重污染湖庫環(huán)境治理與生態(tài)重建成套關(guān)鍵技術(shù)成功應(yīng)用
2014-04-09 16:52:22
admin
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據(jù)科學(xué)網(wǎng)2014年4月8日訊 我國正面臨前所未有的生態(tài)環(huán)境問題。其中，重污染湖庫治理是當(dāng)前*值得關(guān)注的生態(tài)環(huán)境問題之一。重污染湖庫底泥受到重金屬、難降解有機(jī)物、氮磷等復(fù)合污染，生態(tài)系統(tǒng)遭到深度破壞，已成為危害人體健康和社會安全的重要污染源。
面對嚴(yán)峻的湖庫污染形勢，我國始終未形成實(shí)現(xiàn)湖庫污染治理無害化和資源化的成套關(guān)鍵技術(shù)。如今，這一技術(shù)難題終于得到了實(shí)質(zhì)性破解。
近年來，我?guī)ьI(lǐng)科研團(tuán)隊(duì)，集成天津生態(tài)城投資開發(fā)有限公司、天津生態(tài)城環(huán)保有限公司、天津大學(xué)、天津市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院等多家單位的技術(shù)優(yōu)勢，研發(fā)了具有高水平的重污染湖庫環(huán)境治理與生態(tài)重建的成套關(guān)鍵技術(shù)，并成功應(yīng)用于中新天津生態(tài)城漢沽污水庫的治理工程。
多方突破
天津市漢沽污水庫位于中新天津生態(tài)城核心區(qū)域，占地為2.56平方公里，始建于1976年，長期接納各種生活污水和工業(yè)廢水。針對漢沽污水庫重金屬嚴(yán)重超標(biāo)、難降解及耗氧性有機(jī)污染物大量沉積、水體生態(tài)功能完全喪失的現(xiàn)狀，課題組在重污染湖庫環(huán)境治理與生態(tài)重建的成套關(guān)鍵技術(shù)方面進(jìn)行了系統(tǒng)研究，并取得了重大突破。
一是湖庫重污染底泥治理的環(huán)保疏浚－土工管袋脫水減容－固化穩(wěn)定化處理處置成套處理技術(shù)。為徹底清除水域內(nèi)的污染底泥、控制底泥污染物向水體釋放、避免造成二次污染，課題組利用差分全球定位系統(tǒng)結(jié)合地理信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)不同污染程度底泥的精確疏浚。為封閉和穩(wěn)定污染底泥中的重金屬元素、加速污染底泥脫水，課題組按一定比例將重金屬螯合鈍化調(diào)質(zhì)劑和絮凝劑添加到疏浚污泥中并充分混合，然后填充到大型土工管袋中進(jìn)行減容脫水。根據(jù)固化后污泥含水率和重金屬含量的不同，課題組應(yīng)用配位固化技術(shù)和焙燒固結(jié)技術(shù)實(shí)現(xiàn)底泥的無害化處理和資源化利用。
二是重污染湖庫高含鹽難降解底泥瀝出液處理關(guān)鍵技術(shù)。污染底泥在減容脫水和造島填埋過程中，會產(chǎn)生大量瀝出液，這部分污水具有含鹽量高、降解性差的特點(diǎn)。課題組通過對芬頓氧化、臭氧氧化、水解酸化等預(yù)處理手段的系統(tǒng)研究及參數(shù)優(yōu)化，并從廢水可生化性、有機(jī)分子芳香性、有機(jī)物分子量分布以及有機(jī)物親疏水性分布等角度，探討不同預(yù)處理技術(shù)手段對清淤減容瀝出液中有機(jī)物分子特性的影響，確定了以“臭氧—兩級水解酸化”為核心的清淤減容瀝出液預(yù)處理技術(shù)。
同時(shí)，課題組考察了新型的“復(fù)合鐵炭內(nèi)電解”系統(tǒng)對底泥填埋瀝出液的預(yù)處理效果，探討了以海綿鐵替代傳統(tǒng)鐵屑作為填料床活性材料在提高鐵炭內(nèi)電解活性方面的優(yōu)勢，并開發(fā)了以“復(fù)合鐵炭內(nèi)電解－混凝沉淀－浸沒式管式膜MBR”為核心的高效分散處理成套技術(shù)，優(yōu)化了浸沒式管式膜MBR系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)、管式膜組件污染特征與控制途徑以及有效的膜清洗方式。
三是高鹽背景下半人工調(diào)控生態(tài)系統(tǒng)的快速重建和管理技術(shù)。根據(jù)生態(tài)城的高鹽環(huán)境特性，課題組篩選和確定了適于高鹽度條件下生長的“關(guān)鍵種”和先鋒物種導(dǎo)入技術(shù)，發(fā)明了可以隔斷地下高鹽水蒸汽的隔鹽固化劑，開發(fā)了對湖水水質(zhì)和富營養(yǎng)化實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)模擬的生態(tài)管理決策支持系統(tǒng)，并開發(fā)出高鹽背景下半人工調(diào)控生態(tài)系統(tǒng)的快速重建和管理技術(shù)。在重建生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，課題組采用科學(xué)方法對生態(tài)系統(tǒng)加以管理，不斷優(yōu)化生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，實(shí)現(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。
成效顯著
重污染湖庫環(huán)境治理與生態(tài)重建的成套關(guān)鍵技術(shù)在天津市漢沽污水庫的成功應(yīng)用，取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。新技術(shù)應(yīng)用節(jié)省治理工程成本9億元；底泥填埋造島后出讓土地帶來的經(jīng)濟(jì)收益35億元；通過生態(tài)修復(fù)與重建營造出良好的自然生態(tài)環(huán)境，改善了生態(tài)城及周邊地區(qū)的投資環(huán)境和人居環(huán)境，由此可實(shí)現(xiàn)新增投資項(xiàng)目額度150億元；徹底根治了歷史遺留污染源，極大地改善了生態(tài)城的生態(tài)環(huán)境。
為此，成果所承擔(dān)的國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目順利通過科技部的驗(yàn)收，獲得授權(quán)發(fā)明專利10項(xiàng)，并榮獲2013年度天津市科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。
（作者系天津工業(yè)大學(xué)黨委書記）