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天津濱海工業帶如何從水少質差生態脆弱中突圍? 
水專項支撐當地實現環境管理創新、治理突破、風險防控能力全面提升

 

 “九河下梢”的天津,在京津冀水生態環境治理建設中占據特殊位置,是渤海綜合治理攻堅戰的主陣地。從近年來出入境水質來看,天津在入境水質差、自身環境容量幾乎為零的情況下,努力削減自身污染,同時承擔了京津冀區域入海河流最后屏障的功能。

圍繞天津“水少、質差、生態脆弱和風險源密集”難題,“十三五”期間,針對天津水生態環境保護現實需求和面向“十四五”未來發展要求,水專項設置了“天津濱海工業帶廢水污染控制與生態修復綜合示范項目”,項目由天津市生態環境科學研究院(原天津市環境保護技術開發中心)承擔,南開大學、中國市政工程華北設計研究總院有限公司、天津臨港建設開發有限公司、中國環境科學研究院、中國科學院生態環境研究中心等國內17家單位參與了研究工作。歷時三年,項目從減污與增容兩條主線,集成構建基于“生態功能評價—水質目標管理—污染控制與生態修復—水環境風險防控”的天津濱海工業帶綠色發展和污染零增長技術體系,實現廢水趨零排放、氮磷負荷削減、入海水質保障、風險防范及管理體制機制創新,保障京津冀東部濱海發展區環境質量持續改善。

水環境管理體系精細化:構建形成基于水生態安全的天津濱海工業帶“負荷零增長”水環境管理技術體系,實現多種管理手段銜接、三水統籌系統管控目標

在此前水專項研究基礎上,項目通過研究天津濱海工業帶水生態環境功能分區精細劃分技術、水質目標全過程精細化管理技術、基于區域總量和水質達標的排污許可限值確定及長效監管技術,構建形成了天津濱海工業帶“負荷零增長”水環境管理技術體系,全面支撐天津市水環境與水生態頂層設計方案和路線圖的研究制定,服務“十四五”天津水生態環境管理工作。

一、繼承“十一五”以來水專項水生態環境功能分區研究成果,實現天津濱海工業帶水生態環境功能分區精細劃分和“水資源、水環境、水生態”三水統籌系統管控目標

為解決水生態功能分區在具體管理上的“落地難”問題,構建基于水生態環境功能分區的管理制度體系,在天津市水生態環境功能分區過程中,項目在宏觀流域管控層面,采用海河流域水生態功能分區,自上而下地明確流域水系空間管控目標;在微觀區域管理方面,以水功能區、匯水區、鄉鎮級行政區為核心,明確水體水質目標、總量目標和管理目標,將流域要求區域化。

項目研究識別水環境及水生態重點管控區域,研究確定水生態環境功能分區水質管控目標,提出區域生態流量、水質及生物多樣性等管控指標。通過在天津濱海工業帶全域應用這項技術,項目在天津市主要河流匯水范圍劃分基礎上,整合海河流域各級水生態環境功能分區成果,形成體現水生態環境要素完整性、兼顧行政管轄主體的261個水生態環境管控單元,并明確各單元的水環境質量改善目標、水生態保護修復目標、水生態功能恢復目標,為實現水生態環境系統化精細化管理提供目標指引。

二、依托天津濱海工業帶水質目標全過程精細化管理技術和基于區域總量的產業復合區排污許可管理技術創新,實現區域污染物總量管理、水環境質量目標管理、區域排污許可限值管理相互銜接

“十三五”以來,天津水生態環境管理重點從容量總量控制逐步過渡到水質目標管理,迫切需要將區域污染物總量管理、水環境質量目標管理、區域排污許可限值管理相互銜接,實現多種重要管理手段相配合,打出水生態環境管理“組合拳”。

