第04版:综合新闻
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农家乐污染环境?拆除!
抓好河湖长制工作责任落实
“饮马河流域水污染综合治理与水质改善技术研究与综合示范”课题成果显著
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3上一篇  下一篇4 2019年4月15日 放大 缩小 默认        

“饮马河流域水污染综合治理与水质改善技术研究与综合示范”课题成果显著

 

饮马河是第二松花江的一级支流,位于第二松花江流域中游,发源于吉林省磐石市呼兰岭,全长386.8km,流域面积1.74万km2,至农安县靠山镇汇入第二松花江。饮马河流域范围跨长春市全区、吉林市和四平市部分地区,是吉林省经济中心区,处于东北黑土带核心地带,是全省玉米、水稻等粮食作物主产区,也是东北老工业基地和国家主要商品粮基地。

国家和地方加强对饮马河流域的管理与整治,水环境有所改善,但玉米加工行业“高耗水、高排放、低效率”、城镇污水厂冬季运行不稳定、农业农村面源污染严重等问题仍需解决,水体污染风险依然存在。

“十二五”水体污染控制与治理科技重大专项“饮马河流域水污染综合治理与水质改善技术研究与综合示范” 课题在识别饮马河流域水环境主要问题基础上,形成了饮马河流域水污染综合治理与水质改善技术体系,其中包括主要粮食产业玉米深加工园区水污染全过程控制成套技术、寒区中小城镇水污染治理与减排技术、北方村屯面源污染控制与管理技术、玉米种植-养殖污染防治及一体化利用技术等,并在流域内环境管理部门、产业园区、典型村屯、主要农业区进行工程示范,取得良好的成效,为流域水质改善和生态恢复提供技术支撑。

突破技术节点 助力玉米深加工园区水污染全过程控制

80%以上。

课题组依托长春大成玉米深加工园区中的褐煤提质废水深度处理和脱盐回用工程与淀粉糖电渗析脱盐工程,通过上述技术的应用,减排废水近50万m3/a,节水20万t/a、减少漏糖1000t/a;淀粉糖电渗析脱盐生产工艺因不消耗酸碱进行树脂再生,节省酸用量483t/a、碱用量775t/a;通过技术改进,实现了褐煤提质废水深度处理与脱盐回用和淀粉糖低成本脱盐,示范工程产生了显著的经济效益和环境效益。

玉米是产业链最长的粮食品种,正向园区化发展,但工业园内不同产业仍较为独立,没有充分发挥产业链接、节能降耗与污染减排作用,在园区系统内,重要节点技术的研发,是降低玉米深加工园区污染物排放量的关键。

课题组根据长春大成玉米深加工工业园区特点,针对传统褐煤提质技术能耗高、二次污染严重的问题,研发包括有机物生物强化脱除技术、高效混凝技术、多相臭氧催化氧化技术、膜组合脱盐技术等在内的褐煤提质废水深度处理与回用关键技术,通过强化褐煤提质废水短程脱碳脱氮工艺、开发高效混凝剂和臭氧氧化催化剂,促进难降解有机物的去除,结合膜脱盐技术实现低成本高效脱盐,淡水回用率大于85%。

针对玉米深加工过程中使用亚硫酸钠和耗水量大的特点,研发脱硫废液(气)净化制备亚硫酸氢钠及其浸泡玉米技术。首次对煤制气过程中产生的H2S混合气体进行洗涤净化,经溶剂吸收、加热解析、纯氧燃烧后获得SO2气体,通过Na2CO3碱液吸收制备NaHSO4,用于代替亚硫酸浸泡玉米,具有提高玉米浸泡效果、缩短玉米浸泡周期、节省能耗、减少新水消耗、降低废水排放量等优点,实现了废物资源化。

针对传统淀粉糖离子交换脱盐工艺存在废水排放量大的问题,研发了包括淀粉糖膜污染防治技术、淀粉糖脱盐系统协同除菌技术、电渗析浓水二次浓缩和脱盐除菌技术的淀粉糖电膜组合脱盐技术,通过板框换热、精密过滤、超滤、多级电渗析和高压反渗透等膜组合,去除淀粉糖中的大部分离子,代替部分传统离子交换脱盐工艺,大幅度减小酸、碱、软化水使用量和污水排放量,可实现脱盐率达

集成节能降耗技术促进寒区中小城镇污水处理厂稳定达标运行

处理厂综合节省能耗20%以上。该技术体系对于出水水质不稳定、运行能耗高和资金困难的城镇污水处理厂,尤其是北方城镇污水处理厂具有较大的借鉴意义,同时也可为国内其他类似流域的治理提供重要的技术支撑,示范工程技术具有广阔的推广应用前景。

随着饮马河流域中游开发开放先导区和城镇的快速发展,城镇污水处理厂的污水水质水量频繁变动,尤其冬季冰封期、春季“桃花汛”期呈现季节性水质、水量剧烈波动,以及冬季长期高寒低温等问题,导致污水处理系统运行能耗高,难以稳定运行,出水时常超标。开展寒区中小城镇污水处理变负荷变参数稳定达标技术研究,有助于提高污水处理厂出水水质,实现饮马河流域水质改善的目标。

课题组通过利用流离球作为生物附着载体的多级A/O工艺,采取三段进水的方式,形成活性污泥生物膜双系统,研究开发的中小城镇污水处理厂污染物深度减排技术,有效地控制生物流失、提高生物种群多样性、合理分配作为反硝化碳源的有机物,保证了反硝化充分反应。课题组采用污水处理厂传统生物处理工艺曝气段的间断或间停运行模式,调控污泥浓度,有效提高污水处理效率、降低曝气能耗;通过两个沉淀池在冬季低温时交替运行,延长静止沉淀时间,提高回流工艺和曝气池污泥浓度,降低有机负荷,提高溶解氧转移效率,提升冬季出水水质。

