朱喜张习武金刚石薄膜纳米电子治理河湖技

分享是最大的支持 　　⑴具有立体作用，治理河湖水体有效半径为-m，影响半径可达到0m；对此范围内不连通的水域也能得到一定程度治理；多组装置协同配合可治理数百平方公里的大水体。⑵对温度无要求，冰层以下、零度以下均能正常工作。⑶可同时治理水体、底泥、蓝藻、重金属污染，可省去清除污染底泥的费用，治理费用低，较单一常规技术治理费用低10-30%，较水土蓝藻三者同时治理费用低-%或更多。⑷对于不同污染程度水体，如高浓度污染水体、生活污水、重度黑臭、劣Ⅴ类水体、一般污染水体和蓝藻爆发水体等，在满足光照和停留时间的前提下，均可实现污染物大幅消除，修复生态。⑸对于水生动植物无害，在恢复环境自净能力的同时有利于激活水体和底泥中的土著微生物恢复生长、植物生长、生物链重建，恢复良性生态系统。⑹该设备能于一定流速的水体正常工作运行，无需添加任何药剂或菌种，装置的安装、维护非常简便。⑺若遇连续阴雨、台风等天气，治理水体的水质有一定波动。7技术创新性及先进性7.1创新点以及先进性本技术可对水体、底泥和蓝藻进行高效治理，若应用于大水体的水环境治理，治理水域越大，优势越明显。不用加添加剂，能够长期有效治理水体，特别是能够彻底高效削减蓝藻，降低藻密度，可消除大中型浅水湖泊蓝藻持续爆发，可以解决国内外大多数专家认为的太湖等湖泊的蓝藻爆发难以解决的问题本技术中，发生光催化氧化还原的纳米点，来自于水体中有机物结构的自身转化，太阳能利用载体的形成，无需高额的生产成本。同时，装置的影响范围是立体的，在水/土/气等周边环境中，有水分子存在有太阳光照射的情况下，均可实现有机物的降解。本设备系统只需在可见光范围内，均可实现太阳能的充分利用。理论上太阳的能量巨大，太阳光能取之不尽，真正实现了以大自然的力量、解决大自然污染、恢复自然生态的目标。7.2与其他治理技术对比如治理水污染方面与喷撒微生物比，微生物喷洒一次，下大雨后要冲走，需要再一次喷洒，而本技术在3年内持续有效；在清除底泥污染方面与挖泥船比，挖泥船可能搅浑水、污染扩散，破坏底栖水生动物生态，还需大面积堆泥场，而本技术没有这些不足，直接可消除底泥污染；在除藻方面，大部分技术在杀死蓝藻后蓝藻的残体沉在水底，要腐烂发臭，造成“湖泛”、供水危机，如打捞水面蓝藻则无法彻底除藻，太湖打捞了十多年蓝藻，各水域的藻密度反而升高3-18倍，此技术装备在水域基本封闭情况下，可以非常有效除藻、降低藻密度，直至消除蓝藻爆发。8三合一治理技术优势金刚石碳纳米技术是微粒子（电子）类技术的代表，在净化水体、清淤、打捞蓝藻方面分别与曝气技术、绞吸式挖泥船、泥浆泵打捞蓝藻及气浮技术藻水分离进行比较，有巨大的优势。8.1节能减少碳排放优势金刚石碳纳米电子技术设备1套，若用于“三湖”等浅水湖泊的净化水体、清淤和除藻3方面可同时发挥作用，以1套设备可以治理40万m2计算，相对可合计节电度，相应节煤kg、减排kg。8.2经济上节约费用优势金刚石碳纳米技术的设备主件平均使用寿命3年，在大中型浅水湖泊中消除蓝藻、净化水体和清除底泥污染这3项的单位面积总投资为2千万元/km2。若大面积实施可降低投资。与其他治理技术的这三项总费用比较，该技术费用低，金刚石碳纳米技术较其他技术每年节省.35亿元、节省79.6%。关键是其他技术达不到水土蓝藻共治的要求，达不到消除蓝藻爆发的良好效果。8.3资源能源利用和减排污染物优势金刚石碳纳米技术与传统水体治理的曝气技术比较，能耗仅为传统曝气技术的2%，且治理效果还优于后者。