大摻量印染廢水市政污水廠  

穩(wěn)定運(yùn)行示范工程  

集中式表面處理工業(yè)園  

污水深度處理示范工程  

江北水質(zhì)凈化廠尾水  

深度處理示范工程  

東江是珠江三大水系之一，發(fā)源于江西省贛州市尋鄔縣，干流全長(zhǎng)562公里，其中廣東境內(nèi)435公里。改革開放以來，東江流域既是我國率先發(fā)展的區(qū)域，也是珠江三角洲及香港特別行政區(qū)最重要的飲用水水源地，其水質(zhì)的好壞對(duì)國家社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有重大的影響。  

然而，隨著東江流域經(jīng)濟(jì)的持續(xù)高速發(fā)展，排入河流的污染物總量和種類不斷增加，且入江污染物類型由常規(guī)污染物為主向常規(guī)污染物、重金屬和持久性有機(jī)污染物的復(fù)合型轉(zhuǎn)變。水質(zhì)良好的上、中游區(qū)域水環(huán)境面臨著巨大的經(jīng)濟(jì)發(fā)展壓力，水質(zhì)有下降趨勢(shì)，而經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)的下游城市群（深圳、東莞、廣州）水質(zhì)污染嚴(yán)重，沒有客水的本地河涌在大力治理下雖然扭轉(zhuǎn)了黑臭現(xiàn)象，但供水仍有風(fēng)險(xiǎn)，其“高功能水質(zhì)要求”與區(qū)域“高發(fā)展速度、高經(jīng)濟(jì)密度”之間的矛盾使得水質(zhì)保護(hù)任務(wù)十分艱巨。  

為了解決這一矛盾，國家“水體污染控制與治理科技重大專項(xiàng)”立項(xiàng)“東江流域水質(zhì)與水生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)控制技術(shù)集成與綜合示范”項(xiàng)目，選擇代表不同典型行業(yè)以及不同城鎮(zhèn)化發(fā)展水平的小金河流域、沙河流域龍溪集水區(qū)、官湖河流域等對(duì)干流水質(zhì)產(chǎn)生較大風(fēng)險(xiǎn)的典型濱江城鎮(zhèn)為研究區(qū)域，設(shè)置了“城鎮(zhèn)化水源集水區(qū)域水污染系統(tǒng)控制技術(shù)集成與綜合示范”課題，由環(huán)境保護(hù)部華南環(huán)境科學(xué)研究所、南京大學(xué)、廣東省環(huán)境科學(xué)研究院、華南師范大學(xué)、惠州市環(huán)境科學(xué)研究所等單位承擔(dān)。  

三大突破助力實(shí)現(xiàn)“風(fēng)險(xiǎn)排水不入江”  

1課題組在研究中突破了基于常規(guī)污染物提標(biāo)排放、痕量污染物風(fēng)險(xiǎn)可控的受納綜合工業(yè)尾水的市政污水深度凈化集成技術(shù)，在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)揮出良好效果。小金河流域長(zhǎng)期無序發(fā)展，工業(yè)、居住與生態(tài)服務(wù)功能相互沖突，PCB、五金以及寶石加工業(yè)排放的廢水中有毒有害物質(zhì)含量高，且難以有效去除，加之小作坊企業(yè)非法偷排時(shí)有發(fā)生，區(qū)域排水風(fēng)險(xiǎn)較高。課題以城鎮(zhèn)污水處理廠受納綜合工業(yè)尾水為研究對(duì)象，研發(fā)了基于新型陶粒催化劑的H2O2/O3多相催化氧化集成技術(shù)，技術(shù)以臭氧氧化為基礎(chǔ)，輔以雙氧水和自主研發(fā)的負(fù)載有金屬的固體陶粒催化劑，形成多相氧化體系，對(duì)含有大宗綜合工業(yè)尾水的市政污水進(jìn)行強(qiáng)化脫毒減害，能實(shí)現(xiàn)有毒有害物去除70%以上，具有臭氧利用率高、氧化性能好、處理效率高、無污泥產(chǎn)生、便于控制管理、無二次污染且價(jià)格低廉等優(yōu)勢(shì)。  

結(jié)合小金河流域內(nèi)江北水質(zhì)凈化廠長(zhǎng)期受納綜合工業(yè)尾水，常規(guī)工藝難以去除有毒有害物等實(shí)際需求，課題組在江北水質(zhì)凈化廠開展了脫毒減害工程示范。經(jīng)過檢測(cè)，在實(shí)現(xiàn)尾水常規(guī)指標(biāo)優(yōu)于一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，尾水中典型痕量污染物EDCs中壬基酚、雙酚A去除率達(dá)70%；PPCPs中殺菌劑三氯生、三氯卡班、酸性藥物水楊酸、雙氯芬酸等去除率達(dá)80%，獲得了良好的示范效果，有效控制了小金河流域風(fēng)險(xiǎn)排水入江。  

