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科学治淮见实效——国家重大水专项淮河项目侧记
日期:2015-11-14 16:42:19

在我国东部,横亘着一条与黄河和长江齐名的“母亲河”——淮河。这条流域面积27万平方公里的河流,用仅占 1/36的国土面积创造了全国 1/8的GDP,承载了 1/7的人口,生产了1/6的商品粮食,是我国最重要的粮食主产地区之一。

改革开放以来,随着流域城市化和工业化进程的不断加快,淮河流域水质急剧恶化,至20世纪90年代已成为我国污染最重的“三河三湖”之首。近十余年来,经国家和地方政府持续不懈的治污,淮河干流水质已有明显好转。

然而,随着中部崛起、粮食安全保障工程等一批国家战略实施,淮河流域面临的水资源短缺、闸坝众多、污染重,突发性污染事故频发等重大环境问题并未根本性改变。这些问题不仅造成了水环境污染问题,还严重危及国家的粮食安全,影响了人们的生活及健康。因此,淮河治理刻不容缓。

淮河项目是建国以来针对淮河水污染治理投入科研经费最大的科技项目,是水专项重点实施的项目之一。8年多来,淮河项目治淮成效显著,为根治淮河水污染问题闯出了新道路,开辟了新方向。

勇挑重担 破旧立新

“欲治淮河必先治沙颍河,欲治沙颍河必先治贾鲁河”。淮河项目启动初期,业内人士就对淮河治理达成共识。沙颍河是淮河的一级支流,流域面积占淮河的1/7,而污染负荷却占淮河的1/3;贾鲁河是沙颍河一级支流,流域面积是沙颍河的1/7,淮河的1/49,而污染负荷为沙颍河的1/3,淮河的1/9之多。历次淮河重大污染团下泄均与沙颍河-贾鲁河有关。

淮河项目组接受国家重大需求的挑战,发扬“特别能吃苦、特别能战斗、特别能奉献”的精神,坚定根治淮河的决心和信心。项目组选择了淮河污染最重支流沙颍河-贾鲁河为主要示范区,开展“大科学”、“大集成”、“大示范”与联合攻关。针对淮河流域“基流匮乏、农业伴生型特色行业污染重、生态环境安全风险高”等重大环境问题,淮河项目组以废水资源多尺度再生利用与水质目标管理为核心,率先提出“三三三”治污新模式,即“三级控制、三级循环、三级标准”,制定了污染源、河道、管理与流域综合调控的“点-线-管-面”综合施治路线。

点线管面 综合施治

01.污染源控制

针对皮革、造纸、酿造、氮肥等农业伴生型重污染行业,淮河项目研发出清洁生产工艺,重点突破了农业伴生行业高浓度有机废水能源化及资源化利用、基于毒性减排的工业废水全过程控制、以磁性树脂吸附为核心的城市污水资源再生利用、城市污泥好氧堆肥资源化利用、“种-养-加”结合农业废弃物资源循环利用、节地/易管/耐寒的村镇生活污水处理等关键技术,并进行工程示范与推广应用。

02.河道生态净化与修复

研发了基流匮乏型重污染河流黑臭消除与水生态强化净化、非常规流态河流水生态修复、多闸坝河流水质-水量-水生态联合调度及河流突发性水污染事故应急处置等关键技术体系。

03.管理

基于河流水质目标管理,为河南省制药、酒精等行业废水间接排放地方标准制定,贾鲁河、双洎河、清潩河、惠济河等小流域排污标准制订及实施提供了重要技术支撑。同时制订了河南省淮河流域水环境生态补偿办法与水质目标考核体系优化方案,在河南省政府实施河南省水环境生态补偿办法及政策中所采纳。

04.流域综合调控

“十一五”期间,项目组提出了“三三三”治理模式,选择贾鲁河进行综合示范,通过行业污染治理关键技术示范和推广,建成贾鲁河生态净化工程18.48公里,处理水量20万m3/天。

“十二五”期间,项目组在 “三三三”治理模式构建的基础上,选择贾鲁河、清潩河、八里河及清安河4条不同类型河流进行“三三三”治理模式的推广应用综合示范。在贾鲁河,开展了城市污水和污泥资源化再生利用技术集成与示范;在清潩河,开展了工业与城市平衡发展示范区治理技术集成与示范;在八里河,开展了农业面源污染综合治理关键技术集成与示范;在清安河,开展重污染河流水质改善技术集成与综合示范。在大型污染团下泄事件高发的淮河-沙颍河区域,淮河项目突破了关键技术,构建淮河-沙颍河流域水质水量联合调度系统,在淮河流域水资源保护局实现了业务化运行,在2013年惠济河-涡河水污染事故调度中发挥了重要作用。

功在当代 利在千秋

沙颍河流域过去流传着老百姓的民谣:“五六十年代淘米洗菜,七十年代洗衣灌溉,八十年代河水变坏,九十年鱼虾绝代”。

“十一五”期间,贾鲁河实现削减COD 49%、氨氮76%和总磷36%,透明度增加85%,重现了“鸟鸣鱼戏”的优美景观,水生态质量显著好转

“十二五”期间,贾鲁河与沙颍河流域生态环境质量得到全面持续改善,从而带动淮河干流水质明显好转。淮干国控断面水质达标率从2007年的62.17%升至2014年的86.82% ,增加了24.65个百分点。

