广西水环境“十二五”科技需求

广西水环境“十二五”科技需求围绕北部湾经济区和西江黄金水道建设的水环境科技需求广西水专项管理办公室蹇兴超2009年12月广西人均GDP仅为全国平均水平的60％,财政收入仅为全国平均水平的37％。民族团结模范区2009年12月7日发布的《国务院关于进一步促进广西经济社会发展的若干意见》国发〔2009〕42号二、推进沿海沿江率先发展，完善区域发展总体布局•充分发挥北部湾经济区引领带动作用。•积极打造西江经济带产业集聚优势。•增强资源富集的桂西地区自我发展能力。世界上人口最多的自由贸易区中国-东盟自由贸易区将于2010年1月1日建成。广西近年的经济迅速发展。2002年以来，广西经济发展进入快车道，如2009年前三季度广西主要经济指标增长率均在全国前六位。广西水环境“十二五”科技需求1.刁江流域重金属环境污染的生态修复和治理技术示范2.广西天生桥水库库区（万峰湖）水质富营养化综合治理和环境保护示范项目3.南方村镇低成本水污染治理技术与工程示范4.流域重污染段综合防控体系与水质长效稳定技术与示范5.北部湾区域城市入海河流水质改善与稳定关键技术研究与工程示范6.特殊地质地貌城市城市雨污水管网建设、改造与运行调控关键技术研究与工程示范一、刁江流域重金属环境污染的生态修复和治理技术示范刁江是珠江干流上游区域的主要支流之一，其水质的好坏，直接影响到珠江干流红水河的水环境安全。但是由于早期无序开发过程中存在严重的流域水质和底泥重金属污染，形成了历史遗留的重大环保问题，未能得到很好的解决，需要开展生态修复和治理技术示范工程，为此类重大环保问题解决提供示范性方案实例。在长期的开发过程中，由于环保意识缺乏、法律法规不完善、管理及环保措施不到位，特别是上世纪八十年代、九十年代矿区内采、选矿业无序发展，环保监管处于失控状态，乱采乱挖现象普遍，采选废水未经治理随意排入刁江，大量尾矿废渣堆积河道，导致刁江流域生态环境遭到严重破坏，水体砷、铅、镉等有毒有害重金属严重超标，使刁江上百公里河段鱼虾绝迹，河水不能饮用，造成沿岸以刁江水作为灌溉水源的近万亩良田及农作物受到不同程度的污染，近千亩良田无法耕种被迫丢荒，严重影响沿岸人民群众的生产生活，成为影响当地社会稳定的重要因素之一。刁江两岸分布着大大小小10个乡镇共70多万人，刁江水质的污染使沿岸居民无法用刁江水灌溉、人畜更无法饮用刁江水，造成沿江生产与人畜饮水困难。1998年刁江中下游的都安板岭乡11089人由于无法找到水源被迫饮用和灌溉刁江水而使沿岸群众患病率猛增。2002年河池市政府发布了《关于禁止饮用刁江水和用刁江水灌溉的紧急通知》，要求沿岸群众禁饮刁江水、禁止用刁江水灌溉，禁止水上作业，禁食刁江鱼。刁江的水污染问题已直接对人民群众饮用水水源安全构成了威胁。总体目标及“十二五”阶段目标•在对刁江流域污染源进行工程治理的基础上，实施刁江流域的河道生态恢复与重建及流域内受污染农田生态修复技术示范工程，建成具有典型示范意义的流域河道生态修复重建和农田生态修复工程实例，使刁江水质恢复到地表水Ⅲ类水质，河道及底泥的生态功能得到修复，河流水生态系统重新恢复生机与活力。•课题一：典型重金属污染行业废水污染控制及清洁生产关键技术与集成；（500万，地方配套250万）•课题二：重金属污染河道底泥环保清淤与生态修复技术；（3500万，地方配套1500万）•课题三：刁江上游河道与污染农田生态恢复工程（1000万，地方配套500万）•课题四：刁江中下游尾砂沉积区环境修复示范工程（1000万，地方配套500万）•课题五：刁江水环境重金属污染监控预警及应急技术系统；（400万，地方配套200万）•课题六：刁江水环境重金属污染控制综合防治技术体系。（100万，地方配套50万元）项目总经费：6500万，申请国家专项资金3450万，地方配套资金3050万。