2課題組在研究中還突破了電鍍行業(yè)排水主要指標(biāo)達(dá)Ⅳ類以上的廢水深度處理及回用成套技術(shù)。長(zhǎng)期以來，廣東省惠州市博羅縣龍溪電鍍基地在污水處理方面都面臨著來水水質(zhì)波動(dòng)大、鎳和TP等易超標(biāo)因子難以穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的問題。針對(duì)這一情況，課題組兼顧沙河流域龍溪集水區(qū)表面處理行業(yè)由粗放型向集約型轉(zhuǎn)變及行業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)升級(jí)的需求，以排水風(fēng)險(xiǎn)控制為目標(biāo)，開發(fā)出除磷除重金屬的納米復(fù)合新材料，形成以特種環(huán)境納米復(fù)合材料末端吸附把關(guān)為核心的電鍍園區(qū)分質(zhì)收集-分質(zhì)預(yù)處理-綜合處理-末端把關(guān)廢水深度處理及回用成套技術(shù)。  

據(jù)了解，這種基于特種環(huán)境納米復(fù)合材料的電鍍園區(qū)綜合廢水深度處理技術(shù)，利用DONNAN強(qiáng)化吸附作用，可實(shí)現(xiàn)廢水中鎳、磷等污染物的深度凈化和穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放，與電鍍園區(qū)污水優(yōu)化分流技術(shù)、廢液回收、智能管控等新技術(shù)相集成，成功實(shí)現(xiàn)了工程化應(yīng)用。  

由于電鍍工藝過程中會(huì)加入大量的次亞磷酸鈉作為化學(xué)鍍劑，導(dǎo)致電鍍廢水中的磷大部分以次亞磷酸根或焦磷酸鹽等其他非正磷酸鹽的形式存在，傳統(tǒng)處理方法難以保證TP穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。為了攻克這個(gè)難題，課題組結(jié)合項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行工藝開發(fā)了“臭氧氧化+特種樹脂吸附”處理工藝為核心的化學(xué)除磷技術(shù)，通過臭氧氧化將水體中的非正磷酸鹽基本完全轉(zhuǎn)化為正磷酸鹽，并經(jīng)特種環(huán)境納米復(fù)合材料進(jìn)行吸附去除，TP去除率達(dá)95%以上，實(shí)現(xiàn)外排水TP穩(wěn)定低于0.3mg/L，達(dá)到地表水Ⅳ類排放標(biāo)準(zhǔn)。  

此外，針對(duì)廢水中部分總鎳為絡(luò)合形態(tài)、屬于易超標(biāo)因子，課題組還開發(fā)了“強(qiáng)化破絡(luò)+樹脂吸附”工藝路線，使總鎳濃度穩(wěn)定低于0.1mg/L以下。龍溪電鍍基地污水處理廠（二期）工程采用課題組研發(fā)的這套電鍍園區(qū)集成處理工藝對(duì)污水處理廠含鎳廢水處理及生化尾水除磷工藝進(jìn)行升級(jí)改造后，實(shí)現(xiàn)示范工程綜合排水Ni、Cr等重金屬以及COD、NH3-N、TP等主要排水指標(biāo)達(dá)Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)，為促進(jìn)電鍍園區(qū)可持續(xù)健康發(fā)展，推進(jìn)城鎮(zhèn)集中工業(yè)園排水自然回歸提供了技術(shù)支撐。  

3不僅如此，課題組還研發(fā)集成了水源敏感區(qū)域大摻量印染廢水市政污水處理廠提標(biāo)穩(wěn)定運(yùn)行、脫毒減害以及風(fēng)險(xiǎn)排水輸離技術(shù)。官湖河流域處于東江水源敏感區(qū)域，城鎮(zhèn)化率高，支柱產(chǎn)業(yè)牛仔服裝業(yè)呈大規(guī)模無序發(fā)展，未經(jīng)深度處理的印染工業(yè)廢水排入周邊內(nèi)河涌，導(dǎo)致內(nèi)河涌受到嚴(yán)重污染，直接影響到東江北干流水質(zhì)。為提升地區(qū)環(huán)境承載能力，有效解決流域內(nèi)漂染企業(yè)工業(yè)廢水排放問題，促進(jìn)牛仔服裝產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，2012年，廣州市環(huán)保局對(duì)流域內(nèi)相關(guān)漂染企業(yè)污染整治實(shí)施環(huán)保掛牌督辦，要求企業(yè)在2013年完成廢水污染設(shè)施升級(jí)改造，生產(chǎn)廢水統(tǒng)一排入永和污水處理廠集中處理達(dá)標(biāo)后排放。  

