及有机质降解的反硝化聚磷功能菌DNPAOs生长与代谢活动，从有实现在不同的反应阶段高效低能耗地处理高浓度氮磷有机废水。4）主要技术经济指标显著提高废水氮磷及有机质的脱除率，在典型HRT3天、SBR18天运行参数下， 微动力双循环反硝化聚磷SBR组合技术可实现猪场废水TN、TP、BOD5去除率分别高达93.95%、99.26%和99.93%。在“厌氧-缺氧/微氧”运行工艺以及功能菌反硝化聚磷DNPAOs作用下，高浓度畜禽废水处理出水NO3-浓度（<20 mg/L）和输出负荷“双低”。 主要通过智能化微动力精准曝气技术与pH-ORP反馈式智能调控技术，与传统SBR技术比较，节省运行成本1/31/2。5）主要技术创新点( 若为原创，说明主要原创点)a.研发的微动力双循环同步脱氮除磷技术（DNPAOs-SBR）采用“厌氧-缺氧/微氧”运行模式，通过分步进水法两次串联“厌氧-缺氧/微氧”组合与微动力曝气技术，形成了独特的DNPAOs-SBR双循环技术运行工艺。b.双循环工艺条件下形成的脱硝聚磷细菌具有利用硝酸盐(部分亚硝酸盐)而不是自由氧作为电子受体的独特功能，聚磷的同时进行硝酸盐的还原作用。（3）小流域空间数据库的构建及小流域面源污染管理系统研制1）西山小流域基础数据库建设西山小流域数据库包括空间数据库和属性数据库，空间数据库包括利用2009年年底0.5米分辨率Worldview遥感影像解译的土地利用现状图，矢量化1:5万土壤图，90 m和30 m分辨率DEM，小流域水系图和道路图，各水质监测点空间分布图等估算小流域径流和污染物总量的空间数据。属性数据包括近30年的气象数据（日降雨、日均温），2009年不同时期各监测点的水质数据，主要类型土壤的理化分析数据等。在这些基础数据基础上完成土地利用及土壤数据库、水文及水质数据库、气象及农业管理数据库、社会经济统计数据库的建设。此外还建立了西山小流域图库，包括西山流域边界图、西山小流域土地利用图、西山小流域土壤图、西山小流域水系图、西山小流域道路图、西山小流域DEM图、西山小流域及其周边遥感影像图以及考察图片等。2）小流域面源污染管理系统采用Visual Basic 6.0和ESRI ArcEngine 9.2的控件开发了小流域面源污染管理系统。该系统除了具有常用GIS地图浏览功能，同时还可进行流域径流计算与污染迁移物计算。该系统根据国内外常用的径流及污染物源解析计算方法，结合西山小流域特点，在基于基础数据库支持下，根据不同断面水质监测数据，计算小流域径流量，并提供可以进行模型参数灵活修改的接口。既可以进行次降雨产流的计算，也可以进行一段时间的产流计算；同时结合水质采样点的数据，可以同时计算径流产生的总氮、总磷、CODcr、BOD5以及SS悬浮物总量等。图例区鹰眼区显示坐标 显示标注 状态条水系分布水质观测点菜单栏工具条图 4主窗体界面当已知降水日期，可以选择三种方式之一计算迁移物量；当未知降水日期仅可以选择自定义日期计算迁移物量设定降水日期，根据该日期可以自动计算土壤前期湿度。当降水日期未知时，需要人工设定土壤前期湿度。设置是否计算径流造成的迁移物输入次降水量(mm)图 5径流与迁移物计算操作界面该系统除了可以进行污染物总量现状估算，还可以通过设定各种面源污染控制措施方案，进行小流域污染物排放情景估算，从而实现小流域污染管理。图 6方案设置界面3）小流域水质水量耦合模型构建通过点击工具条上的径流计算按钮，出现如图2的界面，完成各种参数设置后便可进行径流、迁移物的估算。该模块包括径流估算、不同污染物估算两大模块。