8.4技术适用性优势金刚石碳纳米技术可原位高效建立良好的水体和底泥的生态环境系统，实现净化水体和有益自生水生物底泥培养，可高效清除蓝藻。特别是能够解决世界上普遍认为大中型浅水湖泊“三湖”难以消除蓝藻爆发的难题。本技术能够有效消除相对封闭的大小不等水域内的蓝藻爆发，其他治理蓝藻技术（如打捞水面蓝藻技术）不能有效消除蓝藻爆发，而世界上大部分专家认为“三湖”等浅水大中型湖泊是难以消除蓝藻爆发的。本技术的创造是一个突破性革命，可以解决世界上的这一难题，为治理了30年而未能够消除“三湖”蓝藻爆发的难题提出了解决方案，促进“三湖”消除蓝藻爆发的进程。8.5有利于丰富生物多样性本装备的电子类似于手机接收电波，对于人体没有危害，于环境没有任何污染，并且可增加微生物的营养来源，有利于水体和底泥中的土著微生物会逐渐恢复，生物链重新构建，并可增加装备周边环境负离子数量，有益水生态系统的良性循环。该技术装备对蓝藻规模性持续性爆发有明显控制、削减、消除效果，可在治理1-2个月可使基本封闭水域内的藻密度削减90%以上，叶绿素a能随藻密度的下降而得到大幅度削减，这样，由于蓝藻密度大幅度降低，给其他藻类的生长繁殖提供了空间和机遇，就可增加藻类生物的多样性。死亡后的蓝藻沉积于水底，逐年积累，释放大量污染物，在太湖可能造成“湖泛”型供水危机。该水土蓝藻共治装备常年运行，可持续分解消减死亡蓝藻的污染和底泥中的有机污染物，可大幅度减少底泥和蓝藻释放污染物，消除黑水臭气，消除“湖泛”型供水危机。9金刚石薄膜纳米电子技术治理河湖案例(11例)案例一安徽淮北市李大桥闸国控断面达标项目⑴项目概况李大桥闸国控断面位于安徽淮北市澥河。澥河源出安徽省濉溪县潘大庄，自西北向东南流，于九湾注入浍河，全长97.5km，流域面积km2。李大桥闸国控断面上下游治理区段总有效长度为2m，河宽30m，水深2.5m。⑵水质污染情况水质为地表水Ⅳ类⑶治理目标确保李大桥闸国控断面CODmn、NH3-N、TP等指标年均值达到地表Ⅲ水标准。⑷治理时间年9月21日至年12月21日；后续治理运维时间至年4月20号。⑸治理措施在该断面上游，每间隔1km安装1套JD-R×4-1河道型协同超净化水土共治装备，安装3套；并在该断面下游，间隔m安装1套JD-R×4-1河道型装备。共安装4套，对李大桥闸段进行治理。⑹治理效果国控断面在年10月底就达到地表Ⅲ水标准，完成目标任务；11月起水质达到地表Ⅱ水标准，直至运维期结束的年4月仍保持Ⅱ水标准。其中年1月透明度由原10cm升高到1.6m。（表1、图5）表1淮北市李大桥闸国控断面水质由Ⅳ类提升至Ⅱ类年月DOCODmnNH3-NTPTN类别.94.04.40...5Ⅳ类..12.60...36Ⅱ类..13.40...39Ⅱ类图5淮北市李大桥闸断面水质变化（上为治理前，下为治理后）案例二安徽马鞍山市和县得胜河水质提升治理项目⑴项目概况得胜河全长约50km，由西向东经金河口流入长江。和县境内全长约25km。河宽20-35m，河深5-6m。为防止江水倒灌，在距离长江口不到1公里处建有金河口水闸，距闸口东侧m处为国家水质自动监测站（得胜河入江口站）。枯水期金河口闸关闭，水流较为平缓。⑵水质污染情况河道两岸多为农田，植被条件较差，水土流失比较严重；区域内污水处理能力不足，河道主要污染源为农业、地表径流、污水厂尾水。治理前水质为地表水劣Ⅴ类。⑶治理目标⑴年2月得胜河入江口国控断面CODmn、NH3-N、TP等指标月均值达到地表水标准；⑵年3月得胜河入江口国控断面CODmn、NH3-N、TP等指标月均值达到地表Ⅲ水标准，并且保持至5月。⑷治理时间年2月初-5月31的4个月。