優(yōu)秀示范工程

編者按：水生態(tài)治理與修復(fù)是水生態(tài)文明建設(shè)的重要內(nèi)容之一。我國水生態(tài)環(huán)境問題成因復(fù)雜，治理工作難度大，急需科學(xué)技術(shù)的支撐。在近年水生態(tài)治理與修復(fù)的實(shí)踐中，科研院所和涉水企業(yè)圍繞生產(chǎn)實(shí)踐開發(fā)了一些新技術(shù)、新設(shè)備，取得了一些經(jīng)驗(yàn)和成效。為更好地展現(xiàn)先進(jìn)實(shí)用技術(shù)在水利實(shí)際工程中的應(yīng)用，樹立行業(yè)樣版工程，在水利部科技推廣中心的大力協(xié)助下，本刊從本期開始陸續(xù)推出水利先進(jìn)實(shí)用技術(shù)“優(yōu)秀示范工程”，本期重點(diǎn)推出水生態(tài)治理與修復(fù)案例。

飲用水及水源地水庫水體修復(fù)應(yīng)用案例

案例1：四川省崇州市向陽水庫治理

向陽水庫設(shè)計(jì)總庫容1310萬m3，現(xiàn)今庫容800萬m3，以飲用、灌溉為主，兼有防洪、發(fā)電、養(yǎng)殖等綜合效益，設(shè)計(jì)灌溉面積為473hm2，實(shí)灌面積為473hm2。近年隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，生產(chǎn)活動規(guī)模不斷擴(kuò)張，向陽水庫周圍的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、旅游業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)等對水庫水體造成了不良影響，水生態(tài)環(huán)境遭到了破壞。

通過采用復(fù)合硅酸鋁水處理技術(shù)對向陽水庫的治理及修復(fù)，2013年10月水體的綜合指標(biāo)已達(dá)到國家地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB 3838-2002）Ⅱ類水質(zhì)要求（部分指標(biāo)對比見表1），水體無色無味，無懸浮物，滿足了集中式生活飲用水地表水源地一級保護(hù)區(qū)的要求。

表1 向陽水庫治理前后部分指標(biāo)對比

社會效益和經(jīng)濟(jì)效益分析：

①水體中總氮由4.11mg/L下降到0.41mg/L,減少總氮排放量29.6t；總磷由 0.361mg/L下降到0.01mg/L，減少總磷排放量2.008t，說明通過催化效應(yīng)使水體中富營養(yǎng)物質(zhì)大幅度降低。

②水體中重金屬殘留量達(dá)到安全指標(biāo)，其中砷殘留量由初始的0.17mg/L下降到0.0012mg/L，減少污染量1350kg；鉛殘留量由初始的0.01mg/L下降到0.001mg/L，減少污染量72kg；鉻殘留量由初始的0.05mg/L下降到0.005mg/L，減少污染量360kg。

③為5個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)約15萬人提供了更加優(yōu)質(zhì)的飲用水水源，既提高了自來水企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，更為減少疾病對人體的危害起到了很好的作用。

復(fù)合硅酸鋁水處理技術(shù)

復(fù)合硅酸鋁水處理技術(shù)是一項(xiàng)應(yīng)用于水體污染治理和水生態(tài)修復(fù)的技術(shù)，該技術(shù)能較好地消除或降解水體中的有機(jī)物、化學(xué)物質(zhì)、重金屬等，水質(zhì)提升和改善效果顯著，適用于流速相對緩慢的水庫、湖泊、塘堰、河道等水體的污染治理。

該技術(shù)的優(yōu)勢在于將具有天然屬性的元素經(jīng)過先進(jìn)工藝處理制成高純化合物，再與提純硅酸鋁復(fù)合形成新型材料，通過測水配方、梯度試驗(yàn)、整體實(shí)施，實(shí)現(xiàn)了流程化管理。該系列技術(shù)主要適用于以下相對靜態(tài)的水污染防治和生態(tài)修復(fù)水體：

飲用水處理型：廣泛應(yīng)用于水源地水體污染治理和水生態(tài)環(huán)境修復(fù)，用于城鎮(zhèn)居民飲用水深度凈化處理，具有安全實(shí)用，標(biāo)本兼治，綜合治理，深度凈化處理的特殊功效，可將劣Ⅴ類水質(zhì)治理到Ⅲ類以上。

治污型：廣泛用于受到有機(jī)物、化學(xué)物質(zhì)、重金屬及工業(yè)、生活廢棄物污染的養(yǎng)殖、灌溉及景觀等水體的污染治理和生態(tài)修復(fù)。