针对寒区低温城镇污水处理高能耗和低效的技术问题开展科技攻关,提出了“短程程序降温—循环曝气”的低温城镇污水节能脱氮与稳定达标排放的新思路,揭示了低温城镇污水中冷适应型兼氧细菌强化脱氮的作用机制,获得了强化活性污泥冷适应性的方法、装置和控制技术,实现生物处理系统在超低水温时总氮和有机物的同步去除。经过低水温(11℃-9℃)驯化后,在继续降温和升温(5℃-14℃)阶段,总氮去除率高于80%。

长德新区污水处理厂采用课题组研发的技术后,出水全年稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A类标准,污水

融合管理与技术研发 控制村屯面源污染

流域下游区域沿线村屯众多,村屯生活污水、生活垃圾等无序排放,村屯环境管理处于较低水平。构建覆盖污染源头、过程到末端的村屯面源污染控制和管理技术体系,可有效减少该区域村屯面源污染,改善河流水质,提升村屯环境管理水平。

课题研发了集源头削减—资源化利用—污染控制—优化管理为一体的“北方村屯面源污染控制和优化管理技术”。其中,寒冷地区农村杂排水处理与循环利用技术将分散居住的农村居民生活杂排水进行收集,通过微生物处理单元后,达到回用水标准,未截留完全的出水通过植物—土壤系统的净化处理后用于农户院落菜地浇灌,从而在源头对杂排污水进行削减和循环利用,该技术能实现低费用、无/低能耗运行;太阳能有机废弃物生物处理与资源化利用技术采用地埋式、太阳能辅助能源、处理单元模块化设计等方法,对有机废弃物进行发酵处理,对腐熟垃圾和渗滤液进行资源化利用,该技术无需外接电源,可用于分散式的垃圾处理单元;村屯地表径流生态调控技术通过对村屯径流汇流沟道进行生态化改造,构建灌草复合植被缓冲带,对地表径流中的污染物进行吸附、吸收和过滤,减少水体的陆源污染物。通过实施面源污染控制分级优化管理技术,建立农户、自然屯和行政村三级管理体系,包括农户层面的杂排水处理与循环利用、固体废弃物分类收集和牲畜养殖粪便还田,自然屯层面的地表径流生态调控,行政村层面的废弃物集中处理与管理,实现入河面源污染物有效削减。

北方村屯面源污染控制和优化管理技术已应用于农安县万金塔乡苇子沟村,取得了显著的环境效益,该技术能够削减村屯地表径流中52%的COD和78%的氨氮,减少60.9%的村屯牲畜养殖COD和氨氮排放,减少84.5%的农户杂排水COD和氨氮排放。该技术的应用,有助于改善村屯环境质量、提高村屯卫生水平、改善农村人居环境。

提升种养污染防治一体化循环利用技术 削减农业源污染

饮马河流域下游养殖废弃物随意堆放现象普遍,无害化处理及资源化利用率低,养殖废弃物成为农村环境及水体的重要污染源。玉米种植区受流域地形地貌及不合理耕作、种植制度等影响,在化肥施用量逐年增长的现实条件下,农田土壤容重增大,水分保蓄能力呈下降趋势,农田地表径流量及径流中氮素含量增加,成为水质恶化的重要原因。鉴于此,急需构建适合东北地区资源、气候特点的养殖业—种植业一体化循环利用技术体系及适合流域黑土区地形特点、源头减控与径流削减、阻控相结合、农艺与农机相结合的农田径流综合防控技术体系。

针对上述问题,课题组研发了“畜禽养殖废弃物与秸秆有机肥保氮自然发酵堆制技术”“高效低成本商品有机肥开发及生产技术”及“有机肥替代化肥的玉米施肥技术”,构建了种养废弃物资源一体化循环利用技术体系;研发了“玉米种植区种植业面源污染源头控制技术”“农田地表径流削减的土壤深松(翻)技术”及“坡耕地垄沟筑档径流阻控技术”,建立了“平地和横坡打垄坡耕地垄作源头控制与径流削减二元农田面源污染防控模式”“顺坡打垄坡耕地源头控制、径流削减、径流阻控三元面源污染防控模式”。在不影响作物产量的前提下,上述技术具有不占地、易操作、成本低、易推广的特点,技术实施可有效减少氮肥施用量、提高化肥利用率、降低地表径流产流量,从而控制农田面源污染。

种养废弃物资源一体化循环利用技术体系在吉林省农安县开安镇,建立核心示范区2万hm2;辐射区5万hm2。示范区年减少氨氮入河量71.52t,每年减少氮肥投入量1806t,节约化肥投入成本785.2万元。玉米主产区种植业面源污染防控和径流阻控技术体系在吉林省德惠市边岗乡建立核心示范区1万hm2;辐射区面积为4万hm2。示范区年减少氨氮入河量68.93t,每年减少氮肥投入量1300t,节约化肥投入成本565.2万元。在示范工程实施以来,农安县连续多年获得农业农村部“测土配方施肥”项目、国家“秸秆综合利用”“黑土地退化治理”及“保护性耕作补贴”等一批后续项目资助;德惠市连续多年获得吉林省“耕地质量保护与提升”和“黑土地保护利用”项目、“农业资源与生态保护”等一批总体目标与本课题目标相一致、资金支持力度很强的后续项目,为研发技术的后续辐射推广,奠定了坚实的基础。

图1 长德新区污水处理工程

图2 氨氮地表流失系数测试场地

图3 淀粉糖电渗析脱盐设备

图4 农村地表径流生态调控与管理子工程

 
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