固化穩(wěn)定化修復(fù)技術(shù)精選(九篇)

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第1篇：固化穩(wěn)定化修復(fù)技術(shù)范文

問題

據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前我國有2000萬公頃耕地受到重金屬污染，約占耕地總面積的1/5。其中，受礦區(qū)污染耕地200萬公頃，石油污染耕地約500萬公頃，固體廢棄物堆放污染約5萬公頃，“工業(yè)三廢”污染近1000萬公頃，污灌農(nóng)田達(dá)330多萬公頃。重金屬土壤污染的嚴(yán)重程度以及可能造成的危害，使啟動(dòng)全國范圍內(nèi)土壤修復(fù)工作迫在眉睫。

重金屬土壤污染修復(fù)領(lǐng)域在我國才剛剛起步，重金屬污染事件的頻發(fā)將催化該市場(chǎng)的啟動(dòng)。作為一家專業(yè)從事環(huán)境污染治理的企業(yè)，如何研發(fā)出先進(jìn)的技術(shù)，強(qiáng)化自身在行業(yè)內(nèi)的競爭力，同時(shí)延伸公司的產(chǎn)業(yè)鏈，增加經(jīng)濟(jì)與社會(huì)多方面效益，是永清環(huán)保面臨的問題。

解決方案

作為一家環(huán)境污染處理公司，永清環(huán)保一直關(guān)注土壤修復(fù)領(lǐng)域，同時(shí)開展重金屬土壤藥劑的研發(fā)和生產(chǎn)銷售，為湘江流域歷史遺留重金屬污染的治理提供技術(shù)支撐。永清環(huán)保土壤修復(fù)藥劑使用的是自主研發(fā)的離子礦化穩(wěn)定化技術(shù)。該項(xiàng)土壤修復(fù)技術(shù)具備原料易取得、制備方法簡單、使用方法簡便、治理效果好等優(yōu)點(diǎn)。

離子礦化穩(wěn)定化藥劑能夠與污染土壤中活性態(tài)重金屬離子發(fā)生礦化反應(yīng)生成原生態(tài)礦物類化合物，降低其生物吸收有效性和土壤浸出液毒性，防止重金屬離子隨地下水遷移，避免重金屬離子對(duì)環(huán)境和人體健康造成威脅，具有對(duì)土壤和地下水中重金屬離子長期穩(wěn)定化功效?？蓱?yīng)用的領(lǐng)域主要包括：重金屬污染場(chǎng)地及底泥治理；重金屬污染農(nóng)田治理；垃圾焚燒發(fā)電廠飛灰穩(wěn)定化處理等。

此項(xiàng)技術(shù)基于不同的重金屬污染特性分析，選擇并優(yōu)化不同的穩(wěn)定化藥劑組合，各種藥劑起到互補(bǔ)的作用，適用于復(fù)合型重金屬污染土壤。離子礦化穩(wěn)定化技術(shù)通過沉淀、化學(xué)吸附、氧化還原等方式與污染土壤中重金屬離子發(fā)生反應(yīng)生成穩(wěn)定的礦石晶體，這種礦石晶體能在自然界中穩(wěn)定存在，受環(huán)境因素影響小，穩(wěn)定在礦石晶體中的重金屬即使長時(shí)間處于在酸性環(huán)境下也不會(huì)重新析出，解決了穩(wěn)定化重金屬不能長期穩(wěn)定存在的難題。

離子礦化穩(wěn)定化藥劑的投加比例相對(duì)較低，不會(huì)出現(xiàn)穩(wěn)定化處理后廢物體積大增，增加修復(fù)成本的現(xiàn)象。其主要成分為粘土類礦物、硫基化合物等，不含對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染的物質(zhì)，與重金屬作用也不產(chǎn)生新的二次污染物質(zhì)，屬環(huán)境友好型產(chǎn)品。目前永清環(huán)保掌握并工程化應(yīng)用的土壤修復(fù)技術(shù)包括：挖掘填埋技術(shù)、固化/穩(wěn)定化技術(shù)、氣相抽提技術(shù)、熱脫附技術(shù)、植物修復(fù)技術(shù)、微生物修復(fù)技術(shù)、土壤淋洗技術(shù)及氧化還原技術(shù)。

成效

經(jīng)濟(jì)效益

永清環(huán)保是國內(nèi)唯一一家以自有技術(shù)生產(chǎn)重金屬土壤修復(fù)藥劑的環(huán)保上市公司，不僅為土壤修復(fù)提供上游原料，同時(shí)延伸了公司產(chǎn)業(yè)鏈，為公司提供新的利潤增長點(diǎn)。2012年公司實(shí)現(xiàn)營業(yè)收入5.7億元，同比增長65%。其中土壤修復(fù)業(yè)務(wù)收入同比增長266%，永清環(huán)保年報(bào)顯示，2012年公司重金屬土壤修復(fù)收入達(dá)7311.09萬元，較上期大幅增加5311.09萬元，已經(jīng)成為公司的第二大業(yè)務(wù)，占比由2011年的5.8%提高到13%。

社會(huì)效益

2012年7月，永清環(huán)?！爸亟饘傥廴就寥离x子礦化穩(wěn)定化修復(fù)技術(shù)研究與應(yīng)用”通過湖南省科技廳組織的科技成果鑒定，并已申報(bào)兩項(xiàng)國家發(fā)明專利。2012年10月投資3000萬元成立全資子公司——永清環(huán)保藥劑（湖南）有限公司，用于藥劑生產(chǎn)。2013年6月3日，湖南省內(nèi)首條重金屬土壤修復(fù)藥劑生產(chǎn)線正式投產(chǎn)運(yùn)行并完成首批訂單交貨。這標(biāo)志著永清環(huán)保填補(bǔ)了國內(nèi)以自有技術(shù)生產(chǎn)重金屬土壤修復(fù)藥劑的空白，為土壤修復(fù)提供上游原料。

永清環(huán)保預(yù)計(jì)年產(chǎn)離子礦化穩(wěn)定化藥劑8萬噸，可治理重金屬污染土壤約140-260萬噸，按污染土壤重重為1.8噸/立方米估算，可以修復(fù)污染土壤工程量為80-145萬立方米，為生態(tài)文明建設(shè)提供強(qiáng)大助力。永清環(huán)保目前已實(shí)施或正在實(shí)施的重金屬污染等環(huán)境修復(fù)項(xiàng)目有十余個(gè)。

展望

第2篇：固化穩(wěn)定化修復(fù)技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：固廢拆解；土壤污染；污染修復(fù)

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.14.100

0 引言

本文是以固廢拆解對(duì)土壤所造成的污染及采取的治理方法為研究對(duì)象。首先我們以臺(tái)州市路橋區(qū)固廢拆解集中區(qū)域作為我們的實(shí)驗(yàn)基地，對(duì)該區(qū)域進(jìn)行了長時(shí)間的調(diào)查研究，了解了固廢拆解的現(xiàn)狀，并對(duì)土壤進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，了解了固廢拆解對(duì)土壤所造成的主要污染物及污染程度，然后提出治理方案，并通過分析比較確定了土壤污染的修復(fù)目標(biāo)、修復(fù)方法，隨后進(jìn)行了土壤修復(fù)實(shí)驗(yàn)，達(dá)到預(yù)期效果。最后針對(duì)治理過程中存在的問題提出改進(jìn)建議。

1 土壤污染狀況監(jiān)測(cè)情況

1.1 布點(diǎn)設(shè)置

我們對(duì)已污染的選定區(qū)域表層土壤進(jìn)行了調(diào)查篩選，通過網(wǎng)格法均勻布點(diǎn)取樣檢測(cè)，確定重點(diǎn)區(qū)塊，并重新根據(jù)污染源調(diào)查情況，采取污染源為中心的放射狀布點(diǎn)，對(duì)每個(gè)重點(diǎn)區(qū)塊進(jìn)行布點(diǎn)采樣分析。

1.2 現(xiàn)狀監(jiān)測(cè)結(jié)果

根據(jù)監(jiān)測(cè)分析結(jié)果，路橋區(qū)表層耕地土壤鎘超標(biāo)率最高，超標(biāo)率達(dá)到41.7%；其次為銅，超標(biāo)率達(dá)到32.3%；鉛和鋅的超標(biāo)率分別達(dá)到20.5%和15.0%。在各鄉(xiāng)鎮(zhèn)街道中，超標(biāo)情況最為嚴(yán)重的是峰江街道，其次為新橋鎮(zhèn)，再次為主城區(qū)（包括路橋、路北、路南三個(gè)街道）。各鄉(xiāng)鎮(zhèn)街道及重點(diǎn)區(qū)域土壤重金屬濃度如下：

2 污染土壤修復(fù)

2.1 修復(fù)方法

污染土壤的修復(fù)，不同污染類型的污染土壤具有不同的修復(fù)方法。針對(duì)有機(jī)污染土壤，國內(nèi)外采用較多的方法有化學(xué)淋洗技術(shù)、熱脫附技術(shù)、生物堆制技術(shù)、原位生物修復(fù)技術(shù)、熱解焚燒技術(shù)等；針對(duì)重金屬污染土壤，采用較多的技術(shù)有淋洗/浸提技術(shù)、生物修復(fù)技術(shù)、固化/穩(wěn)定化技術(shù)等[2]。

