建立中药材种植—加工废水处理生态链

　　南水北调中线工程水源区是我国典型的欠发达地区，特色中药材种植与加工是传统重点产业，坡耕地比重大、氮磷流失突出，乡镇生活污水处理率和达标排放率低，导致一系列地表水环境问题，对湖北汉库水质安全构成了威胁。

　　由中国地质大学(北京)负责的“湖北汉库汇水流域水质安全保障关键技术研究与示范课题”针对水源区湖北汉库突出的水污染问题，通过开展工程化的中药材加工废水达标处理技术、中药材生态种植与氮磷污染负荷削减技术、落后山区“一高三低”(高出水水质、低投资、低动力、低成本)的乡镇污水处理技术和入河生态屏障污染削减技术等研究，为顺利实施《丹江口水源区水污染防治和水土保持规划》和《丹江口库区及上游地区经济社会发展规划》，保障南水北调中线工程丹江口水库汇水流域水质安全提供了技术支撑。

　　当地传统重点产业污染大

　　建立中药材种植—加工废水处理生态链

　　水源区中药材种植业属于当地传统重点产业，种植面积达212万亩，其对进入库区的面源污染贡献率较高。传统中药材种植多集中在坡耕地，用肥量大、水土流失严重，导致水源区入库氮磷量超标。

　　课题组充分利用各类中药材在氮磷和有机质养分需求量、时间、光热水条件的差异，以及抗病虫害能力和根系水土保持作用的不同，开发了水源区坡耕地中药材生态种植模式、肥水调控与病虫无害化治理技术、多级阻控的生态净化技术，使得入库总氮总磷得到大规模削减，入库水质达到地表水Ⅲ类标准，经济效益得到很大提高，同时编制并发布了5项中药材生态种植地方规程。

　　中药材加工企业是当地经济体量重要组成部分，分布广、数量多、加工品种与工艺各异，废水具有排放量大、污染因子多、浓度高、波动大、难生化降解的特点，其达标处理技术一直是废水处理行业的难点。课题组在实验和应用研究的基础上开发了工程化的处理中药材加工废水的工艺——“强化物化预处理+双循环厌氧—好氧”达标处理技术，解决了常规厌氧处理反应器处理高浓度含有毒物质工业废水效能差、抗冲击负荷能力弱、运行成本高的问题。这一技术特别适合在中药材加工行业推广应用，与现有中药废水污染治理技术相比，化学需氧量排放总量减半，出水急性毒性稳定达标，处理成本低于同行业平均成本。

　　水源区无法照搬城市治污技术

　　在落后山区进行“一高三低” 污水处理

　　水源区是我国典型的欠发达地区，且大多属于山地和丘陵地区，发达城市采用的传统生活污水处理技术因其投资和运行费用高、技术要求难度大，很难在水源区乡镇推广应用。为此，在传统人工快渗系统的基础上，按照“工程设备化、设备模块化、模块自动化”的原则，研发了适用于落后山区且利用自然坡降的“一高三低”的乡镇污水处理技术——强化人工快速渗滤系统(SCRI系统)。

　　SCRI系统通过增加微氧水解池、快渗池处理单元分级组合、采用复合流布水方式、设立独立缓释碳源池、添加特殊除磷介质、表面增加植被覆盖等一系列的强化技术措施，具有耐冲击负荷大、溶解氧分区精确控制、系统不易堵塞、各单元自动化操作、维护保养方便等优点，并强化了脱氮除磷和景观效果的统一。

　　实际应用证明，化学需氧量、氨氮、总氮、总磷的去除率均得到大幅度提升，比传统工艺氨氮去除率提高30.99%，出水各项指标能满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级A标准。这一技术特别适合在落后地区尤其是山区乡镇推广应用。

　　污水处理厂尾水难达水环境质量标准

　　研发生态缓冲带污染削减技术

　　针对水源区生活污水处理厂尾水排放标准与水环境质量之间存在较大落差、神定河控制断面水环境质量不达标的问题，研发了适合水源区的多重人工强化生态缓冲带污染削减技术。

　　这一技术包括土壤包气带缓冲屏障、水平潜流人工湿地、表面流人工湿地、复合生物基生态浮岛、微气泡曝气—菌藻生物膜污染削减技术，通过其有机结合解决微超标、低浓度氮磷污染地表水的经济修复技术问题。

　　复合生物基生态浮岛除具有传统生态浮岛的植物净化作用外，还具有吸附、沉淀、离子交换、生物降解等性能，明显提高了对河流水质净化的效率，比传统生态浮岛对污染物的去除率提高了21%~35%。

　　此外，微曝气—藻菌生物膜体系由弹性填料构建，在水中呈立体均匀排列辐射状态，比表面积大、透光性好，利于藻类的生长，微生物和藻类的共生关系强化了水体的自净功能，对污染物的去除率均得到有效提升，适合高水质要求的水源区入河污染削减及河道原位水质净化。