我国珠三角沿海经济发达地区村镇人口密度大,制造加工业、禽畜养殖业、商旅服务业产业发达,2012年泛珠江三角地区GDP达到7579亿美元。随着城镇化进程的加速,资源消耗剧增,人口规模、村镇规模急剧扩大,对原有的村镇功能和结构产生巨大冲击。长期以来,由于村镇公共基础设施的缺乏,工业废水、养殖废水和生活污水未经任何处理,直接排入附近的沟渠,造成周边水环境污染。村镇水体还存在污染物收集困难、产业污染叠加和复合污染严重、污染处理效率低、投资费用高、整治规范和管理成套技术缺乏、治理地域性差异显著等等区域性关键技术问题,严重制约我国城乡高度一体化城镇的生态文明建设和复合污染控制。项目针对工业聚集型村镇、粗放种养型村镇、商旅服务型村镇等典型产业聚集型复合污染村镇的问题,开展多产业化村镇开展复合污染脱毒减害、污染源分离、强化脱氮除磷等复合污染综合整治研究,突破适用于华南产业型村镇受污染环境脱毒降解的复合污染控制和生态修复的关键技术,取得成果如下:
(1)针对制造加工型村镇生活污水与工业废水混合,污染物种类复杂、浓度高、毒性大等特征,集成工业聚集型村镇复合污染脱毒减害与营养盐去除"强化物化生化+人工湿地"组合技术,创新性地通过海绵铁修饰纳米材料强化捕集吸附和微波耦合还原的强化物化前处理,包埋载体式高效微生物菌剂的强化生化处理以及利用层叠式人工湿地的后续处理,集成工业聚集型村镇复合污染脱毒减害与营养盐组合处理技术。
(2)针对珠三角地区村镇粗放式种植业、养殖业、农家乐产业及日常生活污染混杂的粗放种养型村镇污染源分散,牲畜粪便处置设施缺乏,生活垃圾有机成分、农业有机废弃物复合生物质污染问题突出等特征,研发和集成小型离网型风光互补供能系统及原位干湿分离设备和高浓度废水源头分质收集-快速处理及营养物回收技术工艺,有机固废干式厌氧发酵酸化回调-过程缓冲-同步补氮技术及混合污水菌藻共生材料除氮固磷-自然微曝气处理技术。集成复合污染源分离与高浓度有机废水强化净化成套技术,实现了该村污染源头分离削减、过程分质控制、末端碳源高效回用,有效控制种养殖业与生活污水的复合污染。
(3)针对商旅服务型村镇污水中旅游餐饮废水比例高,处理效率低,废水碳氮比偏低、水质波动大,餐饮垃圾有机成分高,易腐败发臭,易对污水处理系统造成冲击的问题;,完成村镇餐饮废水污染源隔离、适宜农村特点的新型分段进水多段A/O 污水处理、高效除磷生态滤床及餐厨垃圾高效好氧发酵等关键技术与设备的研究。集成餐饮废水高效固液油水分离技术、厨余垃圾高效好氧发酵技术和强化脱氮除磷的生化-生态组合处理技术;突破商旅服务型村镇复合污染源隔离与生态环境综合治理的技术瓶颈。
(4)针对村镇复合面源污染问题,创新性的研发复合面源污染环境介质的联合强化修复集成技术体系:利用回流立式人工湿地对排放污水进行深度处理,强化脱氮和毒害污染物去除效果;联合利用沉水植物和挺水植物对农村富营养化水体开展立体的生态修复;同时对底质和岸坡构建原位控制和强化修复技术。
(5)针对珠三角地区村镇环境污染控制缺乏有效的综合管理平台和系统,创新性研发农村生活污水治理设施维护管理信息系统,构建处理设施建设管理和运行维护考核评价系统等,实现高效管理,科学决策。提出适合我国珠三角快速城市化地区村镇集中式复合污染控制技术集成体系,为我国复合污染性村镇综合整治提供强有力的技术支撑和示范。
本项目研发的组合技术能引导复合污染型村镇环境综合整治提供强有力的技术支撑和示范,也为地方政府农村污染治理和新农村建设提供技术支持。同时,本项目课题组发表高水平学术论文10 篇;编写专著3 部,已出版专著1 部;撰写课题任务技术研究报告1 册。课题组培养了一批从事农村污水和环境综合整治的青年科技工作者,参与人员中1 人晋升总工程师,2 人晋升正高级职称(教授级高工),5 人晋升副高级职称; 此外,课题组培养博士生2 名,硕士研究生8 名。推动了本行业相关技术的进步,取得了显著的社会与经济效益,
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