径流估算以美国水土保持局(Soil Conservation Service) SCS径流模型为基础，首先把小流域土地利用和土壤类型划分为不同的水文响应单元，采用SCS法提出一个径流曲线数(runoff curve number，记为)指标，再利用历史降雨资料或者实测获取前期土壤含水量，通过估计不同水文单元土壤的潜在入渗量，结合考虑土壤基流，和降雨结合起来进行小流域径流量估算。污染物总量估算主要针对面源污染部分，利用径流结合分布在小流域内的10个断面水质观测结果进行各污染负荷量估算。总污染负荷估算则是结合野外调查结果，将面源污染负荷、畜禽养殖污染负荷、水产养殖以及生活污水污染负荷进行加和获得。西山小流域污染负荷估算结果如下表：表 1 西山小流域污染源解析污染源类型年污染物排放量（kg）各类污染源所占比例%CODTNTPCODTNTP生活污水2861.0418.769.814.18.39.2畜禽养殖6533.51314.0496.432.226.065.3水产养殖4224.1675.9138.020.813.418.2农林系统6665.8 2642.255.732.952.37.3总量119.16 11.41 2.20 100.0100.0100.0对于西山小流域污染源解析发现，COD中畜禽养殖和农林系统最高，各约占1/3，全氮中農林系统最高，超50%，其次为畜禽养殖占1/4，而全磷则主要来自于畜禽养殖和水产养殖，分别占2/3和1/5。由此可知，对于农林-养殖混合小流域来说，污染源主要来自于农林系统和畜禽及水产养殖部分，农村生活污水并非主要来源。4）小流域管理措施效果预测参照各课题组减量施肥及管理措施的野外实测结果，对小流域污染进行了情景模拟。模拟参数如下表2所示：表 2各种处理措施对于氮和磷削减量数据来源处理名称常规施肥量全氮削减量%全磷削减量%雷竹林 太湖源常规施肥57.00优化施肥SSNM28.80微生物肥-33.6-30.4-45.2-57.9生草带植物篱灌木带植物篱-61.0-44.0粗放雷竹带-58.0-41.0-61.0-47.0毛竹园 四岭水库FFP31.01SSNM13.80-31.1-4.1茶园 四岭水库FFP17.94SSNM+C8.46-37.1-9.9早稻 径山对照12.5减量处理-20%-38.0-30.0晚稻 径山对照15减量处理-20%-43.0-35.5单季稻 径山对照18减量处理-20%-36.9-34.1图 7治理措施情景设置 通过参数设置，根据各种措施综合使用进行情景模拟,西山小流域内的农林系统全氮污染负荷可以下降到1595 kg/a, 平均削减比例可以达到20%, 全磷负荷可以下降到32.7 kg/a, 平均削减比例也可以达到20%。配合畜禽及生活垃圾处理措施，可以减除全氮44.6%，全磷49.4%，如果再配合氧化塘技术，全氮和全磷污染负荷削减率超过50%。（4）立式发酵技术及设备1）技术概述：本技术综合已有的达诺筒（Dano）等发酵技术、和托马斯发酵塔、约翰汤姆森发酵塔及其它泽西法塔式发酵技术的优点，创造性的采用自落式与抄板搅拌相结合，物料在塔体内部以S型路线行进，分散、传热、暴氧均匀，能耗明显降低，而且该设备具有自组装功能，可串联使用。应用该技术（系统）可在24h内实现畜禽粪便的无害化和基本腐熟，无害化达到GB8172要求，盆栽实验表明其对作物生长无不良影响。单套设备日处理畜禽粪便等有机物料310t，可满足养殖规模在5000头生猪及以下的中小型养殖场所用，也可用于有机肥生产企业，本设备占地面积小，操作简单，人力成本低，且无二次污染。已申请国家发明专利1项。（黄光国，林先贵，王一明。固体有机物立式发酵塔。申请号：200810242796.6，公开号：CN 101456764A，申请日：200