本實(shí)驗(yàn)對(duì)選定區(qū)域土壤修復(fù)采用原位生物修復(fù)（動(dòng)物、植物強(qiáng)化復(fù)合工藝）工藝為主，生物處理（化學(xué)淋洗）為輔的工藝技術(shù)。高濃度的地塊預(yù)先采用化學(xué)淋洗的措施，達(dá)到中度或輕度污染濃度后再采用動(dòng)物修復(fù)；修復(fù)動(dòng)物為“大平二號(hào)”蚯蚓；中度和輕度污染采取作物試種，選擇的植物修復(fù)品種為超積累植物芥菜。

2.2 修復(fù)實(shí)施效果

土壤污染修復(fù)后重金屬濃度見下表3。

根據(jù)上表：第一階段修復(fù)后植物修復(fù)區(qū)和動(dòng)物修復(fù)區(qū)土壤中重金屬鉻、銅、鉛的濃度均低于第一階段修復(fù)目標(biāo)值，達(dá)到了第一階段預(yù)期目標(biāo)；動(dòng)物修復(fù)區(qū)，動(dòng)物修復(fù)后蚓體中的重金屬鉻、銅、鉛的濃度含量較高，修復(fù)后土壤中重金屬鉻、銅、鉛的濃度明顯降低，說明“大平二號(hào)”蚯蚓對(duì)重金屬的吸附效果比較明顯，在中度污染的地塊采用動(dòng)物修復(fù)技術(shù)是比較成功的。

3 結(jié)論

本研究通過對(duì)臺(tái)州市路橋區(qū)固廢拆解業(yè)的調(diào)查與了解，選定了主要拆解基地作為試驗(yàn)基地，對(duì)他們的土壤進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，在全面了解臺(tái)州市路橋區(qū)固廢拆解業(yè)對(duì)土壤造成的污染現(xiàn)狀的前提下，我們提出了生態(tài)修復(fù)方法，目前均取得了一定的成效。

參考文獻(xiàn)：

第3篇：固化穩(wěn)定化修復(fù)技術(shù)范文

[關(guān)鍵詞]地質(zhì)；土壤；重金屬；污染；污染治理

中圖分類號(hào)：X53 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2015）22-0286-01

土壤重金屬污染是指土壤中重金屬過量累積引起的污染[1]。過量重金屬將對(duì)植物生理功能產(chǎn)生不良影響，使其營養(yǎng)失調(diào)。重金屬難以在生態(tài)系統(tǒng)中轉(zhuǎn)化、處理，并通過食物鏈層層傳遞最終在人體內(nèi)積累，嚴(yán)重危害人類健康[2-3]。

1.土壤重金屬污染的來源

土壤重金屬污染存在大氣、污水、固體廢物、農(nóng)藥化肥等多種來源，不同來源的污染治理方法也存在明顯差異。我國土壤重金屬污染來源主要有以下幾種：

1）大氣沉降。冶金、重化工等工業(yè)過程會(huì)產(chǎn)生含有重金屬的粉塵或氣體排放到空氣中，通過自然沉降和降水污染土壤。

2）污水污染。工業(yè)、生活污水如果未經(jīng)處理就進(jìn)行排放，將攜帶鉛、銅等重金屬元素進(jìn)入河流或地下水中，影響人類、牲畜、農(nóng)作物安全用水。

3）固體廢棄物。生活、醫(yī)療、工業(yè)產(chǎn)生的固體廢棄物在堆放或處理過程中，由于日曬、雨淋、水洗，重金屬極易移動(dòng)，以輻射狀、漏斗狀向周圍土壤、水體擴(kuò)散。

4）農(nóng)用物資。農(nóng)藥、化肥和地膜長期不合理施用，導(dǎo)致土壤重金屬污染。高毒農(nóng)藥含有銅和鋅等重金屬元素，一旦噴灑到農(nóng)作物上難以轉(zhuǎn)化、處理，造成糧食、水果重金屬超標(biāo)，造成食品不安全。

2.土壤重金屬污染的地質(zhì)因素分析

我國的南北方地理區(qū)域氣候、經(jīng)濟(jì)發(fā)展差異，土壤地形、地質(zhì)差異，將導(dǎo)致土壤重金屬污染呈現(xiàn)地質(zhì)因素特性。具體分析如下：

1）南北方差異

從污染分布情況看，南方土壤污染重于北方。我國南方地區(qū)經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)，尤其是有色金屬產(chǎn)業(yè)、外貿(mào)加工業(yè)較為集中，導(dǎo)致土壤重金屬超標(biāo)嚴(yán)重。鎘、汞、砷、鉛4種無機(jī)污染物含量分布呈現(xiàn)從西北到東南、從東北到西南方向逐漸升高的態(tài)勢(shì)。

2）耕地土壤污染特點(diǎn)

耕地土壤污染主要由于含有重金屬的農(nóng)資使用、工礦企業(yè)重金屬排放物遷移污染，并且前者具有全國普遍性，這主要因?yàn)槲覈r(nóng)藥、地膜安全標(biāo)準(zhǔn)較低所致。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國耕地土壤重金屬超標(biāo)率超過1/5，主要污染物為砷、銅、汞、鉛、鉻等，并且呈現(xiàn)污染程度逐漸加劇的趨勢(shì)。

3）酸堿地質(zhì)差異

我國熱帶、亞熱帶地區(qū)，廣泛分布著各種紅色或黃色土壤的酸性土壤。南方土壤受到氣高溫高、強(qiáng)降雨量影響，pH一般低于6，較強(qiáng)的酸性土壤對(duì)銅、鋅等金屬元素具有天然的吸附能力。而我國北方地區(qū)多呈現(xiàn)鹽堿地質(zhì)。不同酸堿度土壤對(duì)重金屬元素的吸附能力也不相同。

4）礦山礦區(qū)差異

我國中南地區(qū)分布較多的金屬礦山，由于采礦長流程、大滯后、多變量耦合工藝的影響，導(dǎo)致礦山不同區(qū)域土壤具有差異的重金屬污染特性，因此需要針對(duì)不同礦區(qū)進(jìn)行有針對(duì)性的分析，以標(biāo)定重金屬污染元素以及量級(jí)程度。不同礦區(qū)的污染程度、重金屬元素具有明顯差異。

3.基于地質(zhì)因素考慮的土壤重金屬污染治理方案

1）農(nóng)藥污染土壤的治理

對(duì)于農(nóng)藥、化肥、地膜等農(nóng)資污染的耕地土壤可以采用熱脫附技術(shù)進(jìn)行治理以提高土壤的自我更新能力，保持土壤的活性。在采用該技術(shù)時(shí)需要控制兩個(gè)參數(shù)指標(biāo)即加熱溫度和保持時(shí)間以控制污染物在不同相之間的遷移轉(zhuǎn)變，尤其是將重金屬通過蒸發(fā)、排放、冷凝、剔除等處理至達(dá)標(biāo)后進(jìn)行無危害轉(zhuǎn)移與安全排放，以避免土壤的二次污染。

2）鹽堿土壤污染治理

在鹽堿地的耕作過程中，利用粉壟螺旋鉆頭設(shè)置底層粉壟暗溝系統(tǒng)，利用天然降水的下滲運(yùn)動(dòng)，使土壤中的鹽分下沉，并借助粉壟土壤疏松在氧氣、微生物等作用下，使土壤中的部分鹽分下移，增加了微生物對(duì)重金屬、有機(jī)污染物等的吸著和轉(zhuǎn)化。

3）土壤污染的固化穩(wěn)定處理

土壤污染的固化穩(wěn)定處理其原理為削弱土壤金屬元素的遷移擴(kuò)散能力，避免重金屬污染的傳遞與二次污染以降低其危害，消除其對(duì)生態(tài)環(huán)境的進(jìn)一步影響。需要指出的是該技術(shù)并不是消除重金屬，而是隔絕其對(duì)其它環(huán)境的影響。圖1顯示固化穩(wěn)定化處理在土壤修復(fù)治理方案中使用率達(dá)到22.2%。

4）酸性土壤的治理特點(diǎn)

酸性土壤對(duì)重金屬元素的易污染程度由高到低依次為As Ni Pb Cu Cd Zn Cr Hg，空間分布不均勻程度由大到小依次為Cd As Pb Zn Cu Cr Ni Hg。Cd的含量與pH值呈正相，As的含量與F的含量呈正相關(guān)性，Cr、Hg的含量與F的含量呈負(fù)相關(guān)性，Cr、Cd的含量與海拔高度呈正相關(guān)性，Cu與As、Cu與Ni、Hg與Cr呈正相關(guān)性，Zn與Pb、As與Ni呈負(fù)相關(guān)性。

5）礦區(qū)污染土壤的治理特點(diǎn)

針對(duì)金屬礦區(qū)土壤污染特性，有針對(duì)性的對(duì)其Zn、Pb、Cd、Cu和As等金屬元素進(jìn)行吸收、轉(zhuǎn)化與格力處理。并且，根據(jù)礦山不同區(qū)位的污染程度設(shè)定不同等級(jí)的重金屬處理標(biāo)準(zhǔn)，在有限污染處理成本的前提下實(shí)現(xiàn)礦山土壤綜合治理的最優(yōu)化效果?？梢?，針對(duì)礦區(qū)污染土壤的特點(diǎn)需要設(shè)計(jì)有針對(duì)性的處理方案。

4.結(jié)論

土壤重金屬污染嚴(yán)重危害人類健康，且其污染治理受到污染源多樣化、異質(zhì)性影響存在較大難度，因此該課題受到國內(nèi)外廣泛關(guān)注。針對(duì)不同地質(zhì)因素重金屬污染的形式存在差異這一特點(diǎn)，提出基于地質(zhì)因素考慮的土壤重金屬污染治理方案。所提方案對(duì)開展土壤重金屬治理工作具有借鑒意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 徐龍君，袁智.土壤重金屬污染及修復(fù)技術(shù)[J].環(huán)境科學(xué)與管理.2006（08）.