針對(duì)當(dāng)?shù)卮嬖诘倪@些問題，課題研發(fā)集成了“預(yù)處理工藝+CEA0綜合處理工藝+深度處理工藝”為核心的大摻量印染廢水市政污水處理廠穩(wěn)定運(yùn)行與毒害污染物去除集成工藝，主要工藝流程為“混凝沉淀+水解酸化+好氧工藝+沉淀+絮凝沉淀+V型濾池+新型UV”。此工藝通過前后的物化處理工序增強(qiáng)了整個(gè)污水處理系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，提高了抗負(fù)荷能力和處理效率；厭氧段采用脈沖布水方式，污泥流失少，可保證污泥濃度以及泥水混合效果；污水在好氧池的流動(dòng)呈現(xiàn)出整體推流而在不同區(qū)域內(nèi)為完全混合的復(fù)雜流態(tài)，保證了處理效果，使出水水質(zhì)比較穩(wěn)定；曝氣系統(tǒng)采用管式微孔曝氣器，可提高充氧效率，減少供氣量，從而降低風(fēng)機(jī)的動(dòng)力消耗；過濾采用V型濾池形式，通過末端的新型紫外消毒技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)毒害污染的有效降解和削減。通過廣州新塘永和污水處理廠三期工程示范應(yīng)用，印染廢水最大混摻比例可達(dá)80%，實(shí)現(xiàn)出水水質(zhì)穩(wěn)定在一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)排放的同時(shí)，特征痕量污染物EDCs（壬基酚、雙酚A）、三氯生、水楊酸、雙氯芬酸等的去除率達(dá)到90%，COD、NH3-N、TP年削減量分別達(dá)7500噸、110噸、80噸。  

加快成果轉(zhuǎn)化與推廣，新技術(shù)不再“束之高閣”  

課題組立足電鍍、印染、市政污水等典型行業(yè)排水的提標(biāo)改造、穩(wěn)定運(yùn)行與資源化，以及痕量污染的高效削減，研制了電鍍含鎳廢水深度處理裝置、單級(jí)樹脂吸附裝置、印染廢水深度處理裝置、市政污水提標(biāo)改造的曝氣生物濾池裝置、曝氣生物濾池脫除總氮設(shè)備、含氰電鍍廢水臭氧氧化設(shè)備等一批裝置和設(shè)備；開發(fā)了新型樹脂基納米復(fù)合材料、羥肟修飾磁性殼聚糖吸附劑、基于氨基化MCM-41分子篩的PVDF復(fù)合超濾膜、球狀碳素纖維組合填料等一批高性能環(huán)境功能材料，并與當(dāng)?shù)馗咝录夹g(shù)企業(yè)共同推動(dòng)課題成果轉(zhuǎn)化。依托研發(fā)技術(shù)、裝置和材料，課題組成功培育的廣州市華綠環(huán)?？萍加邢薰精@得高新企業(yè)認(rèn)定，2014年~2017年實(shí)現(xiàn)年均產(chǎn)值約4000萬元，為新技術(shù)扎實(shí)落地走好了第一步。  

同時(shí)，課題組還結(jié)合課題研究成果，從發(fā)展布局優(yōu)化、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)、工程減緩、綜合調(diào)控等多方面著手，研究制定了東江流域城鎮(zhèn)化水源集水區(qū)水質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)控制總體策略，并形成3個(gè)流域水環(huán)境綜合治理方案，通過指導(dǎo)地方實(shí)施，研究示范區(qū)主要支流入東江干流水質(zhì)功能持續(xù)提升，主要指標(biāo)優(yōu)于Ⅳ類，水源風(fēng)險(xiǎn)大幅降低。  

此外，課題組通過承擔(dān)東江流域內(nèi)“良好湖泊專項(xiàng)”“東江流域國土江河綜合整治試點(diǎn)”“水十條”等重大專項(xiàng)以及各級(jí)行政區(qū)生態(tài)環(huán)境保護(hù)規(guī)劃，為東江流域水環(huán)境綜合治理以及東江高功能飲用水安全保障提供了有效的科技支撐。  

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