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天津滨海工业带如何从水少质差生态脆弱中突围? 
水专项支撑当地实现环境管理创新、治理突破、风险防控能力全面提升

 

 “九河下梢”的天津,在京津冀水生态环境治理建设中占据特殊位置,是渤海综合治理攻坚战的主阵地。从近年来出入境水质来看,天津在入境水质差、自身环境容量几乎为零的情况下,努力削减自身污染,同时承担了京津冀区域入海河流最后屏障的功能。

围绕天津“水少、质差、生态脆弱和风险源密集”难题,“十三五”期间,针对天津水生态环境保护现实需求和面向“十四五”未来发展要求,水专项设置了“天津滨海工业带废水污染控制与生态修复综合示范项目”,项目由天津市生态环境科学研究院(原天津市环境保护技术开发中心)承担,南开大学、中国市政工程华北设计研究总院有限公司、天津临港建设开发有限公司、中国环境科学研究院、中国科学院生态环境研究中心等国内17家单位参与了研究工作。历时三年,项目从减污与增容两条主线,集成构建基于“生态功能评价—水质目标管理—污染控制与生态修复—水环境风险防控”的天津滨海工业带绿色发展和污染零增长技术体系,实现废水趋零排放、氮磷负荷削减、入海水质保障、风险防范及管理体制机制创新,保障京津冀东部滨海发展区环境质量持续改善。

水环境管理体系精细化:构建形成基于水生态安全的天津滨海工业带“负荷零增长”水环境管理技术体系,实现多种管理手段衔接、三水统筹系统管控目标

在此前水专项研究基础上,项目通过研究天津滨海工业带水生态环境功能分区精细划分技术、水质目标全过程精细化管理技术、基于区域总量和水质达标的排污许可限值确定及长效监管技术,构建形成了天津滨海工业带“负荷零增长”水环境管理技术体系,全面支撑天津市水环境与水生态顶层设计方案和路线图的研究制定,服务“十四五”天津水生态环境管理工作。

一、继承“十一五”以来水专项水生态环境功能分区研究成果,实现天津滨海工业带水生态环境功能分区精细划分和“水资源、水环境、水生态”三水统筹系统管控目标

为解决水生态功能分区在具体管理上的“落地难”问题,构建基于水生态环境功能分区的管理制度体系,在天津市水生态环境功能分区过程中,项目在宏观流域管控层面,采用海河流域水生态功能分区,自上而下地明确流域水系空间管控目标;在微观区域管理方面,以水功能区、汇水区、乡镇级行政区为核心,明确水体水质目标、总量目标和管理目标,将流域要求区域化。

项目研究识别水环境及水生态重点管控区域,研究确定水生态环境功能分区水质管控目标,提出区域生态流量、水质及生物多样性等管控指标。通过在天津滨海工业带全域应用这项技术,项目在天津市主要河流汇水范围划分基础上,整合海河流域各级水生态环境功能分区成果,形成体现水生态环境要素完整性、兼顾行政管辖主体的261个水生态环境管控单元,并明确各单元的水环境质量改善目标、水生态保护修复目标、水生态功能恢复目标,为实现水生态环境系统化精细化管理提供目标指引。

二、依托天津滨海工业带水质目标全过程精细化管理技术和基于区域总量的产业复合区排污许可管理技术创新,实现区域污染物总量管理、水环境质量目标管理、区域排污许可限值管理相互衔接

“十三五”以来,天津水生态环境管理重点从容量总量控制逐步过渡到水质目标管理,迫切需要将区域污染物总量管理、水环境质量目标管理、区域排污许可限值管理相互衔接,实现多种重要管理手段相配合,打出水生态环境管理“组合拳”。

