高效物化凝聚技术在水环境生态治理领域的应用

1、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

2、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

3、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

4、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

5、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

6、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

7、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

8、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

9、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

10、（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1215米，水深约1.52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

11、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