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为无锡水环境治理和改善提供强力技术支撑

北极星环境修复网  来源:中国环境报    2020/4/28 11:26:56  我要投稿  
所属频道: 环境修复  关键词:蓝藻水华 太湖流域 无锡

北极星环境修复网讯:针对太湖梅梁湾滨湖城市水体存在梅梁湾高藻水输入影响,黑臭河道和断面水质不达标,闸控阻断、水系破碎,河口生态环境恶化和生态退化以及河湖生态环境系统功能退化五方面的水环境问题,驻点研究单位中国科学院南京地理与湖泊研究所牵头承担的“十三五”水专项“梅梁湾滨湖城市水体水环境深度改善和生态工程提升技术与工程示范”项目(项目编号:2017ZX07203,以下简称“项目”)研发了“蓝藻颗粒物堆积预警模拟”等14项关键技术,集成“梅梁湾梁溪河口蓝藻水华综合防控与清除成套技术”等5套成套技术,并开展了规模化的示范应用,支撑滨湖城区60平方公里综合示范区藻源性颗粒物、总氮、总磷等主要污染物的去除。

针对望虞河“引江济太”引发的水位壅高与水质污染叠加导致西岸无锡市境内河网区(500平方公里)水生态系统严重退化的问题,驻点研究单位南京大学牵头承担的“十三五”水专项“望虞河西岸清水廊道构建和生态保障技术研发与工程示范”项目(项目编号:2017ZX07204)项目按照“污染梯度削减、生态逐步恢复、实现清水内生”整体思路,研发完成了“污水处理厂二级生化出水两相耦合深度净化关键技术”等13项关键技术,完成了“污水处理厂过程智慧管控—尾水耦合净化—污泥减量处置污染物削减成套技术”等5项整套成装技术,同时完成了“重污染滞留河道高效复氧设备”等5套设备,并开展了规模化工程示范,提升了望虞河西岸水环境质量。在无锡市生态环境局的指导协调和支持下,项目研发的技术为无锡市水环境治理和水质改善提供了技术支撑。

项目研发的技术已经在四川省、湖南省、湖北省、江西省、江苏省、上海市、浙江省等地推广应用,充分显示了水专项技术成果的转化和驻点工作对长江生态保护的促进作用。

关注一 为城市湖泊和景观水体的治理提供技术参考

自2007年太湖水危机后,滨岸带蓝藻打捞、藻水机械分离、藻泥多途径无害化处置成为江苏省治太工作的主要内容之一。以“大流量漂浮蓝藻颗粒快速清除技术”为支撑的原位灭藻陷阱及加压“控藻船”,通过对滨岸河口蓝藻聚集区表层堆积蓝藻水华的机械清除,降低表层水体蓝藻生物量,可实现太湖梅梁湾梁溪河口表层水体(50 厘米)可打捞蓝藻颗粒去除率从55%提升至70%,有效降低湖泛灾害的发生频次和强度。相关技术成果在星云湖、巢湖、洱海、滇池等湖泊领域进行推广应用。

该技术一方面显著降低了滨岸带蓝藻水华堆积,另一方面也支撑了蠡湖生态修复工程及出入湖河口水域生境改善工程,很好地改善综合示范区水体透明度,有效提升了湖泊清水再造能力及生态服务功能,示范带动效果显著,为国内其他城市湖泊和景观水体的治理提供技术参考。

关注二 为太湖蓝藻水华应急处置和湖泛灾害防控提供技术支撑

基于“蓝藻颗粒物堆积预警模拟”等技术,项目研发的新一代“太湖蓝藻水华及湖泛监测预警平台”,由原来的提前3天预报升级到目前的提前7天预报,可实现对太湖流域2400平方公里湖面全覆盖的发生蓝藻水华及湖泛的地点、时间和规模的常态化高精度预测预警,科学地指导太湖蓝藻水华打捞和处置系统的布设,显著提升了蓝藻水华及湖泛灾害的主动防控与管理能力,为地方管理部门对太湖蓝藻水华进行应急处置和湖泛灾害防控提供技术支撑。相关技术在自动化、规模化和业务化方面均处于国际领先位置,有效支撑国家对太湖“确保饮用水安全、确保不发生大面积湖泛”目标的实现,并在千岛湖、天目湖等重要饮用水水源地得到推广应用,获得了2018 年环境保护科学技术奖一等奖。“千岛湖水质水华预测预警系统”的建成启用,为杭州市民的饮用水安全保驾护航,多家新闻媒体均对该项目成果推广进行了详细报道。