第4篇：固化穩(wěn)定化修復(fù)技術(shù)范文

1水文水資源

水文水資源學(xué)科分為水文極值理論與計(jì)算、水文預(yù)報(bào)理論與方法、水資源開發(fā)利用管理理論與方法等3個(gè)方向，目前是水科學(xué)研究中比較活躍的一個(gè)分支。

水文學(xué)研究的對(duì)象主要為大氣、植被、地表、土壤及含水層中的水分運(yùn)移和相互間的水分轉(zhuǎn)化[1]。目前研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)問題主要有：空間分布問題、水文尺度問題、穩(wěn)定化數(shù)值算法問題、分布參數(shù)計(jì)算、區(qū)間入流反演、單寬入流過程的反推等。引入的新理論和新方法有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型、灰色模型、遺傳算法、分形、混沌理論等。水文預(yù)報(bào)方法中數(shù)學(xué)模型的研究由黑箱模型發(fā)展到概念性模型，目前這一領(lǐng)域的研究主要集中在概念性模型的參數(shù)識(shí)別、模型參數(shù)的實(shí)時(shí)矯正技術(shù)；隨著GIS（地理信息系統(tǒng)）空間信息處理技術(shù)及相應(yīng)計(jì)算機(jī)軟件、高性能微機(jī)工作站及數(shù)字地形高程（DEM）等技術(shù)的出現(xiàn)，使得與水文水環(huán)境有關(guān)的地理空間數(shù)據(jù)的獲取、管理、分析、模擬和顯示變?yōu)榭赡?，開始出現(xiàn)了分布式物理水文模型和半分布式物理水文模型等新的洪水預(yù)報(bào)模型，其中，分布式物理水文模型將在近幾年內(nèi)有較快的發(fā)展。今后水文學(xué)的主攻方向?qū)⑹菂^(qū)域尺度大氣輸入和分布式水文模型相耦合、新技術(shù)體系在流域水文學(xué)上的應(yīng)用以及建立數(shù)學(xué)模型模擬人類活動(dòng)影響下的地下、地表水質(zhì)和水量的變化情況[1]。

水資源的優(yōu)化配置一直是水資源高效利用需要討論的議題之一，隨著近幾年來我國北方部分城市嚴(yán)重缺水以及洪、澇、旱等災(zāi)害的不斷出現(xiàn)，使得該分支的發(fā)展越來越受到社會(huì)各界的普遍關(guān)注，如何使水資源充分發(fā)揮作用，使之有利于人類社會(huì)的發(fā)展成為眾多學(xué)者為之努力的方向。為減輕洪澇災(zāi)害的發(fā)生，在分析流域水位徑流資料的基礎(chǔ)上修建防洪功能水庫，通過建立調(diào)度決策支持系統(tǒng)減少災(zāi)害損失的發(fā)生，同時(shí)也考慮洪水資源化，將洪水引入到適當(dāng)?shù)胤絻?chǔ)存起來，供缺水時(shí)使用。長距離調(diào)水是我國解決水資源南北分布不均、北方城市嚴(yán)重缺水的重要手段，由此而來的如何合理建立水市場(chǎng)便成為急待解決的問題之一，有關(guān)水權(quán)、水價(jià)的形成機(jī)制以及效益補(bǔ)償機(jī)制的建立成為該領(lǐng)域理論與實(shí)踐研究的前沿課題，這一領(lǐng)域也體現(xiàn)了水資源學(xué)與管理學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、社會(huì)學(xué)、法學(xué)等多學(xué)科交叉的特色。流域水資源管理從水資源工程的多目標(biāo)開發(fā)和統(tǒng)一管理，逐漸發(fā)展為集地下水、地表水、濕地、水生生態(tài)系統(tǒng)于一體，統(tǒng)籌規(guī)劃設(shè)計(jì)、實(shí)施和保護(hù)的流域水資源集成管理。以水資源系統(tǒng)工程、大系統(tǒng)多目標(biāo)優(yōu)化理論、決策分析以及協(xié)商理論和對(duì)話機(jī)制為基礎(chǔ)建立的水資源管理決策支持系統(tǒng)為水資源統(tǒng)一協(xié)調(diào)管理提供了強(qiáng)有力的支持。

開源節(jié)流是解決水資源緊缺問題的主要途徑。城市雨水資源化就是一個(gè)很好的節(jié)水思路?，F(xiàn)在城市雨水大多是通過下水道直接進(jìn)入城市排水系統(tǒng)中，在雨量較大時(shí)，常常造成排水不暢，引起城區(qū)滯水，給人們生活帶來諸多不便。如能將這部分雨水充分利用，對(duì)緩解城市水資源短缺，減輕城市排水系統(tǒng)的壓力將起到雙重作用。

地表水和地下水的相互作用是科學(xué)家們所熱切關(guān)注的話題，目前多從野外試驗(yàn)、示蹤劑、模型模擬和儀器測(cè)量等方面研究地下水與地表水交錯(cuò)帶上發(fā)生的各個(gè)過程及地下水在質(zhì)和量上的相互作用。

數(shù)字地球、數(shù)字流域概念的提出，進(jìn)一步推動(dòng)了水文水資源科學(xué)的發(fā)展。地理信息系統(tǒng)（GIS）、全球定位系統(tǒng)（GPS）和遙感技術(shù)（RS），或稱為“3S”系統(tǒng)，在水文水資源研究和應(yīng)用領(lǐng)域的應(yīng)用，使得開發(fā)整個(gè)流域的產(chǎn)匯流過程，對(duì)洪水演進(jìn)和淹沒進(jìn)行三維空間的動(dòng)態(tài)模擬仿真系統(tǒng)成為可能，這些技術(shù)的發(fā)展無疑對(duì)防洪部門的決策具有重要的參考價(jià)值。

2環(huán)境水利

環(huán)境問題是21世紀(jì)全世界各國所面臨的重要問題之一，環(huán)境水利學(xué)科基礎(chǔ)研究主要涉及到河流水環(huán)境、非點(diǎn)源污染防治及治理、水污染處理工程等方向。

河流水污染是近年來人們普遍關(guān)注的主要環(huán)境問題之一，我國河流水環(huán)境質(zhì)量總體較差，有必要加強(qiáng)河流水質(zhì)管理、治理污染和防止污染加劇。目前這方面的研究主要集中在：①研究河流水環(huán)境質(zhì)量發(fā)展趨勢(shì)。建立水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)網(wǎng)，跟蹤研究水環(huán)境質(zhì)量因子在河流中的變化情況，預(yù)測(cè)河流水環(huán)境質(zhì)量的變化趨勢(shì)；②河流水環(huán)境不確定性風(fēng)險(xiǎn)研究是世界性的難點(diǎn)和熱點(diǎn)問題。由于河流的多用途性，使得河流水環(huán)境經(jīng)常會(huì)遭到一些意想不到的破壞，而這種破壞是帶有突發(fā)性和不確定性的，因此給河流水環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)研究提出了更高的要求；③建立河流生態(tài)環(huán)境預(yù)警系統(tǒng)。與河流水環(huán)境質(zhì)量發(fā)展趨勢(shì)相對(duì)應(yīng)，如果某個(gè)或某些水環(huán)境質(zhì)量因子的發(fā)展趨勢(shì)向著河流生態(tài)環(huán)境質(zhì)量惡化的方向發(fā)展，并接近生態(tài)環(huán)境可允許的邊緣時(shí)，通過發(fā)出警報(bào)，使人們能夠及時(shí)采取措施預(yù)防和治理；④河流水體的動(dòng)態(tài)耗氧、復(fù)氧機(jī)理。研究河流的變化應(yīng)盡量接近河流的天然情況，河流水體的動(dòng)態(tài)耗氧、復(fù)氧過程正是基于此而提出的，研究河流水體的動(dòng)態(tài)耗氧、復(fù)氧機(jī)理對(duì)于正確認(rèn)識(shí)河流水體中氧氣的耗用情況，進(jìn)而研究河流水質(zhì)的發(fā)展變化機(jī)理有重要意義；⑤江河生態(tài)環(huán)境最小需水量定量化理論和應(yīng)用研究。江河生態(tài)環(huán)境是江河在長期的演化過程中形成和發(fā)展起來的較穩(wěn)定的生態(tài)關(guān)系，研究江河生態(tài)環(huán)境最小需水量對(duì)保護(hù)自然界生態(tài)平衡、確定人類可引用的河水?dāng)?shù)量具有重要參考價(jià)值。