前期基础工作：为彻底整治刁江环境，2006年，河池市人民政府决定启动刁江环境综合治理二期工程，并成立了河池市刁江环境综合治理工作指挥部，委托中国环境科学研究院完成了《刁江环境综合治理总体规划》、《广西刁江南丹段重金属治理与环境修复过程可行性研究报告》以及工程设计初稿的编制。根据刁江环境综合治理总体规划及二期工程可行性研究报告，刁江二期治理工程项目包括：刁江重金属污染控制与治理，刁江上游河道、河岸尾砂底泥疏挖、清运和安全处置，河道与污染农田生态修复，中下游尾砂沉积区清理及环境修复，环境监测管理预警应急系统建设等，总投资53868万元。2007年项目已正式启动实施，至年底主要完成了：投资455万元建成刁江挡土墙1100米，清理河道淤积尾矿40000多立方，平整岸边土地50000多平方米；投资493万元治理铜坑河道，一期工程已完成90%的工程量；投资1800万元治理大厂绿荫塘工程，已完成约30%的淤泥清理；投资2000万元推广陶瓷过滤选矿工艺，部分企业实现选矿废水零排放。自治区环保局、建设厅、水利厅；自治区环科院、环境监测站；中国环境科学研究院、广西大学、华南理工大学、同济大学；河池市人民政府、南丹县人民政府二、广西天生桥水库库区（万峰湖）水质富营养化综合治理和环境保护示范天生桥一级电站库区（即万峰湖）位于红水河上游南盘江干流河段上，地处滇、黔、桂三省区结合部，涉及三省区6市、县。1998年，天生桥一级电站大坝建成蓄水，将南盘江拦截形成水库，湖面面积177.75km2，成为全国五大人工湖泊之一，也是华南及西南地区最大的淡水湖。2003年建设部批复将该湖及贵州万峰林景区划入马岭河峡谷国家级风景名胜区，并命名为马岭河峡谷——万峰湖国家级风景名胜区。水电站对水生态环境的影响负面影响阻断鱼类洄游通道，淹没鱼类产卵场，损害生物多样性。正面影响形成大水面，给渔业发展提供了机遇。巨型投饵养殖网箱网箱养殖区由于筑坝蓄水该河段水流由河流型变为湖泊型，水体稀释降解能力急剧下降，大量污染物质进入库区水体，导致库区水质严重恶化，总氮、总磷等污染物均超过《地表水环境质量标准》的Ⅴ类标准。2004年在一些湖叉开始呈现富营养化，湖面上藻类疯长，溶解氧急剧下降，造成库区养殖鱼类和天然鱼类大量死亡，生态环境出现明显恶化。目前，万峰湖枯水期和丰水期的总氮含量平均值分别是标准值的2倍和3.8倍，总磷含量平均值分别是标准值的2.6倍和11.4倍。跨行政区流域管理水环境保护是环境保护所面临的难点问题。由于牵涉到贵州、云南和广西三个行政省区，涉及环保、林业、水利、农业、旅游、渔业等众多部门和移民安置、生态补偿等环节，问题极为复杂。预防措施要加深了解大水面库区水体促成富营养化的机理，使决策者胸有成竹。要赶紧划定水产养殖容量红线，且要给生态环境水功能容量留有充分的余地。在管理上、技术上采取必要的整改、预防措施，避免人们无序无度掠夺水面资源，防止生态失衡。行政执法，强势介入，向管理要平安、要效益。加强科研动态监测，随时发现问题予以调整解决。目前可以采取和已采取的具体办法已采取或制定措施科学核定库区的渔业养殖水面。遵照订计划要留有充分余地的原则，划定库区投饵网箱为各自行政辖区核定养鱼水面1‰的限额红线，严格库区“养殖证”、“捕捞证”发放制度。有待完善、落实措施导向性地引导库区水产养殖转向精养、高产、高效水产健康养殖之路，创“龙滩鱼”名牌。构建和完善政策上管理的及各方面保障措施。课题一、天生桥库区环境污染监控预警与应急方案研究⑴万峰湖有机污染监测断面的优化⑵数据管理与综合分析子系统⑶水源地水质监控预警体系⑷应急监控技术系统项目时间：2010年-2014年。经费：160万元，需要中央财政110万元，地方配套50万元。课题二、万峰湖污染补偿机制研究⑴明确地方、部门库区环境保护中职责解决污染补偿的法律地位，为污染补偿提供法律依据。⑵制订跨行政区域污染协调机制和补偿机制⑶研究污染补偿评估方法、技术规范、指标体系⑷形成造血型的污染补偿机制课题时间：2010年～2014年经费：90万元，其中地方配套20万元。课题三、万峰湖渔业规划及养殖容量研究研究库区水体初级生产力、养殖饵料中氮、磷营养盐转化率和在库区水体中的滞留量，并对水生生物多样性等指标进行调查分析。