高效物化凝聚技术在水环境生态治理领域的应用.doc

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高效物化凝聚技术在水环境生态治理领域的应用一、技术背景　　由于社会经济快速发展过程中的多种综合原因，致使大量未经有效处理的工业废水、农药废水、淡水产业、生活污水排入城市、乡村的河流、湖泊等，造成水环境污染，河湖富营养化和河道黑臭是我国城乡水环境普遍现象。　　在城乡水环境治理中，许多河流、湖泊虽然经过清淤、截污工程，但由于截污的不彻底性和清淤后下层污泥污染物的释放，河湖水仍然持有黑臭或处于富营养状态。如何综合治理河流、湖泊现存的污染状态，恢复水环境良好的动态，是一个物理、化学、生物、水文气象等系统性技术问题，并不是单一技术能够解决的。动态水环境是一条环链，其重要环节是泥。解决泥中的污染因子，激活、恢复土壤中微生物、生物体系，从而恢复达到河道、湖泊的自净能力是关键所在。 　　河流、湖泊清淤治理正是以上述理论而实施的，但它受到了清淤的不彻底性、污染物的转移、清淤治理施工的难度和工程投资大的综合性问题的制约；另外，其他单一技术如：生物技术、化学技术、湿地技术等都受到了被污染底泥和自然因素的约束而不尽人意。高效物化凝聚技术是建立在以上各种技术的基础上，以相对完整的技术模式，针对不同的河道、湖泊所受的污染因子、程度，采用泥水一体化降解治理，激活和恢复土壤中固有的土族微生物和生物体系，从而恢复河流、湖泊的自净能力。二、技术内容与优势2.1关键技术内容　　高效物化凝聚剂技术是留日博士刘民华先生积累30年研究成果发明的复合型水处理剂高新科技成果，采用了多成分、多介质、多结构、多机能的超细粉末技术，是水净化方面具有划时代意义的高效物化凝聚剂，在全球包括中国都拥有独家专利。　　高效物化凝聚剂主要成分由天然矿物组成，是一种无机中性凝集固定分离剂，适量投入不会给鱼类等水中的主体生物带来影响。这种新型污水、污泥处理剂通过凝聚、吸附、电化学、螯合固定和分离作用，无论处理有机系污水（污泥）还是处理无机系污水（污泥），都能使溶存在污水中的物质（其中包括金属类的污染物）和悬浊物很快凝集分离，使污水转化为水质优良的清洁水。高效物化凝聚剂不但能有效地将污水中的悬浮物质凝集分离，同时可将污水中的可溶性物质固化、分离除去；还能有效处理污水中的六价铬、汞、镉、砒霜等重金属；对难生物降解的和高色度的物质和去除率极高，就连污水中的超微粒子悬浮物，高效物化凝聚剂也能很容易地使其凝集沉降。2.2技术路线 　　首先进行加装拦截装置进行外源截污，然后投加药剂进行底泥恢复和水质的进化，进而投加水生动物进行生态链修复升级，具体技术方案路线见图2-1。2.3技术特点（1）高效、轻便、简洁。高效物化凝聚剂是一种无机中性凝集固定分离剂，具有凝集及沉降速度特别快、污泥含水率低、作业时占地小的优势，因而适应河流、湖泊治理的要求。使用高效物化凝聚剂比传统凝聚剂省空间、省时间、高效能，可进行连续处理。从河流、湖泊抽上来的污水和污泥，加入高效物化凝聚剂进行处理，3min就可以对操作面内的泥水完成凝聚反应、固液分离。澄清水返回河流，沉淀的污泥比较容易脱水，方便运输和综合利用。用高效物化凝聚剂处理一段河流的时间，包括污水和污泥处理，比单纯围堰清淤的时间要快得多且轻便、简洁和不影响环境。 （2）能为生态自我修复创造条件。水体修复不仅仅是水质的达标，最终是要通过治理逐渐恢复河流、湖泊污泥的活性，使河流、湖泊恢复自净能力，达到水体中微生物、动物及植物的生态平衡。因此，河流、湖泊水体修复的关键是怎样移除过度积累的有机污染物和重金属，怎样恢复污泥的活性。其治理技术应包括:去除污泥技术、水质净化技术和恢复污泥活性技术这三种技术。现在，用高效物化凝聚剂清除河流、湖泊富余的泥水污染物为河道、湖泊的生态修复创造环境条件。（3）污水污泥同时处理。采用高效物化凝聚剂可以同时快速处理河流、湖泊的污水和污泥，既分离和清除了河流底部不稳定污泥，又同步净化了河流水体的水质。这是一种非常先进的清淤和净化水质方法，短时间就可以使河流、湖泊水质还清，消除黑臭。（4）可以实现原位治理，为后续重建河流、湖泊的水生生物链，恢复河流、湖泊自净能力打下良好的基础。（5）在河流、湖泊治理时分段建造操作断面，定期采用高效物化凝聚剂的方法可以很快清除沉积池的污泥，有利于河流、湖泊生态环境的维护。