如何在治水實踐中推動優化技術創新
日前，2016年江蘇環保新技術交流會在南京舉行，實施10年的“水體污染控制與治理”科技重大專項（以下簡稱“水專項”）研究成果成為展會的亮點之一。
在“山水林田湖流域綜合治理多媒體沙盤”前，“水專項”展區工作人員向記者介紹，流域綜合治理是將“山水林田湖”各要素作為一個完整的生命共同體，統籌上下游、干支流，通過系統控源、水生態修復和流域監控預警等治理和管理技術的支撐，進行系統治理、整體保護。
據介紹，根據這一理念，“水專項”研發集成了一批煤化工、冶金等行業全過程污染控制等方面的關鍵技術，并進行工程化應用。
此次展會期間，水專項專門召開了技術交流與推廣會，邀請專家介紹了重點行業（石化、精細化工、焦化廢水、印染、紡織、制藥等）廢水污染控制等水專項技術成果，解決地方實際問題，為區域環境治理和促進經濟健康發展發揮更大作用。
太湖示范區消除劣Ⅴ類，淮河重污染支流賈魯河水質明顯好轉，洱海水質穩定保持在Ⅲ類，全面支撐了“水十條”實施和海綿城市建設。
□推動行業全過程控制助力綠色發展
目前，化工、印染、制藥三大行業是國民經濟支柱產業，占工業產值的20%以上，同時也是重污染行業；其廢水排放約占工業排放量35%左右。這類廢水面廣量大、鹽分高、毒性大、難降解，是水污染治理的難點和環境中有毒有機污染物的主要來源之一。
在國家水專項淮河項目支持下，南京大學團隊通過自主研發出復雜體系毒害污染物資源化、高效轉化與毒性減排為核心的高濃度化工有機廢水成套處理技術與裝備，成功解決了上述問題。
江蘇淮河化工有限公司是全球最大的“一硝基甲苯及下游衍生產品”生產企業，廢水水量7000t/d，高濃度水COD約6000mg/L。通過這項技術裝備的處理，排水水質不僅達到江蘇地方排放標準，而且達到了美國EPA工業廢水排水生物急性毒性標準。
印染廢水具有水量大、有機污染物含量高、堿性大、水質變化大等特點，屬難處理的工業廢水之一。在實際過程中，印染廢水的厭氧處理效果不佳。
針對這一問題，大連理工大學環境學院教授張耀斌和他的團隊，開發了一種新型厭氧與物化相結合的處理技術——零價鐵強化厭氧處理技術：將零價鐵置于厭氧反應器內，利用零價鐵對厭氧還原的增強作用，降低氧化還原電位，提高厭氧微生物活性，促進厭氧生物處理中的厭氧產酸和厭氧產甲烷，從而提高有機物處理和脫色效果，達到進一步提高水質的效果。
這一技術在大連來克精化有限公司等企業成功運用。零價鐵強化厭氧反應器對實際印染廢水的COD去除率達到30%~50%，脫色率達到50%~60%，而普通厭氧反應器的COD去除率則低于10%，色度去除率低于20%。
“制藥行業是國家環保規劃要重點治理的12個行業之一。”據中國環境科學研究院研究員曾萍介紹，制藥企業產生的廢水中除含有大量有毒有害難降解有機物外，有的還存在大量成品抗生素及其前致物等強微生物毒性和抑制性的物質，其廢水毒性大，COD高，可生化性極差，廢水的pH值極端、水質、水量波動大。
對此，水專項專門針對制藥行業廢水治理及資源化開展研究，沉淀結晶-樹脂吸附處理含銅廢水技術就是其中一項關鍵技術。通過向廢水中加堿控制廢水pH，使得99.9%的銅離子沉淀分離，上清液采用樹脂吸附進一步降低廢水中的銅離子（低于1ppm）與黃連素，而沉淀物經過壓濾、清洗等處理后以堿式氯化銅的形式得以回收，銅的去除率也大大提高，由進水時的8000~15000mg/L，實現出水20mg/L以下，急性毒性去除也達90%以上。
□深化城鎮控源減排推動海綿城市建設
在我國面臨著巨大的能源與環境雙重壓力的情況下，對污水處理廠提標建設、高等級再生水利用、污泥能源化資源化、水體生態修復，是實現可持續發展的必然要求。
在展會上，一組名為PHOTOSYSTEM的污水生態處理系統吸引了記者的目光。“這一系統是一種由表層植物床和底層生物反應床構成的復合生物生態處理系統。”上海交通大學水污染控制設計研究所所長何義亮博士介紹：“現在廣大的農村地區和很多小區城市的開發，都涉及分散污水的處理應用和一些景觀水的再利用。而這一污水生態處理系統就是針對這樣的領域所開發的，原理就是將植物的凈化作用和微生物的氧化分解作用耦合在一起，呈現出跟景觀良好的融合，既能凈化污水，又能使水回用，而且具有造價低，免于維護管理和應行費用低、節能的特點。”
“污泥處理是污水處理的一個重要環節。”“污泥是污水處理全過程資源回收利用的關鍵，技術創新是核心。”同濟大學環境科學與工程學院戴曉虎教授告訴記者，通過科技投入，特別是水專項研究的引領，目前我國已經開發了適用于我國泥質的關鍵共性技術及裝備，已達到市場推廣階段，實現了從無到有、從點到面的突破。
在談到污泥處理處置現狀時，戴曉虎表示，由于我國污泥低有機質高含沙的泥質特點，增加了污泥處理的難度，合理的處置路線還未打通，部門協調困難，配套保障、激勵和財稅政策體系尚未形成，目前狀況還不容樂觀。他呼吁，要像重視水處理一樣重視污泥處理處置。
□加強農業面源治理建設美麗鄉村
