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长沙县锡福村,中科院推绿狐尾藻治理污水新技

2019-10-08 00:38

中科院推绿狐尾藻治理污水新技术 将在南方10省市启动示范

5月30日电目前,我国农业排放污染占总排放的50%以上,其中超过一半是畜牧业污染。“水体污染”、“水安全”正成为制约我国农村社会经济发展的重要环境问题。如何加快推进水环境治理、有哪些好治水办法、怎样治理农村规模化养殖场废水是亟待解决的技术瓶颈。长沙县白沙镇锡福村经过长期实践探索,在中国科学院亚热带农业生态研究所专家的具体指导下,构建了“以绿狐尾藻生态湿地为技术关键的养殖废水治理模式”,并在全村范围内开展规模化试验示范,取得了很好的效果。在日前于湖北襄阳市召开的“农村污水、垃圾处理模式座谈会上,中科院专家要求南方十省市先期分别确定试点县,全面推广应用该废水治理模式。

bv1946伟德入口 ,“我们筛选的绿狐尾藻可使黑臭水体在10~20天内消除臭气,30天内变清;用绿狐尾藻构建的生态湿地,对COD和氮磷的处理能力远超国际报道的最高值。”在日前接受《中国科学报》记者采访时,中科院亚热带农业生态所所长吴金水表示。

治污还致富的“绿狐尾”

科学网11月3日讯(记者 成舸 通讯员 贺靓)近日,中科院“STS计划”项目“绿狐尾藻治理污水技术区域适应性研究与示范”在长沙通过中科院科技发展局组织的专家论证。专家组总体认为,利用绿狐尾藻治理污水技术成熟,效果好,对于建设清洁家园意义十分重大,建议立即启动。这意味着绿狐尾藻这一水生植物有望在今后的污水生态治理中发挥关键作用。

在锡福村村部附近的一个规模化养殖户养殖污水处理示范点,笔者看到的是阳光下整个处理污水的生态湿地犹如一片草原,1000平米的生态湿地覆盖着郁郁葱葱的绿狐尾藻。村支部书记王茂存书记告诉笔者:“不要小看这些绿狐尾藻,它不但能有效降减养殖废水污染物质,又富含粗蛋白、粗纤维,有丰富的维生素、氨基酸等,是优质的饲料,可神奇了!”。

3年前,在浙江中科院应用技术研究院的牵头联系下,嘉兴市引入中科院绿狐尾藻治污技术,并选择了五丰牧业的养殖场、金章村的黑臭河道和嘉兴市的明月河先行应用,效果十分明显。

■本报记者 王卉

记者从项目主持方中科院亚热带农业生态所了解到,该项目的示范地区覆盖了湖北、湖南、浙江、江西、四川、云南、广西、重庆等南方省市,系根据前不久财政部“率先在南方10省市开展绿狐尾藻生态治理废水技术示范”的总体部署做出。

正在生态湿地采水样的刘锋副研究员告诉记者,这个养殖户常年养殖300多头猪,过去养殖废水直排河道,2012年5月我们所和锡福村合作建立了第一个以绿狐尾藻生态湿地处理养殖废水的试验示范工程,两年的实践表明,经过1000平米的绿狐尾藻生态湿地为技术关键的处理系统后,养殖废水中COD、氨氮和磷等主要污染物质减少了95%-99%,湿地末端排放水COD、氨氮和磷的浓度稳定在50、10、1mg/kg以下(远低于国家颁布的养殖企业强制排放标准)。

为扩大治污战果,中科院上海分院联系绍兴市政府,让中科院这一治污技术在全市范围内广辟战场。

“我们筛选的绿狐尾藻可使黑臭水体在10~20天内消除臭气,30天内变清;用绿狐尾藻构建的生态湿地,对COD和氮磷的处理能力远超国际报道的最高值。”在日前接受《中国科学报》记者采访时,中科院亚热带农业生态所所长吴金水表示。

针对日益严重的农业水污染问题,该项目选取了长三角、主要湖泊流域、重要水源地、西南山区以及华北平原等典型区域,依托中科院布设在禹城、丹江口、太湖、常熟、鄱阳湖、洞庭湖、桃源、长沙、三峡、盐亭、环江等地的11个野外台站,与地方政府和企业紧密结合,开展绿狐尾藻废水生态治理技术的区域适应性研究与示范。

