成果名称: 城镇河流泥-水-岸系统生态治理关键技术及工程应用
完成单位: 广东大禹水利建设有限公司,广东省水利水电科学研究院,广州市水电建设工程有限公司,天津理工大学,广东省水利水电技术中心
主要人员: 黄锦林,赖佑贤,张秋明,乔雅男,李培源,丁富平,叶合欣,罗日洪,姚烨,陈伟梁,李兆恒,钟伟强,倪培桐,罗进琛,刘锦汉,陈永喜
介绍: 1.课题来源与背景:本项目来源于国家科技重大专项《天津海绵城市建设与海河干流水环境改善技术研究与示范》中的子课题《海河干支流河网联动水循环净化综合调控技术研究与示范》,该课题中央财政资助1837.64万元,地方财政资助3900万元。改革开放以来,我国经济社会发展取得了举世瞩目的成就,但与之相伴的环境污染问题也日益凸显,尤其是河湖污染问题。21世纪以来,虽然我国大力加强环保工作并采取系列措施,但受粗放型经济增长模式影响,水环境污染形势仍十分严峻。党的十八大以来,国家大力推进生态文明建设,开展全国水污染整治,努力提升水生态和水环境质量,推动经济环境全面协调可持续发展。河湖生态治理是维持河湖功能的重要措施。在河湖生态治理领域虽取得系列成果,但也存在诸多技术难题未得到有效解决,如生态浮床优化布设、土著微生物培育、淤泥处置利用、岸坡生态带植物构建等问题。深度融合水陆生态治理手段,研发针对性河湖健康修复关键技术,是解决当前河湖治理领域面临重大问题的关键。因此,本项目主要来源于河湖生态治理涉及的人工增氧、微生物强化、人工湿地、生态浮床、水生植物塘、生态清淤、岸带修复等关键技术需求。
2.技术原理及性能指标:
主要技术原理如下:(1)针对河湖治理时水质提升难、传统化学方法易出现二次污染等问题,研发生物酶、壳聚糖等多组分生态净水剂、多载体土著微生物菌剂和固定化模块,并耦合生物膜和旋转生态浮床等装置,联合应用来改善河湖水体质量,降低水体氨氮和硝态氮含量,促进污染物降解,澄清水体,消除臭味,实现水体长效自净。(2)聚焦河湖疏浚淤泥处理时脱水固化效果差、脱水效率低等问题,研发基于粉煤灰、硅藻土、柠檬酸等材料的多种新型环保淤泥固化剂和多功能淤泥土壤改良剂,具有成本低、环境安全、固化效果好等优点;提出了高含水淤泥高效压滤脱水工艺,实现快速脱水的目的,同时还能有效改善淤泥滤液水质,减少环境污染。(3)针对河湖面源污染防治和水质净化的植物措施问题,提出了不同类型河湖岸坡适宜的植物配置方法和群落构建模式,研发了河湖岸坡植物措施建设技术,为构建河湖面源污染防控和内源污染净化的植物措施体系提供了技术方案。通过植物措施提升河湖水质,实现河湖健康生态防护,既经济又环保,在改善水质的同时还能提升河湖岸带景观。
性能指标如下:(1)完成《城镇河流泥-水-岸系统生态治理关键技术及工程应用》报告;(2)获得授权发明专利27件、实用新型专利41件、软件著作权13项;(3)获得工法18项、高新技术产品17项;(4)编制技术标准8本;(5)出版著作6部,发表学术论文57篇(其中SCI论文10篇);(6)7项技术入选水利部先进实用技术重点推广指导目录;(7)成果在广东、广西、湖南、湖北、安徽、江西、浙江、天津等省市的数十宗河道治理工程中得到广泛推广应用,取得了显著的社会、经济和生态环境效益。近三年直接经济效益达4.18亿元。
3.技术的创造性与先进性:(1)揭示了复合生态浮床作用下明渠水流流速分布及分流规律,量化了复合生态浮床的水质有效作用范围,建立了基于流量分配和净化效率的明渠复合生态浮床优化布设模式。(2)发明了结合河道特性培育土著微生物菌剂制备方法,研发了固定化模块微生物菌剂泥-水净化技术,构建了以耦合生物膜和旋转生态浮床为载体的微生物增殖平台,实现了底泥污染削减及水体长效自净。(3)揭示了纤维加筋对疏浚淤泥前期脱水效果及后期力学性质影响规律,研发了新型环保淋洗剂、螯合剂和多功能淤泥土壤改良剂,重金属去除率达80%以上,提出了压滤脱水、尾水回用改进的淤泥固化新技术及土壤化利用方法。(4)构建了城镇河道生态治理的推荐植物品种库,研发了河流岸带植物措施建设技术,提出了不同类型河道岸坡适宜的植物配置方法和群落构建模式。
4.技术的成熟程度,适用范围和安全性:针对河湖生态治理面临的技术难题,本项目研究团队历经15年努力,在国家科技重大专项项目、水利部水利重大科技问题研究项目等7个基金项目支持下,以实际工程为依托,通过产学研合作的方式开展联合攻关,取得了一系列创新性成果。研究成果科技创新水平高,转化能力强,适用性广,适用于河道受污染底泥及污水处理、河岸生态带建设,采用生态浮床、微生物菌剂、生态清淤、淤泥脱水固化等河道治污措施及河道面源污染防治植物岸带建设的项目可采用本项目成果。本项目成果技术成熟,目前已在广东、广西、湖南、湖北、安徽、江西、浙江、天津等省市的数十宗河道治理工程中得到广泛应用,取得了显著的社会、经济和生态环境效益。
5.应用情况及存在的问题:本项目研究成果在广东、广西、湖南、湖北、安徽、江西、浙江、天津等省市的数十宗河道治理工程中得到广泛应用,改善河流生态环境,修复河道水质,取得显著的经济效益、社会人文及生态效益。
6.成果获奖情况:广东省水利学会水利科学技术奖一等奖、中国产学研合作创新成果奖三等奖。
批准登记号:
登记日期: 2025-09-16
研究起止时间: 2009-10-01至2024-04-30
所属行业: 水利、环境和公共设施管理业
所属高新技术类别: 环境保护
评价单位名称: 广东省水利学会
评价日期: 2024-05-22