重污染湖库环境治理与生态重建成套关键技术成功应用
2014-04-09 16:52:22
admin
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据科学网2014年4月8日讯 我国正面临前所未有的生态环境问题。其中，重污染湖库治理是当前*值得关注的生态环境问题之一。重污染湖库底泥受到重金属、难降解有机物、氮磷等复合污染，生态系统遭到深度破坏，已成为危害人体健康和社会安全的重要污染源。
面对严峻的湖库污染形势，我国始终未形成实现湖库污染治理无害化和资源化的成套关键技术。如今，这一技术难题终于得到了实质性破解。
近年来，我带领科研团队，集成天津生态城投资开发有限公司、天津生态城环保有限公司、天津大学、天津市环境保护科学研究院等多家单位的技术优势，研发了具有高水平的重污染湖库环境治理与生态重建的成套关键技术，并成功应用于中新天津生态城汉沽污水库的治理工程。
多方突破
天津市汉沽污水库位于中新天津生态城核心区域，占地为2.56平方公里，始建于1976年，长期接纳各种生活污水和工业废水。针对汉沽污水库重金属严重超标、难降解及耗氧性有机污染物大量沉积、水体生态功能完全丧失的现状，课题组在重污染湖库环境治理与生态重建的成套关键技术方面进行了系统研究，并取得了重大突破。
一是湖库重污染底泥治理的环保疏浚－土工管袋脱水减容－固化稳定化处理处置成套处理技术。为彻底清除水域内的污染底泥、控制底泥污染物向水体释放、避免造成二次污染，课题组利用差分全球定位系统结合地理信息系统，实现不同污染程度底泥的精确疏浚。为封闭和稳定污染底泥中的重金属元素、加速污染底泥脱水，课题组按一定比例将重金属螯合钝化调质剂和絮凝剂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进行减容脱水。根据固化后污泥含水率和重金属含量的不同，课题组应用配位固化技术和焙烧固结技术实现底泥的无害化处理和资源化利用。
二是重污染湖库高含盐难降解底泥沥出液处理关键技术。污染底泥在减容脱水和造岛填埋过程中，会产生大量沥出液，这部分污水具有含盐量高、降解性差的特点。课题组通过对芬顿氧化、臭氧氧化、水解酸化等预处理手段的系统研究及参数优化，并从废水可生化性、有机分子芳香性、有机物分子量分布以及有机物亲疏水性分布等角度，探讨不同预处理技术手段对清淤减容沥出液中有机物分子特性的影响，确定了以“臭氧—两级水解酸化”为核心的清淤减容沥出液预处理技术。
同时，课题组考察了新型的“复合铁炭内电解”系统对底泥填埋沥出液的预处理效果，探讨了以海绵铁替代传统铁屑作为填料床活性材料在提高铁炭内电解活性方面的优势，并开发了以“复合铁炭内电解－混凝沉淀－浸没式管式膜MBR”为核心的高效分散处理成套技术，优化了浸没式管式膜MBR系统的运行参数、管式膜组件污染特征与控制途径以及有效的膜清洗方式。
三是高盐背景下半人工调控生态系统的快速重建和管理技术。根据生态城的高盐环境特性，课题组筛选和确定了适于高盐度条件下生长的“关键种”和先锋物种导入技术，发明了可以隔断地下高盐水蒸汽的隔盐固化剂，开发了对湖水水质和富营养化实现动态模拟的生态管理决策支持系统，并开发出高盐背景下半人工调控生态系统的快速重建和管理技术。在重建生态系统的基础上，课题组采用科学方法对生态系统加以管理，不断优化生态系统的结构和功能，实现了生态系统的可持续发展。
成效显著
重污染湖库环境治理与生态重建的成套关键技术在天津市汉沽污水库的成功应用，取得了良好的经济和社会效益。新技术应用节省治理工程成本9亿元；底泥填埋造岛后出让土地带来的经济收益35亿元；通过生态修复与重建营造出良好的自然生态环境，改善了生态城及周边地区的投资环境和人居环境，由此可实现新增投资项目额度150亿元；彻底根治了历史遗留污染源，极大地改善了生态城的生态环境。
为此，成果所承担的国家科技支撑计划项目顺利通过科技部的验收，获得授权发明专利10项，并荣获2013年度天津市科技进步奖一等奖。
（作者系天津工业大学党委书记）