笔者看到,有村民正在生态湿地收割绿狐尾藻,切成小段后被装成一袋一袋码放在河边,王茂存介绍,这些绿狐尾藻将被运往双江镇,用于双江镇罗代黑猪种猪场的废水生态治理示范工程。王书记说,锡福村已和中科院亚热带生态所合作成立了“长沙碧景科技有限公司”,准备将亚热带生态所的农村污水治理技术在长沙县北部乡镇大力推广,目前已经在长沙建立了300头、500头、1000头、5000头存栏猪规模的养殖场污水治理示范工程各一个,建立了农村养殖污水和生活污水集中治理时分工程6处,清洁型生态小流域示范工程4处,计划新建的零散养殖户治理工程已有50多个。

环境效益兼顾

3年前,在浙江中科院应用技术研究院的牵头联系下,嘉兴市引入中科院绿狐尾藻治污技术,并选择了五丰牧业的养殖场、金章村的黑臭河道和嘉兴市的明月河先行应用,效果十分明显。

据中科院亚热带生态所副研究员李裕元介绍,该所的研究团队去年已在浙江、湖南两省开展先期试验,效果良好。以绍兴某规模化养殖场为例,过去因排放污水超标最高一月需缴纳113万排污费,采用绿狐尾藻治理技术后,不到一年每月排污成本即降至不到1万,治污效果显著,而且还产生了新的附加效益。他同时表示,该项技术不可能解决受污染水体的全部问题,且主要适用于南方。

村部前面的锡福河,长约2.2公里,宽4米至10米,是通往汨罗江的支流,沿河农村居民150多户。王茂存介绍,锡福村有着悠久的养猪历史,全村有100多户农户养猪,养殖规模一般在50-300头之间。村里虽然也进行了整治,但一些养猪户的偷排、漏排行为,仍造成了河水的污染。最严重时,河面浮着一层猪粪,河水又黑又臭,整个村子飘浮着一股难闻的臭味,河中鱼虾绝迹已多年。2012年锡福村投资三十多万元,联系中国科学院亚热带农业生态研究所的专家,来村里治理养殖废水、生活污水等。开始大家都不相信能治好,因为这水真是太脏了!出乎村民意料的是,经过1年多时间的治理,河水居然清了起来”。今天的锡福河岸边,娇艳的紫薇开得正欢,而河中茂盛的绿狐尾藻也生机勃勃。红绿交映中,江南小村庄特有的灵气显露无遗。透过直射的太阳光,河中五六十厘米深的地方,不时可见小鱼游动的影子,河床清晰可见,河道生态自净功能逐渐恢复。

污水横流、臭气熏天,是很多人对养殖场的固有印象。然而,绍兴市上虞区富强生态农业有限公司的生猪养殖场内却是空气清新,一片翠绿。

为扩大治污战果,中科院上海分院联系绍兴市政府,让中科院这一治污技术在全市范围内广辟战场。

专家组建议,考虑到绿狐尾藻作为外来物种的生态安全不确定性,可暂不在某些生态敏感区域实施示范。

“狐尾藻来自南美,作为观赏植物来到中国200多年,我们所多年研究发现,狐尾藻是治理富营养化水体的特殊植物,是适宜于高氮磷环境生长的优势物种,是开展水体富营养化治理的理想植物之一。能高效去除水中有机物、氨氮、磷酸盐等,并且没有生物入侵性,是当之无愧的治污明星植物。”中科院亚热带生态所主持工作的副所长吴金水说,“其光合作用强、生物量大、氮磷吸收能力、泌氧功能和净水功能强、生长范围可控(在清洁水体生长缓慢)的特点;其象鱼鳞状的叶片有利于硝化细菌、反硝化细菌、厌氧氨氧化细菌等微生物的附着,创造同时有利于硝化、反硝化、厌氧氨氧化的微环境,使生态湿地中水体的氨态氮转化为氮气。”

这是绍兴较早采用亚热带农业生态所绿狐尾藻治污技术的企业。

污水横流、臭气熏天,是很多人对养殖场的固有印象。然而,绍兴市上虞区富强生态农业有限公司的生猪养殖场内却是空气清新,一片翠绿。

锡福村的这种“以绿狐尾藻生态湿地为技术关键的养殖废水治理模式”已引起了很大反响,2013年4月1日,中国科学院副院长丁仲礼来村现场考察,给予其高度赞赏和肯定,认为这是目前治理污水最实用、最简单、最科学的模式。在丁院长的亲自指导下,这种模式已在浙江省嘉兴市和绍兴市迅速推广。嘉兴市五丰牧业有限公司、嘉兴市科皇牧业有限公司、绍兴市富强牧业有限公司、绍兴市朝辉牧业有限公司等规模化养殖场采用该技术模式治理养殖污染均实现达标排放。