除藍(lán)藻型：廣泛適用于內(nèi)陸湖泊、水庫、池塘、河流、溝渠等相對靜態(tài)水體中藍(lán)藻水華的預(yù)防和治理及生態(tài)修復(fù)。

案例2：四川省自貢市富順縣金銀窩水庫治理

金銀窩水庫面積10hm2，設(shè)計(jì)總庫容160萬m3，治理時(shí)庫容約104萬m3，為飲用水水源以及灌溉水源地。治理前常年水質(zhì)狀況為Ⅳ類，達(dá)不到飲用水水源的安全要求。

通過采用復(fù)合硅酸鋁水處理技術(shù)的治理，富順縣環(huán)境監(jiān)測中心2015年7月14日取水檢測，金銀窩水庫水質(zhì)類別為Ⅲ類，水質(zhì)狀況良好（部分指標(biāo)對比見表2），符合《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838-2002）中Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

表2 金銀窩水庫治理前后對比表

案例3：四川省廣元市元壩區(qū)新華水庫水環(huán)境治理

新華水庫位于廣元市元壩區(qū)晉賢鄉(xiāng)，系王家、晉賢2鎮(zhèn)近1.5萬余群眾飲用水水源，水面15.33hm2，水量132萬m3。由于過去大量施肥、投餌養(yǎng)魚和施用魚藥導(dǎo)致水體嚴(yán)重污染，加之水庫集雨帶來的農(nóng)業(yè)面源污染，使水質(zhì)日益惡化，水體富營養(yǎng)化嚴(yán)重，經(jīng)抽樣檢測屬Ⅴ類水質(zhì)，嚴(yán)重影響到王家、晉賢2鎮(zhèn)1.5萬余群眾飲水安全。

2010年6月采用復(fù)合硅酸鋁水處理技術(shù)治理后，水質(zhì)上升到Ⅱ類，經(jīng)過33個(gè)月，2013年3月10日抽檢數(shù)據(jù)表明，水質(zhì)仍然保持在Ⅲ類以上。經(jīng)檢測，新華水庫飲用水水源保護(hù)地水體化學(xué)耗氧量、pH值、總磷、總氮以及各種重金屬含量均達(dá)到國家地表水（GB 3838-2002）Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)（部分指標(biāo)對比見表3），水體無色無味，無懸浮物；可以作為集中式生活飲用水地表水源地一級保護(hù)區(qū)、珍稀水生生物棲息地、魚蝦類產(chǎn)卵場、仔稚幼魚的索餌場等。

表3 新華水庫治理前后對比表

藍(lán)藻治理應(yīng)用案例

案例1：天津市外環(huán)河藍(lán)藻治理示范工程

天津市外環(huán)河治理段位于天津市外環(huán)河津漢橋至津?yàn)I橋河段。治理前，外環(huán)河津?yàn)I橋段有特別難聞的氣味，其他各段也均有較輕微的腥味。采取復(fù)合硅酸鋁水處理除藍(lán)藻技術(shù)治理后，除一號橋段還有較輕微腥味外，其余各段均無明顯異味，河水水體透明度大幅度升高；總磷、氨氮、生物毒性（以鋅離子濃度表征）濃度均有所下降。

外環(huán)河藍(lán)藻水華是微囊藻大量繁殖所致，因此水體中葉綠素含量可反映藍(lán)藻水華的嚴(yán)重程度。治理前，外環(huán)河水體中葉綠素達(dá)到138.03mg/mL。治理后，外環(huán)河水體中葉綠素含量降為47.64mg/mL，降幅為65.49%。

治理前后對比

案例2：內(nèi)蒙古烏蘭察布市霸王河藍(lán)綠藻治理

霸王河位于內(nèi)蒙古烏蘭察布市，其綜合治理工程是烏蘭察布市、集寧區(qū)兩級重點(diǎn)公益項(xiàng)目。由于沿岸各種化工廢料和污水的大量增加，化肥的大量使用使水體的污染加劇，水環(huán)境遭到破壞，困擾霸王河的水環(huán)境問題為藍(lán)綠藻的瘋狂生長，造成水體持續(xù)惡化，既影響環(huán)境景觀，還對水體中的魚類等水生物造成危害。

采用復(fù)合硅酸鋁水處理除藍(lán)藻技術(shù)對霸王河示范區(qū)域的治理，有效消除了霸王河示范區(qū)域內(nèi)的藍(lán)綠藻水華，水質(zhì)明顯好轉(zhuǎn)，水體透明度大幅度提高，綜合污染指數(shù)、富營養(yǎng)化程度均有不同程度的降低。