非點(diǎn)源污染方面的研究，集中在人類活動(dòng)對(duì)地下水污染的預(yù)測(cè)和如何對(duì)污染物進(jìn)行治理等方面。由于非點(diǎn)源污染需要綜合和顯示各種空間信息，利用GIS對(duì)空間數(shù)據(jù)的處理能力及模型的模擬能力，可研究不同的土地利用方式對(duì)流域水文和水質(zhì)的影響。農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染是造成地表水富營養(yǎng)化的一個(gè)主要原因，研究濕地生態(tài)系統(tǒng)對(duì)農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源氮、磷等元素的削減能力，為減輕和控制富營養(yǎng)化提供依據(jù)。對(duì)濕地非點(diǎn)源污染的控制機(jī)理研究將對(duì)非點(diǎn)源污染的治理起到積極作用。

水污染處理工程方向的研究愈來愈受到重視，地下水污染是水污染中較難解決的問題之一。我國地下水和土壤污染相當(dāng)嚴(yán)重，主要污染物是重金屬離子和有毒有害有機(jī)物，據(jù)調(diào)查，超過50%的城市地下水受到不同程度的污染。受污染士壤和地下水的修復(fù)技術(shù)基本上分兩類：物理化學(xué)類型和生物學(xué)類型。物理化學(xué)類型包括隔離、泵抽取、地上處理、士壤清洗、萃取、固化和穩(wěn)定化等；生物修復(fù)技術(shù)包括地上生物處理和地下現(xiàn)場(chǎng)生物修復(fù)等。物理化學(xué)類型能夠徹底清除土壤和地下水中的污染，其缺點(diǎn)是嚴(yán)重影響士壤的結(jié)構(gòu)和地下水所處的生態(tài)環(huán)境，而且成本非常高；相比，現(xiàn)場(chǎng)生物修復(fù)技術(shù)不會(huì)破壞生態(tài)環(huán)境，但是修復(fù)過程非常緩慢，效率低。目前出現(xiàn)了一種電動(dòng)力學(xué)修復(fù)技術(shù)，既能修復(fù)受污染的土壤和地下水而又不會(huì)破壞生態(tài)環(huán)境，成為修復(fù)技術(shù)的發(fā)展方向[7]。水污染治理機(jī)理研究集中在：微生物措施研究，利用有益微生物保護(hù)水源；研究曝氣生物濾池中的氣液固三相流，提高污水處理效率；研究深層均質(zhì)濾料濾池處理微污染水的氧化機(jī)理等方面。此外，水污染經(jīng)濟(jì)損失評(píng)估、湖泊富營養(yǎng)化機(jī)理、生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)指標(biāo)體系等方面也是環(huán)境水利學(xué)科研究的熱點(diǎn)問題。

3農(nóng)田水利

農(nóng)田水利研究以農(nóng)田節(jié)水、作物高產(chǎn)為中心，涵蓋了節(jié)水灌溉理論與方法，節(jié)水灌溉綜合技術(shù)體系，灌溉排水技術(shù)與方法等方面的研究。

土壤水與作物關(guān)系問題的研究是農(nóng)田水利研究的基礎(chǔ)，圍繞著農(nóng)田土壤水分的轉(zhuǎn)化問題與農(nóng)田水分的有效利用開展了大量的研究。土壤水研究現(xiàn)已從單學(xué)科走向多學(xué)科交叉，如水熱和溶質(zhì)的耦合運(yùn)移，土壤-植物-大氣連續(xù)體中的水熱運(yùn)移等。其研究特點(diǎn)亦從均質(zhì)走向非均質(zhì)，從點(diǎn)的研究走向面（或區(qū)域）的研究，從理論研究推進(jìn)到應(yīng)用研究。土壤水運(yùn)移機(jī)理研究目前集中在優(yōu)先流、土壤水參數(shù)的測(cè)定和確定、土壤水參數(shù)的空間變異性、土壤水分運(yùn)動(dòng)的隨機(jī)模型等幾個(gè)方面。

為緩解農(nóng)業(yè)用水緊張狀況或?yàn)榱颂岣吖喔人寐?、提高水分生產(chǎn)效率、增加用水者的經(jīng)濟(jì)效益或減少勞動(dòng)力和動(dòng)力消耗而采取的節(jié)水措施主要有：①輸配水過程：渠系改建、渠道防滲、管道化輸水灌溉、灌區(qū)現(xiàn)代化管理；②田間輸水過程：水平畦田灌、噴灌、滴灌、滲灌、小管出流、波涌灌（渾水波涌灌）、膜上（下）灌、有限灌溉（限水灌溉、非充分灌溉、調(diào)虧灌溉）、集雨灌溉；③作物吸收轉(zhuǎn)化過程：坐水種、機(jī)械保墑、化學(xué)保墑、秸桿（薄膜）覆蓋等。近來，節(jié)水灌溉出現(xiàn)的新概念、新方法還有：地下滴灌、微噴灌、節(jié)水控鹽灌溉、控制性分根交替灌溉、微咸水灌溉[2]等。

灌區(qū)現(xiàn)代化管理是獲得灌區(qū)系統(tǒng)的最優(yōu)運(yùn)行、充分發(fā)揮工程效益的良好手段。灌溉排水規(guī)律的復(fù)雜、水資源日趨緊張、綜合利用供需矛盾的增加都需要加強(qiáng)灌溉排水系統(tǒng)的集中管理。自動(dòng)化、GIS、GPS、RS、水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)等技術(shù)的發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)灌區(qū)管理現(xiàn)代化提供了技術(shù)支持。實(shí)現(xiàn)灌區(qū)現(xiàn)代化管理，首先要有灌溉工程控制設(shè)備的自動(dòng)化，其次有先進(jìn)的系統(tǒng)運(yùn)行軟件對(duì)系統(tǒng)控制問題進(jìn)行決策，從而建立灌區(qū)現(xiàn)代化管理決策支持系統(tǒng)，指導(dǎo)灌溉用水過程。

水平畦田灌是田面非常平整條件下的畦灌，要求供水流量大、土地平整精度高。用傳統(tǒng)技術(shù)難以滿足其精度要求，必須在進(jìn)行大地測(cè)量后，采用激光平地技術(shù)。該技術(shù)在美國等發(fā)達(dá)國家被稱為是地面灌溉最重要的進(jìn)展之一[8]。波涌灌溉利用了致密層在發(fā)展中不斷減小田面糙率與土壤入滲特性這一客觀規(guī)律，逐次為以后各周期的灌溉水流創(chuàng)造了一個(gè)加速水流推進(jìn)與提高減滲效果的新界面。渾水波涌灌溉則是利用含沙量較高的水進(jìn)行波涌灌概，能夠起到更加明顯的效果[4]。地下滴灌是目前節(jié)水效應(yīng)最為顯著的灌水方式之一，它具有微灌的所有優(yōu)點(diǎn)，又在生態(tài)環(huán)境保護(hù)方面效果明顯，將農(nóng)、水和生態(tài)等學(xué)科交叉融合，統(tǒng)一考慮地下滴灌技術(shù)參數(shù)組合與作物生長發(fā)育和水肥利用的關(guān)系，能較好地協(xié)調(diào)土壤水、肥、氣等狀況，防止土壤板結(jié)，為作物創(chuàng)造良好的生長環(huán)境，具有明顯的節(jié)水增產(chǎn)效益。目前該領(lǐng)域的研究主要集中在以提高水肥利用率及根區(qū)水分養(yǎng)分運(yùn)移過程的效率為目標(biāo)進(jìn)行的地下滴灌灌水技術(shù)參數(shù)的優(yōu)化試驗(yàn)研究。微噴灌具有節(jié)水、調(diào)節(jié)田間小氣候等特點(diǎn)，缺點(diǎn)是受風(fēng)影響大，飄逸損失多。目前，國內(nèi)外微噴灌工程對(duì)水滴分布函數(shù)、飄逸蒸發(fā)系數(shù)研究不夠。節(jié)水控鹽灌溉制度設(shè)計(jì)模型以作物生長對(duì)土壤水鹽狀態(tài)的響應(yīng)為依據(jù)，在分析作物水鹽模型和大田水鹽平衡理論的基礎(chǔ)上，研究淡水、微咸水交替灌溉條件下灌溉制度的優(yōu)化設(shè)計(jì)，是節(jié)水灌溉制度的一種新的設(shè)計(jì)方法[5]?？刂菩苑指惶婀喔仁且环N局部根系受累時(shí)既能滿足作物水分需求，又能控制蒸騰耗水的農(nóng)田節(jié)水調(diào)控新思路[6]。微咸水是我國北方地區(qū)重要的水資源，實(shí)施微咸水灌溉對(duì)北方地區(qū)水資源的合理開發(fā)利用，提高作物產(chǎn)量，開辟新的灌溉水源、緩解我國北方缺水狀況將有重要意義。節(jié)水灌溉綜合技術(shù)體系也叫節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)體系，是為充分利用降水和可用水資源采取水利措施、農(nóng)業(yè)措施和管理措施，提高水的利用率和利用效率，達(dá)到農(nóng)作物高產(chǎn)高效的成套技術(shù)。是一項(xiàng)包括水源、輸水、田間供水、生物和管理等子系統(tǒng)構(gòu)成的系統(tǒng)工程[8]。該技術(shù)體系可緩解水資源供需矛盾，促進(jìn)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效農(nóng)業(yè)發(fā)展。在排水控制澇漬和鹽堿化方面，目前采用的方法有明溝排水、豎井排水、二元結(jié)構(gòu)水文地質(zhì)條件下的豎井排水、暗管排水、輻射井排水等，研究內(nèi)容主要集中在對(duì)田塊、排域的排水模數(shù)等方面。分析節(jié)水灌溉技術(shù)的不同尺度影響，地理信息系統(tǒng)（GIS）在節(jié)水評(píng)價(jià)中的應(yīng)用也是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)問題。