“十三五”期间,淮河项目将继续以流域水质管理目标为导向、以黑臭水体消除与饮用水安全保障为抓手,继续坚持“点、线、管、面”的全面统筹机制与综合调控战略,为淮河流域水质改善、生态文明建设以及流域社会经济的可持续发展提供长效科技支撑。进一步创新机制,构建淮河流域水专项成果产业化成果推广的平台群和载体群,实现重大水专项成果在流域面上落地生根,形成星火燎原之势。力争早日实现淮河水环境质量改善和水生态系统完整性目标,为中国的碧水蓝天,为社会经济的有序发展,为子孙后代的健康幸福,做出更大的贡献。

延伸阅读

淮河项目组水污染治理技术体系中具有代表性的成套技术

1. 以“两级分离内循环厌氧反应器与流化床多相芬顿氧化反应器”为核心的农业伴生行业高浓度有机废水能源化及资源化利用成套技术。该技术打破了国外技术垄断,其基建投资与运行成本比国外同类技术降低了50%以上,在郑州拓洋、南阳普康、皖北药业、新乡鑫泰隆、河南银鸽、双灯纸业、仲景大厨房、三河皮革等20余家公司推广应用。

2. 以“流化态零价铁还原-芬顿氧化”集成技术与装备为核心的工业废水毒性减排与深度处理集成技术。该技术推广应用于141个企业治理工程,累积处理水量达1.53亿吨/年,削减毒害有机污染物达9.5万吨/年(以COD计),累积节支排污费用达7.6亿/年,新增产值102亿元/年,支撑了淮河流域7个化工园区逾千亿经济的可持续发展。该技术获得2015年中国优秀专利奖与2014年江苏省科学技术一等奖。

3. 以“磁性树脂吸附”为核心的城市污水资源再生利用集成技术。项目组开发了新型丙烯酸系强碱阴离子交换树脂,并设计出高密度大流量、高流速磁性树脂反应器,处理效果与成本上显著优于国外品牌同类产品(MIEX®)。该技术获得美国授权专利3项,已达国际领先水平,被评为“江苏高新技术产品”,并荣获2014年河南省环境保护科技进步一等奖。该技术已在7项工程中得到推广应用,实现城市污水COD达到地表水I-II类标准;NH3-N、总磷达III-IV类标准;色度、总氮远优于国家再生水标准;工程运行费用低于0.18元/吨,约为臭氧及活性炭技术1/3。

4. 以“废物资源化循环利用”为核心的畜禽养殖行业减污高效全过程控制技术。针对淮河流域是国家重要的粮食主产区和粮食增产核心区,养殖业高度密集、污染负荷贡献大等特征,淮河项目构建的半湿润农业区“养殖节水减污-低费用资源化治理-农田安全消纳”畜禽养殖污染全过程控制技术,解决了河南雏鹰集团等农业龙头企业250万头猪/年粪污资源化与安全消纳问题,生产有机肥47万吨/年,减少COD排放3500吨/年、减少氨氮排放66吨/年,直接经济效益达5000万元/年。

5. 适合淮河流域的节地/易管/耐寒的村镇生活污水处理技术。淮河项目研发出地埋式新型腐殖填料滤池、多点进水OAO及自清洗组合技术等多种类型的节地/易管/耐寒型村镇生活污水处理技术,已在河南、安徽、江苏、山东、湖北等省共推广建设140余项工程,污水处理量达1.8万吨/年,削减COD达 6300吨/年,氨氮270吨/年。

6. 自主研发的基流匮乏型重污染河流黑臭消除与水生态强化净化集成技术。这其中,以基质强化净化、沉水植物光合补氧、渗滤岛净化为核心的生态净化集成技术,以生态库塘构建为核心的非常规流态河流水生态修复技术,应用建设了示范工程河段150公里,并在淮河流域推广建设生态净化与修复工程8项,湿地面积达2.6万亩,实现劣V类、V类水深度净化并维持在III或II类水质水平。

7. 针对多闸坝基流匮乏型重污染河流的特点,淮河项目研发出“生态基流保障-大型污染事故防范-水生态安全防控”的流域水质-水量-水生态联合调度技术,建立了淮河-沙颍河水质水量联合调度系统,实现淮河流域突发性水污染事件发生概率下降75%,重要水域生态用水保证率从50%提高到75%。该技术获得水利部科技进步二等奖。

8. 以河道为反应器的突发性水污染事故应急处置技术。淮河项目巧妙构建导流明渠药剂投加系统,突破了闸坝河道复杂水环境药剂混合与均匀分布的难题,研究出以“反应转化-沉淀分离-水质调控”三级控制应急处置技术,在江苏徐州、盐城、邳州等4起重大突发污染事故应急处置中发挥了重要支撑作用,处理水体总量逾2000万立方米,保障了淮河流域江苏段重要饮用水源与南水北调东线工程的水质安全。


 
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