⑸治理措施在距离金河口闸上游1km、2.5km处以及闸口下游距离自动监测站m处分别放置1套JD-R×4-1、共放置3套河道型超净化水土共治装备。⑹治理效果年2月水质达到Ⅳ类标准，3月起水质达到Ⅲ类标准并且保持至5月，达到目标要求（表2、图6）。表2马鞍山市和县得胜河水质提升治理项目（单位：mg/L、%）日期CODmnNH3-NTPTN类别.1.....05劣Ⅴ2月平均--0..12--Ⅳ3月平均2...09--Ⅲ4月平均2.80..08--Ⅲ5月平均2...06--ⅢⅢ类标准≤6≤1≤0.2--削减比例（5月/.1）70..图6和县境内得胜河水道示意图（左）及现场照片（右）案例三大庆肇源皮革城污水厂纳污塘水质提升项目⑴项目概况该纳污坑塘面积约70万m2，水深1-2m。多年来承载皮革园区污水厂尾水排放，水质日益恶化。截至年皮革园区停止向纳污坑塘的排污，纳污坑塘为封闭水体。日常补水主要来源于地下水、大气降水等（图7）。⑵水质污染情况污染源主要是纳污塘水体和底泥原存留的污染物，周边0m范围内有农田污染源等。水质为劣V类，重度黑臭水体。图7项目水域地理位置及其周边环境⑶治理目标，消除重度黑臭，优于轻度黑臭标准，具体指标为：透明度＞25cm，DO＞2mg/L，NH3-N＜8mg/L。⑷治理时间为年8月15日-9月15日，共30天。⑸治理措施在该纳污坑塘安装2套JD-R×4-1湖泊型协同超净化水土共治装备并对其调试运维。⑹治理效果年9月16日对纳污塘9个点位进行检测（图8）。纳污塘水质治理提升项目的透明度、DO、NH3-N均达到目标。其中DO的结果大幅度优于目标（表3，图9）。若增长治理时间，削减底泥污染多，提升水质效果更好。图8纳污塘验收采样点位置图表3治理后纳污塘水质情况(单位：cm、mg/L)监测点透明度NH3-NCODDO龙革1#27.27..6龙革2#26.47..2龙革3#26.27..6龙革4#25.87.6916.5龙革5#25.67..9龙革6#26.38..2龙革7#27.17.9347.1龙革8#26.27..3龙革9#26.77.图9纳污坑塘治理前.中（上4幅）治理后（下4幅）图案例四梅梁湖北部除藻试验项目⑴项目概况项目位于太湖北部湖湾梅梁湖北部水域的十八湾处。太湖自年起年年蓝藻爆发，蓝藻爆发问题一直得不到解决。为此，无锡市蓝藻治理办公室与上海金铎禹辰水环境工程有限公司合作进行除藻试验。由于蓝藻爆发期间主要是偏南风，把大量蓝藻吹向试验水域，所以梅梁湖向来是蓝藻爆发严重水域。在除藻试验项目的南侧设置了一条围隔，以阻挡部分蓝藻。⑵污染源①外源：项目水域附近虽有梁溪河、直湖港、武进港３条入湖河道，但一般均实行关闸控制，河道污水均不能进入湖内；其余方向湖岸有堤坝，地面径流基本不能进入湖内；有降雨降尘污染；②内源：主要是蓝藻对水体和底泥的污染，由于蓝藻爆发期盛吹偏南风，大量梅梁湖湾的蓝藻吹进试验水域，故在试验水域南部设置了一条东西向的围隔（留有通航口子），阻挡了部分蓝藻使不进入试验水域；尚有一定的底泥释放污染负荷。由于试验期间正值蓝藻爆发期，水体内蓝藻含量比较多。⑶试验目标主要是在试验水域鉴定该装置对于治理蓝藻、消除蓝藻爆发的效果，为太湖及国内类似的大水面蓝藻治理提供可行的借鉴。⑷试验过程项目自5月22日开始安装除藻设备，5月23日安装完毕。监测点位，以除藻设备为中心的半径m、m的园弧上各设2个、3个测点。主要监测指标：藻细胞密度、叶绿素a、TN、TP。每个星期或半个月监测１次。项目装备和检测点位置。以装备为圆心，在半径m,m,1m圆弧处，各取2-3个采样点，共设11个点（图10）。