4小結(jié)

水科學(xué)的研究已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)全新的發(fā)展時(shí)期，研究的對(duì)象已經(jīng)向微觀和宏觀兩個(gè)領(lǐng)域的深層次發(fā)展，研究的尺度也呈現(xiàn)區(qū)域、流域、全球平行發(fā)展的態(tài)勢(shì)，各尺度的轉(zhuǎn)換問題研究是當(dāng)今水科學(xué)研究的前沿課題之一。水科學(xué)與多學(xué)科的交叉仍然是水科學(xué)由理論轉(zhuǎn)向?qū)嶋H的重要手段，高科技領(lǐng)域在水文水資源研究中的應(yīng)用更加廣泛；水資源評(píng)價(jià)已發(fā)展到在可持續(xù)發(fā)展思想指導(dǎo)下，不僅進(jìn)行水量評(píng)價(jià)，而且包括水質(zhì)、水資源保護(hù)、水資源經(jīng)濟(jì)、水資源管理等全方位評(píng)價(jià)的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系；水環(huán)境問題的研究中，點(diǎn)污染、線污染和面污染研究并舉，并以非點(diǎn)源污染的研究領(lǐng)域有較大的開拓；加強(qiáng)了人類活動(dòng)對(duì)水循環(huán)影響的研究；開發(fā)研制具有水文過程模擬、水污染控制、水資源規(guī)劃與管理等功能的流域規(guī)劃決策支持系統(tǒng)軟件等。

致謝：本文除如下參考文獻(xiàn)外，還參考了2001年國家自然科學(xué)基金委員會(huì)水利學(xué)科有關(guān)申請(qǐng)書的申請(qǐng)材料及部分專家評(píng)議意見，在此一并感謝。

參考文獻(xiàn)

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第5篇：固化穩(wěn)定化修復(fù)技術(shù)范文

當(dāng)前耕地土壤重金屬污染現(xiàn)狀和特征

綜合多部門調(diào)查結(jié)果判斷，目前我國重金屬污染耕地面積約1.8～2.7億畝，主要分布在我國南方湘、贛、鄂、川、桂、粵等省區(qū)，污染區(qū)域主要為工礦企業(yè)周邊農(nóng)區(qū)、污水灌區(qū)、大中城市郊區(qū)和南方酸性水稻土區(qū)等。土壤重金屬污染具有以下特征：首先，土壤重金屬污染具有隱蔽性和滯后性，一般是看不見摸不著的。因此，很多人都會(huì)問土壤污染到底是不是病？比如說重金屬鎘污染，都看不到鎘，無法讓地方政府和老百姓感覺到有害。除非有表觀現(xiàn)象，或者有繼發(fā)性的毒害事件，才會(huì)引起人們對(duì)土壤污染的關(guān)注。其次，土壤污染呈現(xiàn)的危害一般是潛伏和間接的。我在湖南做了一個(gè)案例，試圖找到土壤污染與人體健康間的關(guān)系。在一個(gè)信息隔絕的小村子里，土壤受到了污染，但這個(gè)地方的水是干凈的，老百姓吃的蔬菜也是干凈的。通過連續(xù)三年的觀察，沒有發(fā)現(xiàn)兩者的必然聯(lián)系。后來查找了國際上很多相關(guān)研究，確實(shí)發(fā)現(xiàn)土壤污染對(duì)人體健康沒有直接的關(guān)系。再次，土壤中的重金屬具有積累性和地域性。我國大面積的土壤重金屬污染已經(jīng)有了報(bào)道，包括我們自己也做了研究，多半與水系有關(guān)，具有一定的流域性，如發(fā)生在湘江流域、西江流域的土壤污染。最后，土壤重金屬污染具有不可逆性和難以修復(fù)的特點(diǎn)。耕地土壤重金屬污染為什么非常復(fù)雜？一是污染來源非常復(fù)雜，灌溉水、大氣沉降、農(nóng)業(yè)投入品都會(huì)影響耕地土壤中的重金屬含量。二是農(nóng)業(yè)的種類繁多，有水田、旱地，有的種小麥、有的種菜。因?yàn)榉N類繁多，所以目標(biāo)值比較多樣化，這就導(dǎo)致修復(fù)非常復(fù)雜。三是在耕地污染治理方面，部門管理割裂。由于重金屬污染影響的目標(biāo)非常多樣，不同部門的關(guān)注點(diǎn)不同，與耕地有關(guān)的有農(nóng)業(yè)部、糧食局、質(zhì)量監(jiān)督局，還有環(huán)保部、水利部、國土部等，這種部門割裂導(dǎo)致了土壤治理的復(fù)雜性。

國際修復(fù)的經(jīng)驗(yàn)

國際上，美國和日本這些國家對(duì)于土壤污染的認(rèn)識(shí)至少比中國早二三十年。美國1935年開始有土壤保護(hù)法，1978年因拉弗河（Love Canal）污染事件促使了超級(jí)基金法案的誕生，開始對(duì)污染場(chǎng)地治理和管理。目前，國際上關(guān)于土壤修復(fù)的經(jīng)驗(yàn)非常多，已經(jīng)有了比較完整的技術(shù)體系。按照位置變化，有原位、異位、原地、異地處理；按操作來講有物理、化學(xué)、生物、綜合方法。具體的技術(shù)體系有挖掘、填埋等一系列技術(shù)方法。但是這些技術(shù)的發(fā)展基本上以物理化學(xué)為基礎(chǔ)，大部分是不適合治理耕地污染的。在為數(shù)不多的案例中，日本“痛痛病”發(fā)源地污染土壤花了30～40億來治理，采用的是客土法；臺(tái)灣的這種案例采取的方法是翻耕稀釋法，也就是大家俗稱的深耕改土。

同時(shí)，我也檢索了國內(nèi)外相關(guān)的科技文章，2005年到2010年之間大部分都是生物修復(fù)、植物修復(fù)、鈍化修復(fù)。2010年以后，技術(shù)開始多樣化。但是，1600多篇文獻(xiàn)中大概有一半是針對(duì)污染場(chǎng)地的，一半是針對(duì)耕地的。治理污染場(chǎng)地的方法比較多樣化，但治理污染耕地技術(shù)就比較簡單，多半是固化/穩(wěn)定化。SCI檢索的大部分文章都是停留在機(jī)理研究。在耕地研究方面，中國的研究非常多，國際上基本上沒有。

國內(nèi)修復(fù)技術(shù)進(jìn)展

中國真正關(guān)注土壤污染應(yīng)該是在“十二五”期間，2006～2008年大家開始關(guān)注土壤污染，大規(guī)模研究也是在“十二五”后期。有幾件較有影響的事情，其中有2000年啟動(dòng)的“863”項(xiàng)目，和2014年啟動(dòng)的湖南“長株潭”試點(diǎn)。

“十五”期間的一個(gè)“863”項(xiàng)目中有關(guān)重金屬污染修復(fù)技術(shù)，主要是開展超富集植物的篩選，國家大約投入1000萬元來進(jìn)行技術(shù)研究和產(chǎn)品開發(fā)?！笆晃濉逼陂g，國家投入相對(duì)改變了，在礦山修復(fù)、石油污染修復(fù)、多環(huán)芳烴污染農(nóng)田修復(fù)方面，大概投入了2000萬元。之后，國家環(huán)保部在“十一五”末期開展工業(yè)場(chǎng)地修復(fù)，這個(gè)階段農(nóng)田修復(fù)反而被忽略了?！笆濉蹦┢诘摹伴L株潭”試點(diǎn)和“十三五”的重點(diǎn)研發(fā)任務(wù)，對(duì)耕地污染的治理越來越重視，投入更多。目前內(nèi)常用的技術(shù)體系主要有如下5種：

一是原位鈍化技術(shù)。通過吸附、耦合、沉淀、氧化還原反應(yīng)，把重金屬變成不活潑的，減少植物對(duì)重金屬的吸收。該技術(shù)主要產(chǎn)品就是鈍化材料，現(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)得非常多。從原來非常簡單的含磷物質(zhì)，到現(xiàn)在的納米材料等，還包括各種新型材料，這是我國目前研究的熱點(diǎn)。

