記者觀察丨科技創(chuàng)新引領(lǐng)黃河生態(tài)保護治理攻堅戰(zhàn)
新華網(wǎng)北京9月11日電（石海平）古老的黃河，正在科技引領(lǐng)下煥發(fā)新的生機和活力。
近年來，我國沿黃各�。▍^(qū)）扎實推進黃河流域生態(tài)環(huán)境保護工作，充分發(fā)揮科技創(chuàng)新的利器作用，黃河生態(tài)保護治理攻堅戰(zhàn)取得顯著成效。
9月5日，由黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展聯(lián)合研究中心（下稱“黃河中心”）聯(lián)合甘肅省生態(tài)環(huán)境廳主辦的“黃河生態(tài)保護治理攻堅戰(zhàn)生態(tài)環(huán)境科技成果推介活動”在甘肅省蘭州市舉辦，活動發(fā)布了10項黃河流域生態(tài)保護治理先進適用技術(shù)，并且優(yōu)選了22項技術(shù)進行現(xiàn)場實物展示。
記者采訪了這些技術(shù)的開發(fā)者，從中感受到科技創(chuàng)新在黃河生態(tài)保護治理攻堅戰(zhàn)中迸發(fā)出澎湃的力量。
META低耗高效水質(zhì)凈化技術(shù)：運行費用是現(xiàn)行主流技術(shù)的1/5-1/10
“我們是哈爾濱工業(yè)大學(xué)環(huán)境學(xué)院馮玉杰教授團隊，這次帶來的展品是META低耗高效水質(zhì)凈化設(shè)備模型，主要瞄準(zhǔn)農(nóng)村分散式或小規(guī)模集中式水處理市場。”哈爾濱工業(yè)大學(xué)環(huán)境學(xué)院助理教授邱葉告訴記者，這項技術(shù)具有處理流程短，運行能耗低，運行費用低，適應(yīng)性強，運行維護方便的五大優(yōu)點。
尤其值得一提的是，這項技術(shù)運行費用很低，不超過0.2 元/噸，是現(xiàn)行主流技術(shù)的1/5~1/10，污泥量為好氧活性污泥法的1/10，節(jié)省了60-80%的污泥處理費用。
在邱葉看來，目前傳統(tǒng)農(nóng)村污水處理工藝具有能耗高，污泥產(chǎn)量大，運行維護費用高的瓶頸問題。
“我們提出的META技術(shù)打破傳統(tǒng)污水生物處理氧化還原‘一鍋粥’的模式，通過在電子供體和電子受體間搭建電子橋，形成自驅(qū)循環(huán)電子流，刺激細胞活性，強化污染物的生物降解。”她介紹，團隊歷經(jīng)20余年，開發(fā)了5代產(chǎn)品，實現(xiàn)了理論到應(yīng)用的突破，開發(fā)的低耗、高效、低維護的META技術(shù)，為我國污水治理高質(zhì)量發(fā)展提供助力。
風(fēng)光互補微動力污水處理設(shè)備技術(shù)：解決農(nóng)村分散污水處理
“黃河流域西北地區(qū)農(nóng)村居住比較分散，山區(qū)常見以三五戶聚集居多。針對這種分散式農(nóng)村生活污水處理問題，我們開發(fā)了風(fēng)光互補微動力污水處理設(shè)備技術(shù)。”甘肅森續(xù)生態(tài)環(huán)境有限公司總經(jīng)理石彬介紹說，這個技術(shù)一方面利用太陽能結(jié)合風(fēng)能解決設(shè)備運行中的能耗問題，處理后的水可以用于灌溉，另一方面，提升農(nóng)村環(huán)境治理及資源化利用水平。
該設(shè)備主要在黃河流域的陜西、甘肅白銀、天水、隴南等地都有使用，主要針對單戶或3-5戶聯(lián)戶式生活污水處理項目建設(shè)，單個項目設(shè)備投資約3-5萬元左右，運行費用除日常巡檢人工外沒有電耗和藥劑成本，減污降碳效果明顯，可以大幅度改善人居環(huán)境和提升鄉(xiāng)村形象。
在石彬看來，通過小型化、解決能耗等方式，解決設(shè)備技術(shù)到農(nóng)村生活污水處理運用的“最后一公里”問題。
同時該公司還研發(fā)了畜禽排泄物生態(tài)化處理與資源化利用技術(shù)。該技術(shù)實現(xiàn)再發(fā)酵設(shè)備中投加凹凸棒石材料和納米復(fù)合酶催化劑（專利產(chǎn)品），能夠?qū)⑿笄菖判刮镆酝畮滋斓氖旎^程縮短在3個小時之內(nèi)，達到有機肥裝袋的狀態(tài)。石彬認為，這將對黃河流域畜禽養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展產(chǎn)業(yè)過程中畜禽糞污資源化利用和改善養(yǎng)殖環(huán)境發(fā)揮重要作用。