治理前后對比

水體治污應(yīng)用實(shí)例

案例1：江西省共青城北岸公園水環(huán)境治理

北岸公園水體屬于江西省共青城備用水源—上南湖的一部分。運(yùn)用復(fù)合硅酸鋁水處理技術(shù)對北岸公園進(jìn)行水環(huán)境治理及修復(fù)，在治理完成半個(gè)月之后水質(zhì)有明顯提升，治理前南湖水質(zhì)為地表水Ⅲ類水質(zhì)，經(jīng)過治理后水體生態(tài)得以修復(fù)，自凈能力加強(qiáng)，水質(zhì)持續(xù)優(yōu)化，水質(zhì)將穩(wěn)定在地表水Ⅱ類水平（部分指標(biāo)對比見表4），水體無色無味，無懸浮物；滿足了集中式生活飲用水地表水源地一級保護(hù)區(qū)的要求。

表4 北岸公園水環(huán)境治理前后部分指標(biāo)對比

案例2：浙江省臨安市指南山山塘/盛村塢山塘治理

臨安市太湖源鎮(zhèn)指南山山塘和盛村塢山塘受周邊生活產(chǎn)生的污水影響，水質(zhì)惡化，盛村塢山塘水體顏色發(fā)黑并有異味，指南山山塘水體富營養(yǎng)化嚴(yán)重，影響水體景觀性和水生態(tài)環(huán)境。

通過采用復(fù)合硅酸鋁水處理技術(shù)對指南山山塘/盛村塢山塘的治理及修復(fù)，水體的綜合指標(biāo)已達(dá)到國家地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB 3838-2002）Ⅵ類水質(zhì)要求（部分指標(biāo)對比見表5），水體無色無味，無懸浮物。

表5 臨安市指南山山塘/盛村塢山塘治理前后部分指標(biāo)對比

水體重金屬污染治理案例

案例：云南陽宗海水體重金屬污染治理

2008年9月，云南陽宗海湖水發(fā)生污染，砷濃度監(jiān)測平均值高達(dá)0.128mg/L，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過0.05 mg/L的飲用水安全標(biāo)準(zhǔn)。砷在環(huán)境中主要以化合物的形式存在，砷的化合物均有毒性。

2009年10月，對湖水進(jìn)行了取樣，根據(jù)檢測結(jié)果采用復(fù)合硅酸鋁水處理劑對受到“砷”污染的湖水進(jìn)行凈化處理。10月10日，對原始水樣進(jìn)行了監(jiān)測，測得原水樣的砷含量為0.156mg/L，按處理工藝分別加入RZ—81、RZ—82型治污劑對湖泊水樣進(jìn)行處理。10月27日，抽樣進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)測，經(jīng)RZ—81處理過的水樣砷含量為0.037mg/L；經(jīng)RZ—82處理過的水樣砷含量為0.051mg/L。對照原始水樣，湖水中砷的含量經(jīng)處理后大幅度下降。經(jīng)活性劑（RZ—81、RZ—82）處理后的殘留物中的砷含量只有微量存在，初期實(shí)驗(yàn)基本達(dá)到國家Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)值，體現(xiàn)了復(fù)合硅酸鋁水處理技術(shù)對消除水體重金屬污染的顯著效果（水質(zhì)指標(biāo)檢測數(shù)據(jù)報(bào)告見表6）。

表6 云南陽宗海湖水水質(zhì)指標(biāo)（砷）檢測數(shù)據(jù)報(bào)告表

底泥治理修復(fù)案例

案例：四川省廣元市新華水庫污染底泥修復(fù)

為了研究復(fù)合硅酸鋁水處理劑對水體底泥削減的影響，明確新材料解決底泥污染問題，2011年6月—2014年10月在廣元市新華水庫進(jìn)行了污染底泥的修復(fù)試驗(yàn)。

經(jīng)過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)修復(fù)效果顯著：將材料以濃度 1∶10配比，均勻噴灑于水面，水體吸附絮凝時(shí)間15～20天，底泥激活轉(zhuǎn)化時(shí)間18～24個(gè)月。以此種條件吸附絮凝固化顆粒沉積于底層，在激活、轉(zhuǎn)化過程中可保持較高的強(qiáng)度和彈性，穩(wěn)定期760天以上。試驗(yàn)結(jié)果表明：氨氮平均去除率 83.65%，最高去除率達(dá) 98.82%。經(jīng)過360天的修復(fù)試驗(yàn)，COD 降至 45.48mg/L，總?cè)コ?87.22%，總無機(jī)氮（TIN）去除率 96.36%。水體中懸浮物總?cè)コ?1.43%。依測定分析，底泥厚度均降低了14～25cm，底泥基本無機(jī)化和固化。