為此,項目在開展天津濱海工業帶水質目標全過程精細化管理技術研究的基礎上,制定合理可行的區域總量分配方案,為基于水質達標的排污許可限值確定及分配提供流域總量約束,將流域水質目標管理轉化為區域總量管理。項目構建了基于水質達標的固定源排污許可限值確定技術方法、差異化排污許可證監管技術,為天津濱海工業帶實現以水質改善為基礎的排污許可限制確定、分配管理提供技術方法和管理方案。應用這項技術,項目面向濱海工業帶提出區域內248個街道鄉鎮基于水質達標的排污許可限值,并以污水處理廠作為杠桿,確定各鄉鎮街道固定源、非固定源管控要求。

三、研究成果全面支撐天津碧水保衛戰、渤海綜合治理攻堅戰和天津“十四五”重點流域水生態環境保護水環境戰略規劃編制

針對天津市“十四五”階段“陸海統籌、一河一策”的水生態環境管理需求,在市域范圍開展水陸全覆蓋、指標全覆蓋的水生生物多樣性調查,提出分級分類分區的水生態管控目標,為土著魚類、水生生物多樣性等新增指標的設定提供基礎數據,為天津市“十四五”階段水資源、水生態親民指標的制定提供數據和技術支持。

相關研究成果支撐形成了《天津市打好碧水保衛戰三年作戰計劃(2018~2020)》《天津市打好渤海綜合治理攻堅戰強化作戰計劃》《天津市入海河流污染治理“一河一策”工作方案》及天津市12條入海河流水污染防治攻堅行動方案。上述方案實施以來,天津市水環境質量取得歷史性好轉,國控斷面優良水質比例首次達到55%,較“十二五”末提高30個百分點;劣類水質首次“清零”,較“十二五”末下降65個百分點;12條入海河流從“全部為劣”到“全部消劣”;近岸海域水質取得突破性改善,優良水質面積比例達到70.4%,較“十二五”末提高62.6個百分點。

水污染治理體系精準化:構建形成“源頭高風險廢水趨零排放、集中污水高標準處理達標排放、末端尾水水質提升處理”的濱海工業帶水污染治理體系,保障入海水質

天津濱海工業帶是海河流域水生態最為敏感脆弱的地區,也是入海排放管控的前沿關口,在水質管理目標上,要做到取水和還水的統一,污染治理與生境修復統一,實現環境壓力趨零。為此,項目針對濱海工業帶廢水“高鹽、成分復雜”的特質,按照分類管控的原則,對生態風險高、難以生化處理的高鹽難降解廢水,研發集成趨零排放技術;對生態風險適中的廢水,研發集成污水處理廠高標準超凈排放技術及尾水和初期雨水人工濕地協同處理技術。通過技術的示范應用,最終實現示范區水污染排放“負荷零增長”,為天津濱海工業帶乃至京津冀地區水污染防治提供有力支撐。

一、高鹽難降解廢水趨零排放技術與裝備集成及工藝優化,保障處理設備長效經濟運行,實現鹽類高品質回收

針對高鹽難降解廢水處理此前長期存在的技術瓶頸,項目取得多項重大技術突破,在示范區內實現真正意義上的高鹽廢水趨零排放。

 

高鹽廢水趨零排放及分質結晶系統      鹽硝分離技術回收的無機鹽

 

(一)在預處理環節,開發有機物和重金屬預氧化及分離技術、有機物與重金屬同步去除技術,實現高鹽難降解廢水有機物的有效分離控制和分解,為大型MVR設備長效運行提供前提保證。

(二)圍繞現有MVR關鍵設備防腐耐垢需求,實現大型MVR結晶器等關鍵設備的長效低成本運行,提高MVR濃縮與結晶工藝效率、降低能耗、實現硫酸鈉難降解廢水較大規模較高標準的處理,同時也實現了大型MVR全套裝備的國產化。

(三)通過分鹽精制資源化回收技術和設備研發,實現無機鹽分質結晶和低成本運行。開發的雜鹽廢水MVR一體濃縮、循環套用、分別結晶回收技術,降低MVR濃縮能耗,提高雜鹽分離效果,實現雜鹽廢水較大規模處理,實現99%以上無機雜鹽資源回收和冷凝水的全部回收利用。