案例概况 建设地点:新汴河子流域宿州淮河种业粮食产业联合体旱作农业区。 工程规模:农田氮源阻控2000亩,浅层地下水-地表水氮污染运移阻断渗透式反应墙1000m。 投运时间:2015年8月 验收情况:经过8个月的第三方跟踪监测,实施效果优于课题合同考核目标,通过验收。
工艺流程 (一)“集硝化抑制和吸附固持一体的氮污染物高效复合阻控集成技术”工艺流程如下: (1)通过肥料运筹、有机肥配施和引入豆科作物,从源头控制农田氮肥用量,减少因过量氮素造成的环境污染; (2)配施硝化抑制和吸附固持复合阻控剂,减缓硝态氮转化过程和增强材料的氨氮吸附功能,减少土壤硝态氮下渗,达到土壤氮素损失控制; (3)设置地下径流氮捕获生态池及地表径流生态拦截沟,提高排水中氮磷的拦截效率。 (二)、“多形式渗透式反应墙与河滨缓冲带耦合的浅层地下水氮污染联合阻断技术”工艺流程如下: (1)对于地下径流,采用渗透式反应墙进行拦截。首先,通过水文地质勘察及污染调查,并结合农田水利工程,因地制宜地构建浅层含水层渗透式反应墙拦截系统;其次,投加研发的富含零价铁和有机碳源的复合缓释功能材料,营造厌氧环境并为微生物提供电子供体,促进硝酸盐的化学还原及生物反硝化; (2)对于地表径流,采用河滨缓冲带技术进行截留。在农田入河端设置宽度适宜的河滨缓冲带,搭配乔木、灌木及地被层,进行农业面源氮污染物地表和地下截留。
污染防治效果和达标情况 该技术的实施实现了在作物不减产情况下,下渗进入浅层地下水硝酸盐总量削减40%以上,地下水向地表水排泄的硝酸盐去除率平均可达70%以上,营造了良好的河滨生态栖息地,实现了地下水水质与地表水水质的双重改善。 二次污染治理情况 二次污染物铵根及亚硝酸根离子平均浓度分别控制在0.5mg/L及0.1mg/L以内。 主要工艺运行和控制参数 在种植前翻耕时一次性施入3t/ha锰改性生物炭,玉米和小麦施氮总量分别为238kg/ha和210kg/ha(较常规施氮量减少30%),追肥期间分别配施23.8kg/ha和21.0kg/ha的硝化抑制剂(双氰胺),双氰胺量按追肥比例施用(2:4);浅层地下水埋深小于6米、入水硝酸盐浓度大于30mg/L,复合缓释功能材料与砂土墙体内填充比例1:1。 投资费用 根据材料配比及现场损耗情况核算吨水投资成本为0.54元。 运行费用 本技术利用天然地下水水力梯度进行氮污染物生物-化学脱除,无附加运行费用。 能源、资源节约和综合利用情况 本项目利用农业废弃物进行了金属改性生物炭的研发和制备,降低了材料成本,增加了技术的环境可持续性;同时,因地制宜,以废治废,利用小麦秸秆、木屑等农业废弃物,结合矿物材料天然多孔结构特征,进行了缓释碳源复合功能材料研发,不仅降低了秸秆焚烧带来的环境污染,同时增加了技术的可持续性及经济效益。
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