建立养殖水域主要养殖品种的养殖容量参数和评估模型，提出库区大水面生态养殖的调控措施及养殖开发合理布局，为整个红水河水电梯级开发中库区的水产养殖提高科学依据。课题时间：2010-2013课题经费：60万元，其中地方自筹15万元。课题四、天生桥一级库区农村生态环境保护和综合治理技术研究（1）库区生态环境保护规划（2）面源污染控制技术（3）畜禽养殖业污染防治技术及生态养殖技术示范工程（4）人工湿地治理生活污水技术（5）植被缓冲带技术（6）生态沟渠截留技术（7）库区村镇垃圾和农业废弃物资源化技术体系（8）库区村镇垃圾和农业废弃物堆肥技术（9）库区农村污水处理工艺及关键技术（10）库区农村污水资源化利用技术（11）库区水土流失治理技术课题时间：2010-2015年课题经费3300万元，其中地方自筹500万元。4个课题合计需要资金3610万元，其中地方自筹585万元，申请中央补助3025万元。广西环境科学研究院、广西大学、桂林理工大学、清华大学广西环保厅、建设厅、水利厅广西自治区政府、贵州、云南省政府三、南方村镇低成本水污染治理技术与工程示范•2006年开始的广西“城乡清洁工程”卓有成效。从2008年开始的3年攻坚，广西全部的县城污水和垃圾处理场将全部在2010年竣工运行。十二五最急迫的水污染问题是村镇污水处理，即面源污染问题。•必须寻找投资不大、运行管理方便、基本无污泥处理处置问题的便宜污水处理技术。推广厌氧处理为主、污泥产量少的分散式污水处理技术•广西绿源环保工程有限责任公司开发的环形生活污水高效净化沼气装置技术、生物膜曝气池及人工湿地结合的技术，充分利用厌氧菌分解高分子有机物的能力，将污泥分解，剩余污泥产量很少，且出水可就近回用，节省大量的污水和回用水管网的建设和运行费用。•该技术解决了常规污水处理工艺碰到4大难题：一是污泥处置难；二是传统好氧处理工艺将污水中的有机物质转化为二氧化碳等物质，既加重了温室气体二氧化碳的排放，又消耗了大量的能源。C+O2→CO2（好氧处理消耗能源）C→CH4厌氧处理不消耗能源且可生产沼气利用•三是传统的鼓风曝气工艺，每半年左右就要轮换清洗曝气池管网，运行管理非常麻烦；四是处理后的出水要回用的话，还必须耗费巨资建设回用水的管网，才能将回用水输送到需要用水的地方。•三级厌氧处理后，曝气去除氨氮，最后再人工湿地。•穿孔管曝气，永不堵塞。•可简单控制曝气，每两小时曝气一次。•没有设备，无维护维修的麻烦。•几乎无污泥处理处置问题。•无人值守，运行管理非常方便。•出水可达一级A标。•节能、节水•节材、节地•环保•节钱：1000，0.2•需要研究的问题•厌氧—好氧—人工湿地为主体的地埋式微动力环形污水高效净化工艺的关键技术首先是其独特的生物反应器结构，可在不增加水力停留时间和运行费用的情况下，大幅度地延长水流路径，大幅度增加污染物质同生物膜的接触时间，并提供了远超过常规污水处理工艺的多种群微生物的生长、繁殖环境，从而大幅度地提高了厌氧和好氧的处理效率，并且基本不产生剩余污泥。科学问题是对多种群微生物发挥协同作用去除污染物机理的研究。•需要研究的问题•关键技术之二是其独特的厌氧反应器建造方式，既便宜又耐用且可长期（超过30年）保持最严格的厌氧环境，保证最高的厌氧处理效率，保证很低的污水处理运行成本。科学问题是如何进一步降低和减缓厌氧处理过程中H2S和SO2等副产物对反应器的腐蚀，确保更长期（50年以上）严格的厌氧环境。•需要研究的问题•关键技术之三是将厌氧、好氧和人工湿地的最优组合方式，如何进一步降低成本。三种工艺各自发挥长处，从而可保证在很低的运行成本下，出水仍然可达到生活杂用水标准或《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）的一级A标准。•资金需求•1）任务1：经济实用性村镇污水处理技术，并对多种群微生物发挥协同作用去除污染物机理研究：5