为此,项目在开展天津滨海工业带水质目标全过程精细化管理技术研究的基础上,制定合理可行的区域总量分配方案,为基于水质达标的排污许可限值确定及分配提供流域总量约束,将流域水质目标管理转化为区域总量管理。项目构建了基于水质达标的固定源排污许可限值确定技术方法、差异化排污许可证监管技术,为天津滨海工业带实现以水质改善为基础的排污许可限制确定、分配管理提供技术方法和管理方案。应用这项技术,项目面向滨海工业带提出区域内248个街道乡镇基于水质达标的排污许可限值,并以污水处理厂作为杠杆,确定各乡镇街道固定源、非固定源管控要求。

三、研究成果全面支撑天津碧水保卫战、渤海综合治理攻坚战和天津“十四五”重点流域水生态环境保护水环境战略规划编制

针对天津市“十四五”阶段“陆海统筹、一河一策”的水生态环境管理需求,在市域范围开展水陆全覆盖、指标全覆盖的水生生物多样性调查,提出分级分类分区的水生态管控目标,为土著鱼类、水生生物多样性等新增指标的设定提供基础数据,为天津市“十四五”阶段水资源、水生态亲民指标的制定提供数据和技术支持。

相关研究成果支撑形成了《天津市打好碧水保卫战三年作战计划(2018~2020)》《天津市打好渤海综合治理攻坚战强化作战计划》《天津市入海河流污染治理“一河一策”工作方案》及天津市12条入海河流水污染防治攻坚行动方案。上述方案实施以来,天津市水环境质量取得历史性好转,国控断面优良水质比例首次达到55%,较“十二五”末提高30个百分点;劣类水质首次“清零”,较“十二五”末下降65个百分点;12条入海河流从“全部为劣”到“全部消劣”;近岸海域水质取得突破性改善,优良水质面积比例达到70.4%,较“十二五”末提高62.6个百分点。

水污染治理体系精准化:构建形成“源头高风险废水趋零排放、集中污水高标准处理达标排放、末端尾水水质提升处理”的滨海工业带水污染治理体系,保障入海水质

天津滨海工业带是海河流域水生态最为敏感脆弱的地区,也是入海排放管控的前沿关口,在水质管理目标上,要做到取水和还水的统一,污染治理与生境修复统一,实现环境压力趋零。为此,项目针对滨海工业带废水“高盐、成分复杂”的特质,按照分类管控的原则,对生态风险高、难以生化处理的高盐难降解废水,研发集成趋零排放技术;对生态风险适中的废水,研发集成污水处理厂高标准超净排放技术及尾水和初期雨水人工湿地协同处理技术。通过技术的示范应用,最终实现示范区水污染排放“负荷零增长”,为天津滨海工业带乃至京津冀地区水污染防治提供有力支撑。

一、高盐难降解废水趋零排放技术与装备集成及工艺优化,保障处理设备长效经济运行,实现盐类高品质回收

针对高盐难降解废水处理此前长期存在的技术瓶颈,项目取得多项重大技术突破,在示范区内实现真正意义上的高盐废水趋零排放。

 

高盐废水趋零排放及分质结晶系统      盐硝分离技术回收的无机盐

 

(一)在预处理环节,开发有机物和重金属预氧化及分离技术、有机物与重金属同步去除技术,实现高盐难降解废水有机物的有效分离控制和分解,为大型MVR设备长效运行提供前提保证。

(二)围绕现有MVR关键设备防腐耐垢需求,实现大型MVR结晶器等关键设备的长效低成本运行,提高MVR浓缩与结晶工艺效率、降低能耗、实现硫酸钠难降解废水较大规模较高标准的处理,同时也实现了大型MVR全套装备的国产化。

(三)通过分盐精制资源化回收技术和设备研发,实现无机盐分质结晶和低成本运行。开发的杂盐废水MVR一体浓缩、循环套用、分别结晶回收技术,降低MVR浓缩能耗,提高杂盐分离效果,实现杂盐废水较大规模处理,实现99%以上无机杂盐资源回收和冷凝水的全部回收利用。