2.4技术优势　　基于高效物化凝聚剂技术特点和河流、湖泊受污现状，采用本方案集成的河流、湖泊治理技术具有下列优势：（1）克服了传统清淤方法只能清淤不能同时净化水质，污泥处置难，容易造成二次污染的缺陷。 （2）克服了单纯的微生物制剂治理方法对淤泥污染去除慢、去除程度不高，需要长期投加生物制剂，外来菌种对环境的适应衰减后造成的新污染，难以长期坚持而往往前功尽弃的缺陷。（3）采用高效物化凝聚剂治理河流、湖泊，在截污的前提下，日后的控制和管理容易，维护费用低；若有补水条件，其治理效果更佳，恢复后的河流、湖泊生态系统更容易保持稳定。（4）在河流、湖泊两岸已经截污的情况下，已经很大程度清除了河流、湖泊的污染，河流、湖泊的水生生态和自净能力逐步恢复，没有设备运行，无需专人看管的特别事务，因此，也就没有电费、设备维护费、生物制剂费用，人员经费等负担，与本工程措施配套的运行费用除生物植物自然绿化成本外几乎为零。（5）对于新的污染源再入问题，我们建议政府采用预处理方法，只需花极少的成本可以解决这种新污染源造成河流、湖泊的重新污染，而且随着时间的推移在河流恢复了自净能力后，会慢慢减少新污染源污染程度的。三、技术应用领域及前景3.1技术应用领域（1）水环境生态治理：江、河、湖泊等天然水体的生态治理；（2）市政污水处理：生活污水和垃圾的处理与处置。（3）各种行业废水：化工生产、印染加工、皮革加工、食品加工、金属加工、电镀加工等其它产业废水处理与处置。 （4）水产与畜禽污水：渔业洗净与水产加工污水、畜禽养殖与屠宰加工废水处理与处置。（5）土木工程排水：隧道工程与钻井开采排水、采石场与其它土木工程剩余排水处理与处置。3.2技术前景　　采用高效物化凝聚剂快速同步处理污水和污泥的污染，是一种更有效的强制性对河流、湖泊进行快速净化的方法，为河流、湖泊的生态系统重建创造了条件。四、典型应用案例4.1应用情况　　水环境生态治理主要案例：（1）桐乡市屠甸镇工业园区河道水体生态修复项目（2）北京东土城沟（护城河）河道生态治理工程（3）大连鞍子河水环境生态治理工程（4）河北藁城滹沱河坑群水环境治理工程4.2典型案例—桐乡市屠甸工业园区河道生态修复和水环境治理项目 　　本项目河道位于桐乡市屠甸镇，为长山河支流，整条河道长约2100米（从扭家湾附近闸门至屠甸镇镇政府附近长山河闸门），河口宽度为12～15米，水深约1.5～2米。河水水流平缓，基本无流动迹象。河道沿线大部分为印染企业，排水设施尚未完善，部分工业污水由于多种原因随雨水管直排河道现象严重，家庭畜牧产业产生的畜禽废水和居民生活废水、及部分农业灌溉废水直接流入河道造成对河道的综合性污染。河道全年性黑臭，水质属劣Ⅴ类水。治理周期：2013年8月8日——2013年10月15日。主要治理措施如下：（1）外源污染的预处理：排查污染口，在污染口放置特制药包形成类氧化塘，确保外源污染水体经过处理后，确保河道水体不产生二次污染。（2）原位治理：由人工、高压水枪或船载挂桨机直接搅动河道泥水，并投加高效物化凝聚剂。主要目的为消除黑臭，降解底泥中的污染因子，逐步恢复底泥活性。（3）深度治理：向水体投洒另一药剂，并用搅拌设备进行充分搅拌。激化土族微生物，恢复生物床；并加快水体复氧，促进水体净化。（4）营造生态链：选择性种植根系较发达、种源易得、好栽种易成活、净化能力强和景观效果好的水生植物，达到净化水体，减轻水体负荷的作用。并根据当地水生物链特点，投放贝类、鱼类等水生原生物，还原和修复生态链，恢复水体生态自净能力。　　通过治理，河道已到达一定的自净功能，在外源污染物持续排放的情况下，也能对外源污染物做到有效降解。4.3典型案例—北京北土城沟水环境治理项目 　　北京北土城沟水环境治理项目是有史以来，北京第一次采用前沿技术治理水环境。北土城沟是北京主要的四大护城河水系（北土城沟、北护城河、南护城河、筒子河）。作为北京的“门面”，护城河一直维系着北京这座历史悠久城市的精神与古意。但由于河道水利的过度工程化、水源补水、污染等问题，导致护城河水 质污染严重，不少河段已经消失不见，现存的大部分护城河段水面杂物漂浮、水体污浊、恶臭扑鼻。　　本项目治理长度为1千米，河宽20米，水生2米。经过20天的作业周期，水体清澈见底并恢复自净能力。本次北土城沟的河道治理项目，将为北京的护城河、北海、后海等河道湖泊的水环境治理，提供技术参考和样板案例。4.4治理前后对比