“只有突破種植業面源污染控制、畜禽養殖廢棄物循環利用、農村生活污水處理等關鍵技術，才能實現農業農村區域面源污染負荷有效減排。”中國農業科學院農業環境與可持續發展研究所副所長朱昌雄表示。
為此，通過水專項的實施，形成了“減量-阻斷-回用-修復”（4R）種植業面源污染一體化控制、微生物發酵處理的養殖廢棄物全循環利用式等一系列模式。
一邊已渾濁成黑灰色的水，一邊是小魚自在游弋的清水，如果不是江西金達萊環保股份有限公司副總經理曹解軍的解說，誰也不會想到它們是連在一起的，這其中的“機關”正是兼氧膜生物反應器農村分散式污水處理裝置。
作為水專項支持的項目，該裝置技術攻克了有機污泥近零排放、氣化除磷、污染物同步降解三大技術難關，實現污水高效處理。配上跟蹤器，利用互聯網技術，進行遠程監控和故障自動報警，通過設立“流動4S站”進行維護保養，在無人值守的條件下，實現對污水處理設施實時、精確管理。與國際慣用技術相比，大大簡化操作，占地節省75%以上，運行成本降低20%以上，外排污泥量減少95%以上，對周邊環境影響小，可臨近生活區建設，且出水達城鎮污水處理一級A標。
記者了解到，作為國務院指定援外物資，該成果獲得了“為‘中國制造’贏得了聲譽”的稱贊，同時成為國際維和部隊采購的技術，已出口500余套設備至意大利等14個國家，開創了我國污水處理裝備大規模出口之先河。目前它也被廣泛應用于國內28個省、直轄市，特別在洱海面源污染控制、大連城市黑臭水體治理等項目中表現卓越。
針對各類畜禽糞便和廚余廢棄物成分復雜，各種可生物降解的物料繁多，特別是其臭味控制方面，北京市水利科學研究所和中國農業大學共同研究開發了豬糞、秸稈與廚余聯合堆肥技術，通過對比分析7種不同堆肥物料配比的環境和技術標志，確定了聯合堆肥物料的最佳比例為62%豬糞+18%秸稈+20%廚余，通過每半小時的間歇式通風，可實現滲濾液零產生，有效地控制了臭氣并且具有良好的固氮保氮的效果。
目前，已在北京周邊地區縣建成若干個聯合堆肥長，累積處理各類畜禽糞便和廚余廢棄物總量達到兩萬噸以上，產生精品有機肥6000噸，替代化肥300噸。
□創新流域監控預警支撐環境管理轉型
流域水質目標管理是實現我國總量控制、質量控制和風險防范三位一體的管理模式，是黨的十八大提出的生態文明制度建設的重要支撐手段。為此，水專項創新流域水環境管理模式，突破了水生態環境功能分區、水環境本土基準制定、水環境天地一體化監測、容量總量控制與排污許可管理、環境風險評估預警等核心技術。
其中，一套自主研發的、符合我國從國家到縣四級環境監測部門實際應用需求的“水環境監測信息集成、共享與決策支持平臺”，已在太湖流域示范應用。
據了解，該平臺是針對水環境信息管理問題，從流域水環境管理角度出發，制定了流域水環境監測信息資源目錄方案。結合太湖流域示范區，研發了“國家-省-市-縣”四級數據中心，完成流域水環境監測基本信息庫、流域水環境監測質控信息數據庫、流域水資源信息數據庫、流域水環境監測數據庫、水環境基礎空間數據庫、水環境專題空間數據庫建設，初步形成流域水環境監測數據的管理、分析及共享服務能力。
“針對我國管網產期運行存在沉積、腐蝕等導致的管網破損、管網溢流、入流入滲、運行維護效率有待提高等問題，我們研發了管網問題診斷與修復技術及設備。”在展會現場，清華大學環境學院的工作人員向記者展示了一個形似汽車模樣的機器人，通過機器人的井下操作，可對管網內部狀況進行診斷，將修復短管引入待修復管段，再通過空壓機為氣囊充氣，撐開不銹鋼管套，管套通過剛性力作用于管道內壁貼合，達到管道缺陷的原位修復功能。
這項技術管道修復成本低，適用于管道布局破損的快速修復，進而提高排水管網運行的穩定性和安全性。
□保障飲用水安全維系生命安全
保障飲水安全是水專項的重點工作之一，尤其是涉及供水系統帶來的飲水安全隱患一直是社會關注的焦點。
為此，水專項在“十二五”期間，針對供水系統存在的安全隱患，在太湖流域，通過系統研究和整合從水源地等重要環節的關鍵技術，形成了具有太湖流域特色的“從源頭到龍頭”飲用水安全保障技術體系。
據了解，這項技術體系已經在部分地區得到了較好應用。全面支撐了蘇州、無錫等示范城市約340萬用水人口的水質全面達標；在南水北調受水區，構建了集水源配置、水廠凈化、管網輸配、安全調控、信息化監管于一體的南水北調受水區城市供水安全保障技術體系，成功化解了南水北調通水后發生“黃水”等安全風險。
據介紹，技術體系中的設備主要由地方政府承擔，設備的運營成本主要由用戶掏錢，根據技術工藝的不同，運營成本會有差異。
“十三五”時期，“水專項”將圍繞“節水優先，空間均衡，系統治理，兩手發力”的十六字新時期治水思路，聚焦京津冀區域和太湖流域開展綜合調控示范，形成具有中國特色的流域水污染治理、水環境管理和飲用水安全保障三大技術體系。這其中，又將孕育出許多精彩成就，我們拭目以待。
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