此外,项目构建的“蓝藻水华清除与处置信息平台”,已在无锡市水利局在线运营,能够实时调取无锡市蓝藻易发区水质、藻情、水文、气象、蓝藻打捞、藻水分离站处置的多种历史信息,实时展示几十个蓝藻打捞点藻情状况,借助蓝藻水华及湖泛预测预警报告,分析未来蓝藻水华情势,组织配置蓝藻水华打捞、藻水分离、藻泥处置等防控力量,助力无锡市蓝藻治理工作的管理决策。

关注三 积极为地方水环境治理建言献策助力水环境提升

针对太湖近期总磷浓度居高不下的问题,项目参与研究了太湖总磷浓度变化与蓝藻水华暴发特征,解析太湖总磷浓度近期升高原因并形成对策建议,系统总结了过去 10 年太湖治理过程中的得失经验,发现流域社会经济持续高速发展,部分延缓了环境治理成效,当前氮、磷营养盐等关键指标偏高,无法遏制藻类生长和水华暴发,近年来全球气候变暖加剧部分抵消了营养盐削减对蓝藻水华的抑制效应,而国际经验表明大型浅水湖泊的富营养化治理见效慢、周期长的特点,撰写了《太湖总磷与水华的10年变化与防控对策》专题报告。

与此同时,紧紧围绕无锡市治污需求,积极为地方水环境治理建言献策,编制并向地方报送了《太湖湖泊物理环境发生显著变化,未来太湖环境治理的难度进一步加大》等政策建议咨询报告15期,为地方水污染治理及管理部门决策提供科技支撑。《太湖蓝藻水华监测预警与防控》等专题报告有效支撑了地方驻点工作。

在太湖湖体生态修复工程实施方面,阐明了太湖水生植被退化过程与驱动机制,明晰了太湖水生植被恢复的技术途径和潜在区域,撰写完成了《太湖水生植被恢复与良性生态系统重构的对策与建议》报告。上述两份专题报告均上报至生态环境部相关业务司局,并被江苏省生态环境厅参考使用。

关注四 为区域生态重建与恢复提供有力支撑与保障

无锡市望虞河西岸的水环境污染问题影响着周边地区的工业生产和居民生活,也关系到太湖饮用水安全。无锡驻点研究单位南京大学把握水专项项目实施的契机,针对望虞河西岸陆源污染控制任务艰巨

现状和入河氮磷削减的迫切需求,在区域污染源高分辨精确解析和工程技术评估比选的基础上,形成了《望虞河西岸污染源管控方案》,方案已被无锡市生态环境局引用到“十四五”课题研究报告中,并开发了污水处理厂以成本管控为导向的先进管控模块,构建了基于来水仿真预测为核心的节能减排关键技术,在此基础上形成污水处理厂智慧化管控平台。

针对城市低洼易涝区域连通型圩区滞留河道,有行洪需求,但夏季水体污染严重,在其他季节水体相对滞留,冬季污染物浓度高、温度低和水力停留时间长的问题,集成了滞留河道水体高效复氧、原位电化学/生物耦合氮磷强化削减技术、重污染滞留河道催化氧化与生态强化净化联用等水体强化净化技术和底泥处置与资源化技术,形成了河道强化净化—内源控释—畅流活水—生态净化—长效管理的城区河道治理新模式,在无锡市梁溪区民丰河水环境治理进行了工程示范,与2017年河道水质相比,河道COD下降了58%,NH3-N浓度下降了88%,TP浓度下降了72%,河道水体溶解氧浓度稳定大于3 mg/L。