“原来企业每年的污水处理费用有600多万元,有的月份最高可达113万元。而现在,一年的治污费用不超过18万元。此外,现在排放不超标也省下了一大笔罚款。”该公司掌门人阮柏龙告诉《中国科学报》记者。

这是绍兴较早采用亚热带农业生态所绿狐尾藻治污技术的企业。

中科院亚热带所生态所和五丰牧业合作申请了“一种绿狐尾藻的猪饲料及制备方法”的国家发明技术专利”,还联合开发了畅销嘉兴和上海市场的喂食绿狐尾藻饲料的“黑梅牌黑猪肉(市场价格为76元/kg)”,其喂养1000头“黑梅”牌黑猪相当于常规5万头猪的利润,并且销售量和销售价格稳定。除企业处理废水的2公顷生态湿地提供绿狐尾藻外,每年还需收购3000多吨绿狐尾藻生产猪饲料。据五丰牧业总经理蔡丽阳介绍“作为养殖废水治理的生态湿地一年可生产新鲜绿狐尾藻15-20吨,生产饲料的绿狐尾藻收购价格为300元/吨,一亩生态湿地有4500-6000元的产值。浙江省副省长黄旭明、财政部部长助理胡静林、中国科学院副院长施尔畏等领导分别到五丰牧业和富强牧业实地调研,均认为亚热带生态所原创的规模化养殖场污染减控技术具有建设成本低、治理效果显著、维护费用低廉、适宜在广大农村推广应用等特点。

采用此项技术还产生了其他效益:狐尾藻收割后,可作为青饲料给猪当“补品”,一年节约饲料成本50余万元;养鱼的收入保守估计每年也有15万元。该企业尝到了甜头后,又同亚热带农业生态所合作,新培育300亩狐尾藻基地,为周边污水治理提供方便。

“原来企业每年的污水处理费用有600多万元,有的月份最高可达113万元。而现在,一年的治污费用不超过18万元。此外,现在排放不超标也省下了一大笔罚款。”该公司掌门人阮柏龙告诉《中国科学报》记者。

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“我们的技术在企业等一线用户中还是比较受欢迎的。”亚热带农业生态所研究员李裕元表示,关键是成本低、效果快,不需要什么设备和运行费。

采用此项技术还产生了其他效益:狐尾藻收割后,可作为青饲料给猪当“补品”,一年节约饲料成本50余万元;养鱼的收入保守估计每年也有15万元。该企业尝到了甜头后,又同亚热带农业生态所合作,新培育300亩狐尾藻基地,为周边污水治理提供方便。

今年,国家发展改革委在湖南部署3个农业环境突出问题治理专项项目时,全部采用了以中科院绿狐尾藻生态治理技术为主的治理途径。

“我们的技术在企业等一线用户中还是比较受欢迎的。”亚热带农业生态所研究员李裕元表示,关键是成本低、效果快,不需要什么设备和运行费。

技术优势

今年,国家发展改革委在湖南部署3个农业环境突出问题治理专项项目时,全部采用了以中科院绿狐尾藻生态治理技术为主的治理途径。

“绿狐尾藻是我们筛选出的一种仅能在高氮磷水体中旺盛生长,且在其生长的湿地或水体中具备高效去除有机物和氮磷的独特湿生植物。”吴金水表示。

“绿狐尾藻是我们筛选出的一种仅能在高氮磷水体中旺盛生长,且在其生长的湿地或水体中具备高效去除有机物和氮磷的独特湿生植物。”吴金水表示。

经过7年研究,该团队确认绿狐尾藻对氮磷的吸收能力是污水处理常见水生植物的2~10倍。同时,在我国南方,其生长期长达10个月以上。

经过7年研究,该团队确认绿狐尾藻对氮磷的吸收能力是污水处理常见水生植物的2~10倍。同时,在我国南方,其生长期长达10个月以上。

这不仅使包括抗生素残留在内的有机物充分降解,还能使水生动物如小型浮游生物、鱼、虾、蚌、螺、泥鳅等健康生长,促进了湿地生态系统功能的快速重建或恢复。

这不仅使包括抗生素残留在内的有机物充分降解,还能使水生动物如小型浮游生物、鱼、虾、蚌、螺、泥鳅等健康生长,促进了湿地生态系统功能的快速重建或恢复。

“经过大量试验研究,我们实现了绿狐尾藻湿地的双重经济效益:一是绿狐尾藻湿地滋养了大量可作为水产养殖业优质饵料的浮游生物;二是绿狐尾藻是一种高产、优质的饲料和绿肥。”吴金水介绍说。

