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新加坡PUB农场地表径流处理及城市雨水花园

2018-03-17 来源:Reactive Filter Media
作者:Star Water Solutions

案例说明  |  案例评论

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项目概况
新加坡公共事业委员会(PUB)是新加坡环境及水资源部下属机构,负责确保为新加坡提供可持续的充足供水。STAR Water与CORE自2016年起,与PUB合作进行农场地表径流处理以及建设可处理城市地表径流的雨水花园项目。
某空心菜农场被选定成为农场地表径流处理的项目的试点,该项目旨在降低农场地表径流中营养物质(如氮、磷、钾)的浓度以及沉积物的含量,减少流入附近水域的污染物浓度,保护水库水质。同时,该项目与新加坡PUB的ABC Water项目(Active, Beautiful, Clean Water项目)要求保持一致,并在未来可能成为ABC Water的延伸。
此外,STAR Water在新加坡同时进行了雨水花园的建设,用于处理城市雨水地表径流。该项目于2016年底开始建设,目前花园已经建成,同时设置了多个水样提取点,用以检测雨水花园对地表径流的处理效果。


技术概况

农场地表径流处理及城市雨水花园项目主要利用STAR Water的专利Reactive Filter Media活性过滤介质技术,通过CORE开发的活性过滤介质认证及批准系统(BIOMASS系统),对新加坡本地可用的可回收有机资源进行收集、检测分析及甄别,检验其对目标污染物的去除能力。通过BIOMASS系统认证的原材料,根据现场污染物去除目标,由Kalkulus计算机建模工具的计算,设计出符合处理需求的活性过滤介质配方。根据配方,由新加坡本地生产商生产活性过滤介质,并用于项目现场。


项目详情

1. 农场地表径流处理项目

该项目计划使用系列处理方法来解决农场地表径流水质问题,其中包括利用活性过滤改良介质对农场土壤结构进行改良,减少化肥施用量,提高土壤持肥能力,为农作物提供长期营养物供应。经过活性过滤改良介质改良的土壤能够有效减少地表径流中的沉积物。该项目的实验现场方案如图一所示,改良地块与非改良地块相邻,做对照参考,同时设置多个取样点 (图一红点所示),检测现场周围地表径流水质情况。


图一:农场地表径流处理项目现场简图


同时,FilterBale过滤箱和FilterSock过滤袋技术也在该项目现场应用,过滤箱及过滤袋中填充活性过滤介质,直接放置于出水口前的现有地表排水道上,而不需要利用额外土地空间。图二展示了Filterbale过滤箱的现场放置情况。


图二:Filterbale过滤箱现场应用


通过截流地表径流,使其流经活性过滤介质,去除其中悬浮固体物(含有污染物的)以及可溶解污染物。该项目能确保活性过滤介质的使用能尽量减少污染物渗漏至附近水体。


2. 城市雨水花园项目
该雨水花园使用STAR Water的活性过滤介质RFM?作为种植介质,不仅能为植物生长提供所需的营养,还能实现活性过滤以去除地表径流中的污染物。该雨水花园设有4个进水口,将相邻的路面上的地表径流引入雨水还原中(图三)。同时生态湿地(Vegetated Swale)收集的地表径流也将通过雨水花园的终止介质,实现活性过滤。经过活性过滤的水将流入积水坑中(图三)。该项目设置多个水样提取点(A,B,C,D),用于检测入水及活性过滤出水的污染物浓度。

项目成果
由活性过滤改良介质对农场土壤结构进行改良,为农作物提供了优良的生长环境。如图三所示,项目进行三个月后,改良地块 (图四左侧)的空心菜长势明显优于非改良地块(图四右侧)。同时,现场水质取样及检测结果表明,通过过滤箱及过滤袋的地表径流,明显降低了总悬浮物(TSS),总氮(TN),总磷(TP),COD,及重金属(Cu,Zn,As,Pb,Cd,Al,Hg)的浓度。


图四:活性过滤改良介质在农场应用效果,左侧为改良地块,右侧为未改良地块


城市雨水花园在建成6个月后,植被在预计时间内长势良好(图五)。现场测试结果显示,该种有机过滤介质可以实现符合新加坡ABC规范的导水率,同时保水能力,离子交换比例以及磷元素持有能力均保持良好水平,有利于植被生长。入水出水的水质监测表明经过该雨水花园的地表径流,降低了重金属(Cu、Pb、 Zn),TSS,COD,总磷,总氮的浓度,大肠杆菌群。

图五:雨水花园建成6个月后植被效果