二是植物阻隔技術(shù)。就是種植低吸收品種，一種是通過常規(guī)的篩選方法，一種是通過選育方法，這種技術(shù)是非常有效的，能夠大幅度降低重金屬在農(nóng)產(chǎn)品中的累積。例如，低吸收的水稻品種和常規(guī)的水稻品種的鎘吸收量相差一倍；不同的蔬菜品種，鎘的累積有很大的差別。

三是超富集植物提取技術(shù)。這是我國發(fā)展最早的、在世界上最有話語權(quán)的技術(shù)，就是在污染區(qū)種超富集植物。所謂超富集植物，就是植物地上部污染物的積累量大于根部的積累量。最早提出超富集植物的是一位國外科學(xué)家，國內(nèi)最早研究超富集植物的是南京大學(xué)馬奇英教授和中科院地理科學(xué)與資源研究所陳同斌研究員，他們發(fā)現(xiàn)了蜈蚣草。目前，有很多團(tuán)隊(duì)比如南土所、浙江大學(xué)在做超富集植物提取的相關(guān)研究，很有成效。

四是種植結(jié)構(gòu)調(diào)整。針對(duì)中高風(fēng)險(xiǎn)的農(nóng)田，也就是說在重金屬污染的田地，種植不具備超富集植物能力的經(jīng)濟(jì)作物，切斷重金屬往植物轉(zhuǎn)運(yùn)。很多人考慮能源植物、經(jīng)濟(jì)作物、中草藥等，但最關(guān)鍵的，種植結(jié)構(gòu)調(diào)整要形成新興的產(chǎn)業(yè)。

五是農(nóng)藝調(diào)控措施。我推薦這種方法，這是目前很多區(qū)域做示范時(shí)采用的方法。這種方法比較簡單，比方針對(duì)鎘，長期淹水就能夠降低鎘，通過施磷肥能夠明顯降低植物中砷的吸收，通過調(diào)整PH值也能夠改變。

湖南重金屬污染治理案例

2013年爆發(fā)的鎘大米事件，嚴(yán)重影響了水稻生產(chǎn)和銷售，造成不良影響，使“重金屬污染問題”成為社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)。2014年農(nóng)財(cái)兩部實(shí)施了“湖南重金屬污染耕地修復(fù)及農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)調(diào)整試點(diǎn)”工作，近期我所作為委托方對(duì)試點(diǎn)工作進(jìn)行第三方評(píng)估。湖南試點(diǎn)工作涉及耕地面積廣、財(cái)政經(jīng)費(fèi)大、人口數(shù)量多，也是目前世界上規(guī)模最大的一個(gè)耕地污染治理工程。

耕地修復(fù)的總體原則就是“因地制宜、政府引導(dǎo)、農(nóng)民自愿、收益不減”，主要修復(fù)技術(shù)就包括剛才講到的5項(xiàng)技術(shù)。針對(duì)湖南重金屬污染耕地，相關(guān)部門提出了“分區(qū)分類”治理方案，以農(nóng)藝措施為主，實(shí)現(xiàn)“邊修復(fù)邊生產(chǎn)”。

湖南試點(diǎn)工作取得了不錯(cuò)的成效。就種植結(jié)構(gòu)調(diào)整措施而言，從經(jīng)濟(jì)效益方面來說，我們發(fā)現(xiàn)不同替代作物的凈收益差距還是很大的，其中蛋白桑的效益最好，其既可作為飼料，也可以作為蔬菜食用。從成本分析來看，人工成本投入是最大的，其次是物料成本和農(nóng)機(jī)成本。

對(duì)于湖南試點(diǎn)工作情況，我們進(jìn)行了大面積的訪談和問卷調(diào)查，訪談對(duì)象包括農(nóng)民、種植大戶、合作社等，發(fā)現(xiàn)目前試點(diǎn)工作還面臨著一系列的問題：最關(guān)鍵問題是治理資金；技術(shù)落實(shí)不到位，導(dǎo)致整個(gè)試點(diǎn)面臨著很大壓力；社會(huì)力量，包括企業(yè)、合作社，總體上參與程度不夠；修復(fù)方案設(shè)計(jì)與現(xiàn)實(shí)脫節(jié)。

第6篇：固化穩(wěn)定化修復(fù)技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：污泥；處理處置；節(jié)能減排；研究現(xiàn)狀

中圖分類號(hào)：X703文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674-9944（2012）12-0001-04

1污泥現(xiàn)狀

近年來，隨著國家經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和節(jié)能減排政策的作用，我國城鎮(zhèn)污水處理行業(yè)得到迅速發(fā)展，水環(huán)境治理取得顯著成效。生物法是污水處理最常用的方法，而剩余污泥是其過程中的必然產(chǎn)物。剩余污泥易腐爛，有惡臭，并含有大量病原微生物、寄生蟲卵或重金屬等有害物質(zhì)，如果不能得到有效的處理處置，很容易對(duì)地下水、土壤等造成二次污染，威脅環(huán)境安全和公眾健康，影響國家節(jié)能減排戰(zhàn)略實(shí)施的積極效果[1～4]。隨著近年來我國環(huán)境保護(hù)的要求越來越高，污水處理率的增加，污泥產(chǎn)生量也不斷地增加。2009 年，全國投入運(yùn)行的城鎮(zhèn)污水處理廠1992 座，處理污水量共計(jì)280 億m3，產(chǎn)生污泥約2005 萬t（含水率約80%）[5]。住建部《關(guān)于全國城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施2011年第4季度建設(shè)和運(yùn)行情況的通報(bào)》顯示，截至2011年年底，全國各市、縣累計(jì)建成城鎮(zhèn)污水處理廠3135座，污水日處理能力達(dá)1.36億m3。全國正在建設(shè)的城鎮(zhèn)污水處理項(xiàng)目達(dá)1360個(gè)，總設(shè)計(jì)能力約2900萬m3/d，城市污水處理率達(dá)82.6% 。我國的剩余污泥處理處置壓力十分巨大。另據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全國城鎮(zhèn)污水處理廠污泥只有小部分進(jìn)行衛(wèi)生填埋、土地利用、焚燒和建材利用等，大部分未進(jìn)行規(guī)范化的處理處置。上海市的污泥處理處置只約占總污泥產(chǎn)生量的25%。因此，我國污水處理廠的污泥處理處置問題日趨嚴(yán)峻，研究污水污泥的處理處置對(duì)策迫在眉睫。

污泥處理處置的最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)污泥的減量化、穩(wěn)定化、無害化和資源化[6]。從技術(shù)和操作層面上，污泥處理處置可以分為兩個(gè)階段：第一階段是在污水處理廠區(qū)內(nèi)對(duì)生污泥進(jìn)行減量化、穩(wěn)定化處理，其目的是為了降低污泥外運(yùn)處置造成二次污染的風(fēng)險(xiǎn)；第二階段是對(duì)處理后的污泥進(jìn)行合理的安全處置，實(shí)現(xiàn)污泥無害化和資源化的的最終目的。

針對(duì)我國目前的污泥現(xiàn)狀，本文對(duì)污泥的處理處置技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀、污泥預(yù)處理技術(shù)的研究進(jìn)展及存在的問題進(jìn)行了綜述，并提出幾點(diǎn)建議，對(duì)于我國城市污水處理廠產(chǎn)生的剩余污泥的有效處理處置，具有重大的實(shí)際意義和參考價(jià)值。

2污泥處理處置技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

2.1污泥處理技術(shù)

污泥處理就是對(duì)污泥進(jìn)行濃縮、調(diào)理、脫水、穩(wěn)定、干化等的加工過程[7]。隨著我國污泥產(chǎn)生量的不斷提高，污泥處理處置逐漸成為國內(nèi)外關(guān)注的焦點(diǎn)。有效適當(dāng)?shù)奈勰嗵幚砜梢允刮勰嘣谔幹弥袦p少對(duì)環(huán)境造成的有害影響。

2.1.1污泥濃縮/脫水

目前，城市污水處理廠最常用的污泥濃縮方法主要為重力濃縮池和浮選濃縮池，其中重力濃縮池應(yīng)用最多[8]。我國水處理工藝技術(shù)發(fā)展較快，與國際先進(jìn)水平差距不大，其中污泥脫水技術(shù)也有了較大的提高，但污泥濃縮技術(shù)較為落后，相對(duì)工業(yè)發(fā)達(dá)國家普遍采用的專用污泥濃縮機(jī)，“兩池”占地大、效率低、投資高、建造工期長、管理控制難，差距顯著。

