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南京大学水专项淮河项目组利用新型离子交换树脂治污
《科技文摘报》 孙文涛 / 时间:2015-12-03 14:28:52

  据环保部网2015年11月12日讯 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。
  南京大学通过牵头组织实施国家“水体污染控制与治理”科技重大专项(简称:水专项)淮河项目,在淮河水污染控制与治理上做出了重要贡献,取得了重大突破进展。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。为了迎接淮河水污染控制的国家目标挑战,南京大学组织环境学院、地学院、生命科学学院优秀科学家团队,涉及污染源控制、地下水、水文水资源、生态等学科,会同中科院地理所、郑州大学以及山东大学、环保部华南环科所,河南、安徽、山东和江苏四省环境科学研究院一起组成淮河项目组进行联合攻关。8年多来,淮河项目组通过理念创新、技术创新、机制创新,在流域尺度上开展 “大科学”、“大集成”、“大示范”与联合攻关,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。
  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。
  构建并实施了基于废水资源化与水质目标管理的多闸坝基流匮乏型重污染河流“三三三”治理模式
  在“三三三”治理模式中,以淮河流域典型工业污染源治理为“一级控制”,构建造纸等农业伴生典型工业行业清洁生产与水污染全过程控制与治理集成技术,农业伴生典型工业废水排放量极大减少,同时制定严于国家标准的地方行业间接排放标准,保证了工业尾水安全纳入城镇生活污水处理厂;以城镇生活与工业混合污水深度处理与再生回用为“二级控制”,突破了基于磁性树脂吸附的城市工业混合污水高效脱色除浊脱氮除磷关键技术,并研发了成套设备,使区域内城市工业混合污水经过深度处理后,尾水达到流域排污标准并集中排入河流,保障了基流匮乏型河流的基本生态流量;以城市-工业尾水的河流水生态净化与水质提升为“三级控制”,针对基流匮乏型河流重污染、多闸坝等特征,研发出以基质调控为核心的黑臭水体水生态强化净化与极端流态河流水生态修复集成技术,实现基流匮乏型河流水质达标,重建基流匮乏型河流水生态系统,恢复河流水生态功能。
  提出并实施“技术研发-成果孵化-联盟集成-平台推广”的全链式技术成果产业化创新体系
  为了使水专项成果发挥更大的科技支撑作用,淮河项目提出并实施了基于“技术研发-成果孵化-联盟集成-平台推广”的全链式技术成果产业化创新体系;沿淮建立了废水与污泥治理与资源化河南省协同创新中心、安徽省废水治理与资源化公共服务平台、江苏省沿海化工污染控制公共服务平台、南京大学盐城环保技术与工程研究院等8大成果推广平台,获批建设了环保部“有机化工废水治理与资源化产业技术创新联盟”、“石化废水处理与资源化及成果推广产业技术创新战略联盟”以及科技部“淮河流域再生水利用与风险控制产业技术创新联盟”,依托淮河项目建立的科技成果孵化器,实现了内循环反应器、磁性吸附树脂、流化床芬顿、生态净化等关键技术的产业化推广,并成立了南大(常熟)研究院有限企业、南京环保产业创新中心有限企业等20余家高新技术企业,南京国家级环保产业集聚示范区已初步形成。
  重点示范流域沙颍河-贾鲁河水质显著改善
  “十一五”期间,淮河项目组通过实施“三三三”治理模式,实现了贾鲁河陈桥断面COD从2007年75mg/L降至2011年的46mg/L,削减率44%;氨氮从2007年30mg/L降至2011年6mg/L,削减了80%。“十二五”期间,项目组进一步夯实和推广“三三三”治理模式,深化行业排放标准、流域排污标准与河流功能与健康标准的科学衔接,推进废水资源化与能源化应用-中水循环利用-尾水生态净化应用的三级循环利用;集成并推广以磁性树脂吸附为核心的再生水制备及利用、以废水能源化及资源化为核心的农业伴生典型工业水污染全过程控制、以毒性减排为核心的化工行业水污染全过程控制、以经济适用易管理为特点的村镇生活污水处理、以基质调控为核心的闸坝型受损河流水生态修复以及以好氧堆肥为核心的城市污泥资源化利用等6项水污染治理整装成套技术,建设示范工程30项,推广应用于200余项工程中,建设了长达150km的河流生态修复示范工程,城市污泥堆肥资源化应用达10万吨/年。


郑州五龙口污水处理厂磁性树脂深度处理工程

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郑州南三环污水处理厂磁性树脂深度处理装置

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  10月28~30日淮河项目接受国家科技部第三次监督评估。评估专家对淮河水专项实施以来的成绩给予了高度评价。北京排水集团原总经理杨向平指出:“淮河项目有了很多不光技术上的突破,也有思路上、体制上、系统上的创新,成绩特别突出。技术研究上有创新,如磁性技术非常有特色,确实很好;管理上和地方有配合;机制上有保障。他们研究的科技项目虽然不能代替整个水环境治理工程,但确实起了支撑作用” 。原环保部总工程师杨朝飞说:“我看到的技术都有很好的前景和推广价值”。磁性树脂技术,将来能够通过它的处理,直接作为生态补给水。

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