多源固廢混凝土生產(chǎn)技術(shù)：實現(xiàn)大宗固廢的大規(guī)模應(yīng)用
“這次我們帶來的是多源固廢混凝土生產(chǎn)技術(shù)，把鋼渣、礦渣、煤矸石、脫硫石膏、氣化粗渣五種固廢作為原料，生產(chǎn)混凝土，并投入實際應(yīng)用。”內(nèi)蒙古環(huán)保投資集團環(huán)境治理工程有限公司技術(shù)部部長郭大龍表示，該技術(shù)一方面把五種大宗工業(yè)固廢合理利用起來，利用的固廢種類多且產(chǎn)生量大，尤其是鋼渣、煤矸石，全國每年產(chǎn)生量超過一億噸，另一方面實現(xiàn)固廢大規(guī)模應(yīng)用，混凝土可以用于基建，體量足夠大。
該技術(shù)應(yīng)用于內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市東勝區(qū)環(huán)保管理有限公司東勝區(qū)東部一般工業(yè)固體廢物綜合利用項目，三期填埋場部分道路。從實施效果來看，多源固廢混凝土強度等級達到C30，28天平均抗壓強度為37.9MPa，其鋼渣、礦渣、煤矸石、脫硫石膏、氣化粗渣等固廢占比最高達到87.5%，原料成本較當(dāng)?shù)谻30混凝土降低29.1%。
在他看來，這項技術(shù)適合黃河流域。有數(shù)據(jù)顯示，黃河流域工業(yè)固體廢物在全國占比超過40%。“固體廢物是再生資源的重要載體，通過技術(shù)實現(xiàn)妥善利用，具有顯著的資源利用和碳減排效應(yīng)。”
郭大龍表示，加強固體廢物利用處置和污染防治，對維護黃河流域水資源安全、改善黃河流域生態(tài)與環(huán)境質(zhì)量具有至關(guān)重要的作用。
新型高效水處理用臭氧催化劑：以人工智能實現(xiàn)定制化
“臭氧催化劑可大幅提高臭氧氧化效率，降低成本，使得我國水處理用臭氧催化劑市場持續(xù)增長。但在實踐中，同一催化劑、在處理不同企業(yè)廢水時，同條件下有機物去除效果存在較大差異，哪怕是同一企業(yè)的不同工段，都有高有低。”中國環(huán)境科學(xué)研究院環(huán)境污染控制工程技術(shù)研究中心技術(shù)負責(zé)人胡映明表示，針對這個情況，這次帶來了基于廢水水質(zhì)的新型高效水處理用臭氧催化劑。
據(jù)介紹，以往催化劑“以劑配水”的選擇模式主要依靠人力從繁多的催化劑中進行簡單適配篩選，過程缺乏科學(xué)性，耗時、耗力，也難以實現(xiàn)科學(xué)治污、精準(zhǔn)治污要求。而該技術(shù)在催化劑選擇中首次引入人工智能理念，搭建廢水水質(zhì)、催化劑配方、有機物去除率三者之間的ANN模型，利用十余年數(shù)據(jù)積累，將模型進行學(xué)習(xí)馴化，最終得到“智能化催化劑設(shè)計平臺”。同時，深度剖析廢水水質(zhì)數(shù)據(jù)，利用該平臺實現(xiàn)“以水配劑”的催化劑選擇新模式，解決企業(yè)以往在臭氧催化劑選擇中存在的盲目性。
該技術(shù)已運用于多個項目。在中石油煉化公司項目中，進水COD為100~200 mg/L，在使用專用催化劑后，COD去除率達到50%~60%，能源消耗降低約25%。在山東工業(yè)園區(qū)污水處理廠項目中，進水COD為40~50 mg/L、錳離子為0.5~1.0 mg/L，專用催化劑投用后，出水COD≤25 mg/L、錳離子≤0.1 mg/L。
胡映明還表示，為指導(dǎo)企業(yè)選擇質(zhì)量可靠、無二次污染的臭氧催化劑，團隊正牽頭制定產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，進一步為企業(yè)選擇提供依據(jù)。此外，針對高鹽、高硬度廢水，開發(fā)國內(nèi)首個“內(nèi)循環(huán)-流化床臭氧催化氧化技術(shù)”，實現(xiàn)臭氧催化氧化技術(shù)的普適性、高效性。
大宗固廢礦化固定CO2技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化：因地制宜實現(xiàn)減污降碳協(xié)同增效
“在黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展進程中，流域沿線的固廢資源化領(lǐng)域面臨諸多挑戰(zhàn)。”長三角國家技術(shù)創(chuàng)新中心有機功能材料與應(yīng)用技術(shù)研究所所長助理、環(huán)保中心主任成銘釗告訴記者，黃河流域區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生的固廢種類存在較大差異，這對于技術(shù)研發(fā)單位提出較高要求，如何結(jié)合當(dāng)?shù)貙嶋H情況實現(xiàn)固體廢棄物高效分類并開發(fā)適應(yīng)多樣化廢棄物特征的處理技術(shù)是當(dāng)前主要難題之一。