污泥脫水的傳統(tǒng)方法主要是利用污泥干化場(chǎng)，使其自然干化，其主要缺點(diǎn)為占地面積大、環(huán)境衛(wèi)生條件惡劣、適用地區(qū)范圍小。目前在大型、開放性城市，已很少使用。由于環(huán)保要求，在我國污泥脫水技術(shù)研究已得到各方面的逐步重視，各種型式的脫水機(jī)械也在逐步開發(fā)制造，但仍不成熟，需要進(jìn)一步提高脫水機(jī)械設(shè)計(jì)、制造和管理水平。目前常用的污泥脫水設(shè)備主要有真空過濾機(jī)、帶式壓濾機(jī)、離心脫水機(jī)、板框壓濾機(jī)和回轉(zhuǎn)脫水機(jī)等[9]。對(duì)于污泥脫水型式選擇的條件，主要根據(jù)污泥的理化性質(zhì)、進(jìn)泥含水率、脫水后泥餅含水率、占地、一次性投資和運(yùn)行費(fèi)用等，進(jìn)行綜合比較考慮確定。

為便于污泥進(jìn)一步處理處置，目前，我國有關(guān)部門要求將城市污水處理廠產(chǎn)生的污泥的含水率控制在60%以內(nèi)。然而，目前尚缺少能耗較低、添加劑用量少、產(chǎn)能大且能對(duì)污泥連續(xù)進(jìn)行處理的深度脫水設(shè)備。當(dāng)前市場(chǎng)上出現(xiàn)的板框式深度脫水處理機(jī)在脫水方面能滿足相關(guān)的要求，但其壓榨時(shí)間較長（一個(gè)循環(huán)周期時(shí)間約3h45min）、不能連續(xù)出料、單臺(tái)設(shè)備處理能力小、設(shè)備使用壽命較短、技術(shù)有待完善等缺點(diǎn)限制了其進(jìn)一步的推廣使用。

上海市城市排水有限公司與上海交通大學(xué)結(jié)合目前污泥深度脫水壓濾機(jī)存在的問題，開發(fā)了一套可使污泥易于脫水的預(yù)處理技術(shù)（添加相當(dāng)于脫水污泥總量為5%～6%的污泥改性劑）和一套可連續(xù)對(duì)污泥進(jìn)行脫水的新型帶式壓濾試驗(yàn)機(jī)（處理能力為20～30t/d）。污泥通過改性劑預(yù)處理并經(jīng)過連續(xù)帶式壓濾后，含水率可從80%～85%降低到50%～55%左右，能滿足與后續(xù)污泥處置銜接的要求。該設(shè)備是在原有帶式壓濾設(shè)備基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，其構(gòu)成具有如下特點(diǎn)。

（1） 濾帶。要求其具有較高的抗拉強(qiáng)度、耐曲折、耐酸堿、耐溫度變化等特點(diǎn)，同時(shí)還應(yīng)考慮污泥的具體性質(zhì)，選擇國外進(jìn)口的適合的編織紋理，具有良好的透氣性能及對(duì)污泥顆粒的攔截性能的污泥濾帶。

（2）輥壓筒的調(diào)偏系統(tǒng)。通過氣動(dòng)裝置自動(dòng)糾偏。

（3）濾帶的張緊系統(tǒng)：由氣動(dòng)系統(tǒng)來控制，濾帶張力一般控制在0.3～0.7MPa，常用值為0.4MPa。

（4）帶速控制。不同性質(zhì)的污泥對(duì)帶速的要求各不相同，即對(duì)任何一種特定的污泥都存在一個(gè)最佳的帶速控制范圍，在該范圍內(nèi)，脫水系統(tǒng)既能保證一定的處理能力，又能得到高質(zhì)量的泥餅。

（5）連續(xù)帶式壓濾脫水機(jī)受污泥負(fù)荷波動(dòng)的影響較小，并具有出泥含水率較低、運(yùn)行穩(wěn)定、管理控制相對(duì)簡單、對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)人員的素質(zhì)要求不高等特點(diǎn)。

（6）運(yùn)行電耗。該設(shè)備能耗較小，每噸脫水污泥從含水率80%降到55%以下時(shí)，電耗約為9～12kW·h。

2.1.2污泥消化穩(wěn)定技術(shù)

在我國，存在著“重水輕泥”的現(xiàn)象，所以與國外相比，我國污水處理廠污泥穩(wěn)定化程度低，據(jù)調(diào)查，2600多座污水處理廠中只有近60座配有污泥厭氧消化設(shè)施，而其中正常運(yùn)行的不到20座[10]。

污泥消化穩(wěn)定技術(shù)主要有好氧消化和厭氧消化兩種，在設(shè)備方面，厭氧消化主要依靠國外進(jìn)口設(shè)備，污泥好氧堆肥技術(shù)和設(shè)備主要為自主開發(fā)，并且已經(jīng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。厭氧消化是目前國際上最為常用的污泥生物處理方法，適用于大型污水廠，通?？墒刮勰鄿p量30%以上，使污泥穩(wěn)定易于脫水，具有良好的有機(jī)物降解率（40%～60%），回收能源，運(yùn)行成本低，總污泥量減少， 凈能量消耗低，病原體活性低，消化后產(chǎn)品適合農(nóng)用，應(yīng)用性廣；但也存在操作難度高、初次投資高、安全問題等缺點(diǎn)。

2.2污泥處置方式

污泥處置是指污泥以某種形態(tài)在環(huán)境中消納的方式。常見的污泥處置方式主要有：衛(wèi)生填埋、焚燒、土地利用、建材利用等[11，12]。在我國，污泥的土地填埋占了較大比例，且最終出路是進(jìn)入垃圾填埋場(chǎng)，也有填海，有的進(jìn)入水塘堆放，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的二次污染[12]。最適合我國的污泥處理方式是土地利用。

2.2.1衛(wèi)生填埋

衛(wèi)生填埋是目前我國普遍采用的污泥處置方法，但由于脫水污泥的含水率較高及填埋場(chǎng)對(duì)污泥剪切力的要求，污泥進(jìn)填埋場(chǎng)的含水率必須小于40%，有機(jī)質(zhì)含量低于30%[11]，并且現(xiàn)在很多垃圾填埋場(chǎng)拒收污泥入場(chǎng)。近年來很多處置污泥的填埋場(chǎng)增設(shè)了深度脫水/固化或石灰穩(wěn)定設(shè)施，來實(shí)現(xiàn)污泥有效衛(wèi)生填埋。

污泥衛(wèi)生填埋始于20世紀(jì)60年代，到目前為止已經(jīng)發(fā)展成為一項(xiàng)比較成熟的污泥處置技術(shù)。按 2004 年我國的污水處理能力統(tǒng)計(jì)，我國各個(gè)污水廠每天產(chǎn)生約7000 t 的污泥餅，70%以上是棄置，20%是填埋，不到10%的是通過堆肥等技術(shù)處理后回用于土地[13]。該種污泥處置方法的主要優(yōu)點(diǎn)有：操作簡單、投資費(fèi)用小、處理費(fèi)用低、適應(yīng)性強(qiáng)；但是也存在占地面積大、潛在地污染土壤和地下水等缺點(diǎn)。隨著我國城鎮(zhèn)化建設(shè)帶來的對(duì)土地的大量需求和污泥產(chǎn)生量的劇增，造成目前剩余污泥填埋難以找到適宜的場(chǎng)所。此外，遠(yuǎn)距離運(yùn)輸成本越來越高。種種不利因素都限制了污泥填埋，致使其不會(huì)成為污泥最終處置的發(fā)展方向。

2.2.2污泥干化

近年來污泥干化系統(tǒng)設(shè)備的國產(chǎn)化發(fā)展很快，但投產(chǎn)主要干化項(xiàng)目如北京、上海、重慶、深圳、蘇州等地均采用進(jìn)口設(shè)備。干化焚燒現(xiàn)在采用的主要工藝有流化床工藝（如上海石洞口污水處理廠）[14]和污泥噴霧干化焚燒（如浙江紹興和蕭山）[15]。污泥協(xié)同焚燒是污泥熱處理的發(fā)展趨勢(shì)之一，國內(nèi)已在北京、嘉興、廣州等地的水泥廠和發(fā)電廠實(shí)現(xiàn)了規(guī)?；こ淌痉稇?yīng)用[15]。

污泥的常見熱干化系統(tǒng)主要有直接干化（流化床干化、轉(zhuǎn)鼓干化）、間接干化（薄層干化、漿式干化）和輻射干化（帶式干化、螺旋式干化）等[16]。污泥通過焚燒（鼓泡流化床）實(shí)現(xiàn)污泥穩(wěn)定燃燒，使有機(jī)物全部碳化，殺死病原體，使污泥徹底實(shí)現(xiàn)無害化，但其系統(tǒng)復(fù)雜，專業(yè)技術(shù)要求高。污泥干化焚燒與其他方法相比具有的突出優(yōu)點(diǎn)是：污染物最終處理效果好，污泥體積最小化，不存在重金屬和合成有機(jī)物污染問題，處理速度快，干化后可就地焚燒，減少長距離運(yùn)輸，污泥焚燒爐渣制磚比干化污泥制磚更安全。但是也存在一些缺點(diǎn)：工藝復(fù)雜，牽涉多個(gè)行業(yè)，設(shè)備不成熟，成本高，可能產(chǎn)生二噁英等有毒氣體，焚燒煙氣處理成本較大。目前，國內(nèi)工程實(shí)例主要有上海石洞口污水廠、浙江富陽市污泥焚燒廠、深圳寶安污泥干化焚燒廠、重慶市污泥干化焚燒廠（與水泥混燒）、北京市污泥干化焚燒廠（與水泥混燒）、成都市污泥干化焚燒廠。