“经过大量试验研究,我们实现了绿狐尾藻湿地的双重经济效益:一是绿狐尾藻湿地滋养了大量可作为水产养殖业优质饵料的浮游生物;二是绿狐尾藻是一种高产、优质的饲料和绿肥。”吴金水介绍说。

绿狐尾藻植株的蛋白质含量高达17%~23%,氨基酸、磷和中、微矿质营养元素含量也都高于饲料玉米和一般的商品饲料。该团队中试试验证明,猪、牛、鸡、鸭、鹅等家畜家禽以及草鱼等草食性鱼类普遍喜食绿狐尾藻。

绿狐尾藻植株的蛋白质含量高达17%~23%,氨基酸、磷和中、微矿质营养元素含量也都高于饲料玉米和一般的商品饲料。该团队中试试验证明,猪、牛、鸡、鸭、鹅等家畜家禽以及草鱼等草食性鱼类普遍喜食绿狐尾藻。

质量较差、不适合做饲料的绿狐尾藻生物质,则可用作果园和旱地的绿肥。由于养分含量高且分解快,其肥效比传统绿肥更好。

质量较差、不适合做饲料的绿狐尾藻生物质,则可用作果园和旱地的绿肥。由于养分含量高且分解快,其肥效比传统绿肥更好。

目前,该技术已在湖南、湖北、浙江等9个南方省得到广泛应用,在北京、河南、山东等北方省市也在进一步试验推广。

目前,该技术已在湖南、湖北、浙江等9个南方省得到广泛应用,在北京、河南、山东等北方省市也在进一步试验推广。

加大推进资源化利用

近3年里,该团队还大力研发绿狐尾藻生物质资源化技术,开发出针对绿狐尾藻大规模收获和干燥脱水的机械设备,使绿狐尾藻生物质成为优质畜禽饲料。

近3年里,该团队还大力研发绿狐尾藻生物质资源化技术,开发出针对绿狐尾藻大规模收获和干燥脱水的机械设备,使绿狐尾藻生物质成为优质畜禽饲料。

目前,我国畜禽养殖年消耗日粮2亿多吨,导致高蛋白饲料和青饲料缺乏,需要大量进口。绿狐尾藻生物质干基产量高达40~60吨/公顷,即使10%替代畜禽日粮,对减轻饲料粮的生产和进口也十分可观。

目前,我国畜禽养殖年消耗日粮2亿多吨,导致高蛋白饲料和青饲料缺乏,需要大量进口。绿狐尾藻生物质干基产量高达40~60吨/公顷,即使10%替代畜禽日粮,对减轻饲料粮的生产和进口也十分可观。

与此同时,绿狐尾藻治污技术在治理环境方面也发挥了重要作用。“建造湿地废水处理系统要占用一部分土地,如果不产生效益,老百姓就不乐意干。”李裕元说。

与此同时,绿狐尾藻治污技术在治理环境方面也发挥了重要作用。“建造湿地废水处理系统要占用一部分土地,如果不产生效益,老百姓就不乐意干。”李裕元说。

为此,他们尝试着在前端治污,在后端湿地养鱼、虾、鳝鱼等。这种养殖全部为生态养殖,因为治污过程中水体内会自然产生很多底栖和浮游动物,后端的养殖不用专门投放人工饵料。

为此,他们尝试着在前端治污,在后端湿地养鱼、虾、鳝鱼等。这种养殖全部为生态养殖,因为治污过程中水体内会自然产生很多底栖和浮游动物,后端的养殖不用专门投放人工饵料。

“采用绿狐尾藻湿地治理有机物和氮磷污染,可实现治污与资源化利用的统一,有望使水污染治理成为高经济回报的新产业,使农业污水治理转变为自发行为。”吴金水表示。

“采用绿狐尾藻湿地治理有机物和氮磷污染,可实现治污与资源化利用的统一,有望使水污染治理成为高经济回报的新产业,使农业污水治理转变为自发行为。”吴金水表示。

《中国科学报》 (2016-09-19 第4版 综合)

(原载于《中国科学报》 2016-09-19 第4版 综合)

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