■本報記者 陸琦
從深圳龍崗河龍園溯流而上，可見水流潺潺，清澈見底，河邊行人或徜徉或騎行，怡然自得于美麗如畫的龍崗河畔。
可就在幾年前，發黑的河水、刺鼻的臭味，龍崗河還是讓當地居民不愿意親近的“黑水河”。
如何通過科學治理與系統設計還河水以清澈？中科院生態環境研究中心研究員莊緒亮團隊經過多年攻關，開展尾水生態治理與水生態系統修復技術研發，實現水質改善與景觀服務功能的協同提升，為南方高度集約開發區域尾水深度凈化與生態治理提供了可行的工程樣本。
力不從心的傳統治污策略
龍崗河位于深圳市龍崗區，是東江二級支流淡水河的干流，主要流經高度集約化開發的城市區域。
“龍崗河水流惠州，淘米洗衣泛魚舟。十年一朝繁華夢，哪日河清水不臭。”上世紀80年代工業化興起，由于城市點源、面源污染嚴重，大部分污染通過沿河雨水排放口進入河道，使龍崗河成了臭水溝。
龍崗河流域傳統的治污策略是“以空間換時間”的沿河大截排策略，即用巨大的排水箱涵將兩岸的雨水和污水收集后，送到污水處理廠進行集中處理。
這種策略短期內實現了流域水體重度污染的快速扭轉，但深圳市龍崗區環境保護和水務局副局長王治仁告訴《中國科學報》，這也導致龍崗河全流域水量失衡，上游徑流量匱乏，枯水期斷流；下游因污水廠尾水排放水量集中，且尾水中氨氮、總磷等主要污染物濃度依然較高，污染負荷總量大，導致流域水生態功能破壞嚴重。
因此，實現污水廠尾水深度脫氮除磷及恢復受損河流的水生態功能，成為龍崗河流域亟待解決的難題。
2015年，國家水專項就“東江高度集約開發區域水質風險控制與水生態功能恢復技術集成及綜合示范”課題進行立項。莊緒亮帶領團隊，依托于龍崗河流域的典型支流丁山河綜合治理工程，開始了尾水生態治理與水生態系統修復的技術研發工作。
多管齊下實現一舉兩得
立項之初，研究團隊就把目標鎖定在了解決瓶頸性問題——核心是尾水深度脫氮，同時恢復河流的生態流量。
為破解尾水進一步深度脫氮的技術難題，解決深圳“以空間換時間”的污水收集和處理模式帶來的新問題，團隊采取“一舉兩得”的策略。他們把污水處理廠的尾水從下游回調到上游，既利用當地已有的塘、潭、濕地深度消減尾水氮、磷，又解決旱季生態流量匱乏的問題，為流域景觀生態功能的提升創造了條件。
研究團隊經4年科研攻關，研發出游離亞硝酸鹽建立短程硝化調控技術、脫氮副球菌微生物膜技術、狐尾藻天然根孔濕地凈化復合技術、強化型坡地生物濾床尾水凈化技術等4項關鍵單項技術以及水生植物—微生物膜集成技術。
更重要的是，在項目進行過程中，研究團隊形成了高度集約開發區域內尾水生態深度處理與水生態功能重建的技術體系。
他們因地制宜，在丁山河流域的污水處理廠、塘、潭、河道內進行技術示范，處理尾水規模達5萬噸/天，景觀改造面積超過10平方公里，取得良好效果。
“通過建立起‘污水廠—塘—潭—濕地—河道’多級集成技術體系，實現灰色設施向綠色設施的轉化，為消除深圳實施的‘以空間換時間’的沿河截污后遺癥提供了可行的工程樣本；提出了基于地表IV類水標準的尾水凈化與水生態構建技術模式，可推廣應用于南方高度集約開發區域尾水生態治理。”中科院生態環境研究中心副研究員徐圣君說。
可復制的成功模式待推廣
經過3年的工程建設，丁山河沿河水質監測結果顯示，當塘—潭—濕地—河道水體經過生態修復區域處理后，化學需氧量、氨氮、總磷的削減率分別超過50%、80%、90%，成功實現丁山河流域的水質改善與生態重建，為龍崗區其他重污染河道的生態恢復與重建提供很好的示范。
昔日的“黑水河”今日變清流，當地居民無不贊嘆。研究團隊通過技術自主創新、技術推廣應用、技術服務地方等途徑，為龍崗河流域水量調度以及污染減負修復、水質改善作出了積極貢獻。
尾水是我國進一步深度脫氮除磷處理的重點和難點，幾乎所有污水處理廠都面臨這個問題。研究團隊希望，能讓這一技術模式在其他區域流域得到應用。
“我們的技術適應性還是比較強的，技術體系也比較全面。針對其他區域，可以把集成技術中的部分技術拿來用。把最難的解決了，其他就好辦了。”不過，莊緒亮坦言，技術照搬肯定是不行的，要針對不同污染排放類型、不同生境條件特點作技術調整。
下一步，他將帶領團隊選擇不同經濟發展水平、不同城市區域深入開展工作，把研發的技術模式跟具體的地方工程結合起來。
中國-博士人才網發布
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