2.2.3土地利用

污泥的土地利用主要是指將經(jīng)過脫水和無害化處理的污泥用于農(nóng)田、林地和園林綠化，還可以用于土地的復(fù)墾以及沙化或荒漠化土地的改良等，是污泥資源化的一種處置方式。

污泥土地直接利用因投資少、能耗低、運(yùn)行費(fèi)用低、有機(jī)部分可轉(zhuǎn)化成土壤改良劑成分等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是最有發(fā)展?jié)摿Φ囊环N處置方式。科學(xué)合理的土地利用，可減少污泥帶來的負(fù)面效應(yīng)。一方面，污泥的肥效可以有效改善土壤的肥力，促進(jìn)植物生長。我國是農(nóng)業(yè)大國，將處理后的污泥作為肥料或土壤改良劑，不但可以節(jié)省大量的污泥終端處置費(fèi)用，而且可以為肥力低下的農(nóng)田增添有機(jī)質(zhì)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的良性循環(huán)。因此，污泥的土地利用是一種符合我國國情的污泥處置方法，在我國污泥農(nóng)用應(yīng)具有比較好的前景[17]。另一方面，林地和市政綠化的利用因不易造成食物鏈的污染而成為污泥土地利用的有效方式。污泥用于嚴(yán)重?cái)_動(dòng)的土地（如礦場(chǎng)土地、森林采伐場(chǎng)、垃圾填埋場(chǎng)、地表嚴(yán)重破壞區(qū)等需要復(fù)墾的土地）的修復(fù)與重建，減少了污泥對(duì)人類生活的潛在威脅，既處置了污泥又恢復(fù)了生態(tài)環(huán)境，也是污泥土地利用的一個(gè)重要方面。

但由于污泥中含有的有害物質(zhì)，如不經(jīng)嚴(yán)格的無害化處理，容易對(duì)人體以及環(huán)境造成較大的影響。如污泥中的一些難降解有機(jī)污染物，且毒性很強(qiáng)，一旦進(jìn)入土壤，勢(shì)必對(duì)土體造成危害。另外，污泥中的重金屬，隨著污泥施加次數(shù)的增加逐漸會(huì)在土壤中累積，我國幾個(gè)較大污水廠的污泥都存在個(gè)別重金屬含量超出農(nóng)用標(biāo)準(zhǔn)的問題[18]，廢水污泥中的病原體存活時(shí)間一般不超過一年，而重金屬（ 如鎘、鉛、砷） 將可能在環(huán)境中長期存在。因此，如果要實(shí)現(xiàn)污泥農(nóng)用，需要經(jīng)過嚴(yán)格無害化處理才可以大面積推廣。

由于我國關(guān)于污泥土地利用的政策法規(guī)還不明確，真正意義上的土地安全利用比例還十分有限。

2.2.4建材利用

污泥建材利用是提高污泥利用附加值和物理處置利用率的最佳方式之一，可以有效減少污泥中的有害物質(zhì)對(duì)環(huán)境的危害，具有極大的發(fā)展?jié)摿蜆O高的研究價(jià)值，是未來污泥資源化利用的重要方式。污泥中除了有機(jī)物外還含有20%～30%的無機(jī)物，主要是含Ca、Si、Al、Fe 等元素的礦物質(zhì)[19]，與許多建筑材料原材料的成分非常相近，因此可以分別利用污泥中的無機(jī)成分和有機(jī)成分制造建筑材料。目前污泥建材利用主要有污泥制瀝青、制磚、制陶粒、制混凝土、制生態(tài)水泥、制生化纖維板等[18，19]。在重慶、上海等地已經(jīng)建設(shè)了利用污泥制備陶粒和燒結(jié)磚的生產(chǎn)線，有力地推動(dòng)了污泥建材資源化。

從可持續(xù)發(fā)展和循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的角度來看，污泥建材資源化是污泥利用的重要甚至是根本方向，因?yàn)槲勰嗟慕ú馁Y源化不僅利用污泥量大，而且污泥建材生產(chǎn)和利用過程對(duì)環(huán)境影響最小。如果能在排污末端將污泥的處理工藝與建筑材料生產(chǎn)前端的原材料制備工藝結(jié)合起來，使經(jīng)過處理的污泥能夠直接用于燒制建筑材料，將會(huì)極大地降低污水污泥的利用成本并促進(jìn)污水污泥的建材資源化利用。根據(jù)國內(nèi)外研究發(fā)現(xiàn)，污泥燒成制品將是污泥建材資源化非常重要的方向。

3污泥預(yù)處理技術(shù)的研究進(jìn)展

從20世紀(jì)70年代起，包括物理、化學(xué)、生物以及其聯(lián)用的方法對(duì)污泥進(jìn)行預(yù)處理的研究報(bào)道開始相繼出現(xiàn)[20]：物理法主要有高溫水解[21]、凍融處理 [22]、超聲波[23]、電子束[24]、高壓射流及球磨[20]等；化學(xué)法主要有Fenton[25]、濕式氧化法[25]、酸堿處理[26，27]、臭氧氧化法[20]、雙氧水氧化法[28]等；生物法主要有高溫微好氧消化[29]、高溫好氧消化[30]等。其中，物理、化學(xué)法及其聯(lián)用措施大多能大幅提高污泥消化性能，但從目前情況看，其處理成本較高，操作難度大，離實(shí)際應(yīng)用尚有較大距離，而生物法預(yù)處理盡管也具有類似作用且運(yùn)行費(fèi)用較低，但存在處理時(shí)間較長、效率較低等缺點(diǎn)[20]。因此，在如何大幅提高污泥處理處置效率的前提下，選擇合適的預(yù)處理方式對(duì)污泥進(jìn)行預(yù)處理，是當(dāng)今研究的熱點(diǎn)之一。

4污泥處理處置存在的問題和原因

從目前污泥處理處置的情況來看，主要存在著以下幾個(gè)方面的問題：（1）污泥處理率及污泥設(shè)施配套率低。僅從上海市來看，污泥處理設(shè)施的規(guī)模僅占目前污泥量的25%左右[31]， 且大部分設(shè)施因?yàn)槟昃檬蕖⒗匣皹?biāo)準(zhǔn)低下等原因已經(jīng)停止運(yùn)行；

（2）現(xiàn)今城市污水廠的污泥多采用簡單的濃縮、脫水技術(shù)處理，且大都未進(jìn)行無害化處理；

（3）我國農(nóng)村，農(nóng)民更加習(xí)慣于施用化學(xué)肥料，致使污泥土地農(nóng)用等具有較好前景的處置方式得不到推廣和應(yīng)用。因此，如何更好地處理處置剩余污泥已成為城市管理部門提高管理水平的重要研究內(nèi)容之一。

另一方面，由于我國污水處理廠的污泥最終處置技術(shù)路線不明確、投資和運(yùn)行資金不到位、法規(guī)監(jiān)管體系不完善等原因，導(dǎo)致污泥處理處置未真正實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定發(fā)展。且由于長期的“重水輕泥”認(rèn)知錯(cuò)誤，使污泥處置問題被長期擱置，發(fā)展相當(dāng)滯后，污泥造成的二次污染問題日顯突出，污泥的問題已到了不容忽視的地步。

5對(duì)污泥處理處置發(fā)展的幾點(diǎn)建議

污泥處理處置方法的選擇，需要綜合考慮環(huán)境生態(tài)效益與處理處置成本經(jīng)濟(jì)效益之間的均衡。從發(fā)達(dá)國家污泥處理處置的發(fā)展趨勢(shì)分析，今后污泥處理處置的方向?qū)⒁酝恋乩煤湍茉蠢脼橹鳎勰嗵盥竦谋壤龑⒋蠓冉档?。我國的污泥處理處置可以在參考國外發(fā)達(dá)國家經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，逐步實(shí)現(xiàn)污泥處理處置的穩(wěn)定減量化和資源化，并做到以集約化處理為主，分散處理為輔，處置以填埋、焚燒、資源化利用為主，近遠(yuǎn)期相結(jié)合，分期、分步實(shí)施。我國是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國，污泥的農(nóng)田林地利用可以作為主要的有效利用途徑，同時(shí)，也要發(fā)展研究其他的資源化途徑，如直接或間接作為燃料、熱分解制油等能源化利用途徑。污泥焚燒作為最徹底的處理處置方式，在國外，特別是西歐和日本已得到了廣泛的應(yīng)用，歐洲將來有30%的污泥土地利用、70%熱能利用。在國內(nèi)，由于其一次性投資和處理成本大、焚燒煙氣需進(jìn)一步處理等問題而一直未得到應(yīng)用。

在我國， 污水廠污泥傳統(tǒng)的處置方式是將污泥適當(dāng)濃縮或脫水處理后直接進(jìn)行農(nóng)用等處置，這種處理處置方式的弊端是顯而易見的，目前正面臨著往安全、可靠、可持續(xù)的方向轉(zhuǎn)變。因此，借鑒國外目前有關(guān)經(jīng)驗(yàn)十分必要。

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