大宗固廢礦化固定CO2技術(shù)是這次他的團隊帶來展示的新技術(shù)。
利用這個技術(shù)，既可以鋼渣、鎂渣等典型工業(yè)固廢為原料，又能利用工業(yè)煙氣中的CO2，通過礦化技術(shù)制備的仿石板材、礦化制品、摻合料等礦化負碳材料。長三角國創(chuàng)中心功能材料所團隊也開發(fā)出了系列固廢資源化技術(shù)，包括可以高含水率、高粘性泥質(zhì)固廢為原料，通過水熱技術(shù)制備墻體砌塊、路面磚、生態(tài)護岸等再生建材產(chǎn)品，以鋼渣、礦渣、粉煤灰為原料，通過超細粉磨技術(shù)深度激發(fā)工業(yè)固廢活性，制備高性能復(fù)合礦物摻合料、原位固化材料等固廢基膠凝材料。
“我們對于固廢特征差異性大的問題，已針對不同固廢形成技術(shù)積累和沉淀，并結(jié)合具體場景與用戶需求，因地制宜提出高值高效多路徑資源化利用解決方案。”他認為，這將幫助區(qū)域和行業(yè)實現(xiàn)固廢資源化技術(shù)的大規(guī)模推廣和應(yīng)用。
成銘釗表示，未來，我們希望借助黃河中心提供的技術(shù)轉(zhuǎn)化平臺，加速我們自主研發(fā)的固廢資源化利用技術(shù)在黃河流域內(nèi)各個省市的推廣，為黃河流域的生態(tài)治理和高質(zhì)量發(fā)展提供實質(zhì)性助力。
太陽能換熱型高寒污水處理系統(tǒng)：解決高海拔地區(qū)生活污水處理難題
“在四川省黃河源頭高寒高海拔地區(qū)，傳統(tǒng)農(nóng)村生活污水處理技術(shù)及模式難以適應(yīng)嚴寒氣候，處理效果不佳或難以運維。針對這個問題，我們開發(fā)了太陽能換熱型高寒污水處理系統(tǒng)。”四川省生態(tài)環(huán)境科學(xué)研究院水環(huán)境研究所水生態(tài)保護與修復(fù)研究團隊副主任王春向記者表示。
據(jù)介紹，該系統(tǒng)的創(chuàng)新點在于以強化生物膜法工藝為主體，尾水采用模塊化濾料組、模塊化保溫型人工濕地深度凈化，集成了太陽能微曝氣、太陽能定時（或定差）智能熱交換升溫保溫系統(tǒng)，可根據(jù)實地調(diào)研的生活污水產(chǎn)排特征、日變化系數(shù)、運行參數(shù)等，搭建適宜于高寒高海拔地區(qū)“達標(biāo)排放+資源化利用”及“生物+生態(tài)”智慧交替運維模式，解決了高寒高海拔地區(qū)農(nóng)村生活污水處理技術(shù)難題。
該系統(tǒng)已在四川多地得到應(yīng)用。在松潘縣污水處理廠，建成規(guī)模為2m³/d的太陽能換熱型高寒污水處理系統(tǒng)1套，可根據(jù)實際進水水質(zhì)情況，實現(xiàn)4種運行模式的自動切換。在安宏鄉(xiāng)安宏村，建成規(guī)模為5m³/d的無動力一體化設(shè)備3套，18m³/d微動力一體化設(shè)備2套，有效治理高寒高海拔藏族聚居區(qū)農(nóng)村生活污水，出水可達到四川省《農(nóng)村生活污水處理設(shè)施水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》三級標(biāo)準(zhǔn)。在茂縣勒依村，建成24套單戶灰水處理設(shè)備及配套管網(wǎng)，保留了農(nóng)戶使用旱廁的生活習(xí)慣，利用房前屋后菜園、果園對灰水資源化利用，有效管控農(nóng)村生活污水，出水可達到《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》。
王春表示，未來期望能夠借助黃河中心平臺的支持，進一步了解與掌握黃河流域突出生態(tài)環(huán)境問題和治理現(xiàn)狀，研發(fā)、改進與推廣高寒高海拔地區(qū)農(nóng)村生活污水治理技術(shù)及成果轉(zhuǎn)化，助力黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展，助力鄉(xiāng)村振興。
黃河，給科技創(chuàng)新提供廣闊的空間。而科技，也給黃河保護帶來無限的可能。我們希望，在黃河生態(tài)保護治理和我國科技工作者的雙向奔赴中，“母親河”黃河越來越美。