围绕望虞河西岸河网水质变化大、水生植被覆盖率低、水生态系统功能脆弱等突出问题,研发了适用于不同坡岸河道的水生植物方格化种植技术和人工诱导的自组织修复技术体系,从河流水生植被快速定植和规模化修复的角度,大幅缩短了现场作业时间,提高了修复效率,降低了河流的修复成本。为提升河道水生态系统多样性、完整性和稳定性,改善水体净化能力,结合地方流域综合整治开展了生态修复示范工程建设,总面积约250万平方米,河道修复长度大于10公里,近岸水生植被覆盖度50%以上,生物多样性显著增加,水生态质量明显改善。构建了河网区水生态大数据库和水生态修复与实时诊断联动平台,具有水生植被修复分析评估、分级信息发布等功能,监控面积覆盖100 平方公里以上,计算时间响应率大幅提高,针对流域生态完整性的动态演变评估,弥补了传统生态完整性静态评估的不足,在无锡市生态环境局业务化运行,实现了河道水生态修复与实时诊断联动,为区域生态重建与恢复提供了有力支撑与保障。

针对平原地区湖荡滞水区水动力和环境质量不佳、生态系统退化的难题,基于侧重于生境条件改善以强化湖荡生态系统自组织恢复的思路,研制了集水动力循环、光降解、生物膜分解于一体的湖荡滞水区水体污染物去除和透明度同步提升装置。同时,研发了通过改变湖底地形形状以原位修复底泥污染和强化局部沉水植物生存条件的水下地形重塑技术。通过开放条件下湖荡重污染滞水区技术示范,其生态系统自组织修复能力得到显著提升,实现了湖荡沉水植物生长繁殖及季节性自然演替,滞水区沉水植物覆盖度从零星分布增加到50%以上,当地政府将该示范作为亮点,推荐到无锡日报进行了宣传报道。

滞留河道催化强化生物协同净化技术目前已与江阴市人民政府进行成果落地的合作,并在江阴双良石墨烯光催化技术有限公司(现改名为江苏双良环境科技有限公司)进行成果转化。目前已经建成规模化生产线,在无锡市的大李巷浜、壬子港、陈巷浜、刘巷浜、葛巷浜、倪巷浜等区域得到推广应用。河道水生植被方格化种植技术和人工诱导的自组织修复技术在锡山区双泾河等河道治理与生态修复工程、宜兴市河道生态修复及美丽乡村建设项目得到应用,助力当地的水环境整治和生态修复工程。将生境改善技术和水生植物群落重建技术应用于无锡宜兴河道生态修复及美丽乡村建设项目,水质稳定达到地表Ⅲ类水标准,实现水清、岸绿、水生态健康的环境目标。

在望虞河西岸建成了覆盖面积500 平方公里的规模化综合示范区,有效地削减了河道总磷和氨氮,提高了水体溶解氧,支撑了望虞河西岸水质改善。与2016年相比,2019年九里河钓邾大桥国考断面和伯渎港承泽坎大桥省考断面水质明显提升,稳定达到Ⅲ类水质标准。

同时,研发的技术在全国得到推广应用。研发的污水处理厂过程智慧管控—尾水耦合净化—污泥减量利用成套污染物削减技术已在香港、天津、长春等地的多个工程中得到推广应用。污水处理厂二级生化出水两相耦合深度净化关键技术中创新点“系列新型布水布气组件及其装配方法”在天津市张贵庄污水处理厂提标改造工程(10万m3/t)、吉林省长春市绿园区合心镇污水处理项目(2.5万m3/t)两项反硝化滤池工程项目中得到应用,相关技术还荣获2019年第47届日内瓦国际发明展金奖。滞留河道催化强化生物协同净化技术服务于全国23个省百余处水体治理,水体类型包括河道、坑塘、景观水体、湖泊和水源地。在云南大理洱源县西湖、上海青草沙水源地实证基地、海南大榕水库、江西高潮湖、深圳辛养鱼塘、竺山湖和太湖慕湾等水体得到应用,湖荡生态修复技术在连云港市硕项湖水源地水质保障工程等得到推广应用。

太湖流域环境保护是长江经济带发展战略中的一项环保举措,是一项关键环节,关系到长江下游,尤其是长三角地区、太湖地区的水生态及周边民生问题。驻点单位研发的技术已经在长江上下游包括湖南、湖北、四川、江苏、上海等省市推广应用,充分显示了驻点工作对长江生态保护的促进作用。


原标题:为无锡水环境治理和改善提供强力技术支撑

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