以泉州市某景觀水體污染底泥為研究對象,研究底泥氮和磷釋放特征及影響因素,研發基于活性覆蓋材料與沉水植物聯合使用的底泥原位覆蓋修復技術,分析修復過程中氮和磷遷移轉化機制和影響因素;通過現場原位試驗研究進一步優化底泥原位覆蓋修復技術方法;采用費用年金法計算處理每噸水的費用,并構建模糊DEA模型進行預測分析。研究結果可為泉州市富營養化景觀水體污染底泥原位覆蓋修復技術實施提供理論依據和技術經濟支撐。
研究開發內容及主要創新點
(一)研究內容
1、底泥中氮和磷釋放特征及影響因素研究
通過底泥污染物釋放的室內模擬試驗研究底泥中氮和磷釋放特征,考察水溫、溶解氧、pH等因素對底泥中氮和磷釋放的影響,建立氨氮和正磷酸鹽遷移模型,估算氨氮和正磷酸鹽釋放通量。
2、底泥活性覆蓋材料及沉水植物遴選
通過室內靜態模擬實驗研究幾種常見底泥活性覆蓋材料控制底泥氮和磷釋放效果,遴選出一種或多種組合的對氮和磷有很好吸附效果的活性材料;通過室內靜態模擬實驗研究閩南常見幾種沉水植物對底泥氮和磷的凈化效果,遴選適宜泉州富營養化景觀水體生長的沉水植物。
3、活性覆蓋材料與沉水植物聯用的底泥原位覆蓋技術研究
研究底泥活性覆材料與沉水植物聯用的覆蓋方式,考察基于活性材料和沉水植物聯用的原位覆蓋修復技術控制底泥氮和磷釋放效果和影響因素,探討底泥原位覆蓋修復過程氨氮和正磷酸鹽遷移轉化機制。通過現場原位試驗進一步優化原位覆蓋修復技術方法及其運行參數。
4、技術方案的效益評價
由于缺少一些基礎性研究,本課題研究項目的經濟效益較難用貨幣計量,經濟分析時難以沿用通過生成項目效益流,計算內部收益率等盈利性指標,分析評價其經濟合理性。但項目費用是可以預測的,項目費用主要是項目建設期內的投資費用和運營費用,也包括項目間接費用。項目的服務期費用包含與項目有關的一切費用,如項目的前期費用、建設期費用(含制造、購買、建設、安裝、試運行等)、生產期運營費用及工程壽命期結束時的拆除費用,這些費用是在不同時間發生的,時間跨度可達幾十年,因而應以追求生命(服務)期費用最小為原則,如追求每噸水處理的成本最小就是一個最小化原則的實例,采用動態計算方法進行評價,考慮資金的時間價值才是全面的、準確的。
(二)重點解決的關鍵技術問題
1、遴選適宜泉州富營養化景觀水體生長的沉水植物
2、底泥活性覆蓋材料與沉水植物聯用的覆蓋方式確定
3、污染底泥原位覆蓋修復過程氮磷遷移轉化機制
4、方案綜合效益評價方法的確定及應用
(三)項目的創新
1、獲得適宜泉州富營養化景觀水體生長的沉水植物
2、發明基于生物活性覆蓋材料與沉水植物聯用的污染底泥原位覆蓋修復技術
3、探明污染底泥原位覆蓋修復過程中氮磷遷移轉化機制
4、構建模糊DEA模型預測分析不同方案的相對經濟效益
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