图10梅梁湖北部十八湾除藻项目测点分布⑸试验结果评价①试验效果良好，藻细胞密度消减率为93.8%；叶绿素a总体降幅75.3%；期间试验水域原存在的蓝藻密度已削减至很低，无蓝藻爆发；原来蓝藻爆发期间，臭气严重，治理后再未闻到水体发出的臭气。改善了生态环境，附近经过的市民均高度称赞。为治理太湖，消除蓝藻爆发树立典范，为治理太湖消除蓝藻爆发的决策人员建立信心，为太湖全面生态改善奠定了技术基础。（表4、图11）表4　年梅梁湖十八湾除藻试验项目水质项目藻细胞密度（.万个/L、%）叶绿素a（mg/L、%）日期数值削减率数值削减率5.231--0.0--6..00..96..40..66..50.-..80..3注：1、指标值均为5个测点的平均值；2、削减率均为与5月23日比较图11梅梁湖十八湾蓝藻治理前（左图）、中（中图）、后（右图）对比②试验结果评价说明：a该设备除藻47天试验效果良好、作用显著。藻细胞密度总体呈降低趋势，降幅很大，7月9日较治理前削减93.8%，说明抑制、消除蓝藻有相当效果；叶绿素a总体呈降低趋势，降幅较大，7月9日较治理前削减75.3%，说明抑制、消除蓝藻有较好效果叶绿素a降低。bTNTP由于试验期太短，所以削减TNTP的效果还未能够及时显示出来。⑹设备除藻试验效果的展望①若试验水域以后无蓝藻进入，则设备削减藻密度的效果可以达到95%以上；届时，叶绿素a也能随着藻密度得到大幅度削减，但削减速度略慢一步。②若试验水域基本消除了蓝藻和底泥污染，水域的水质可达到Ⅲ类（湖泊标准）。③今后继续在太湖进行试验时或大范围实施时应提高水域周边阻挡蓝藻和风浪能力，将能取得更好效果。④今后应试验实施时间不应少于1年，可得出更科学结论。此将有利于全面推进“三湖”消除蓝藻爆发工作。案例五河北衡水湖大湖心水质提升项目⑴项目概况衡水湖位于衡水市,是南水北调中线工程必经之路,也是华北平原唯一保持沼泽、水域、滩涂、草甸及森林等完整湿地生态系统的自然保护区。湖面积75km2，水深3-4m。项目治理范围，以大湖心为中心，周边3km2水域。⑵污染源由于水流速度缓慢,水体更新历时长,水体富营养化及污染问题严重。水质整体较好，但随着大量面源污染和冬季补水排入，水体存在一定的污染问题。衡水湖大湖心断面的CODmn7.8mg/L、TP0.06mg/L，为Ⅳ类，超过Ⅲ类的目标要求。⑶治理目标TP、CODmn均达到地表水Ⅲ类标准，分别达到0.05mg/L、6mg/L。⑷治理时间措施治理时间为年12月15日至年3月15日，共3个月。安装装置2台。⑸效果治理效果良好（图12）。年3月16日水质指标CODmn、TP均达到地表水Ⅲ类（湖、库）标准，分别达到4.5mg/L、0.mg/L。图12衡水湖大湖心水质提升项目水质指标曲线图案例六上海一灶港河道项目⑴项目概况河道位于上海浦东区惠南镇，治理河段长m，宽20-30m，水深1.5m。为潮汐河道。⑵污染源年实施过底泥清淤，大雨或暴雨天有大量初期地面径流污染进入河道。水体水质透明度15cm，水体浑浊，河岸边有异味。晴天时水质尚可，雨天受地面径流污染、溢流污水排入，以及河道潮汐、闸门控制等影响，水体水质相当差。河岸为刚性护坡，时有黒臭现象发生。⑶治理目标消除黒臭，达到Ⅴ类水。⑷治理时间措施治理时间为年5月28日至7月13日，共45天。安装装置1台。⑸治理效果水质明显改善，消除黒臭，达到Ⅴ类水。其中，NH3-N由5.7mg/L降至1.5mg/L，去除率73%；TP由0.mg/L降至0.32mg/L,去除率49%（表5）。表5一灶港河道治理水质(单位：mg/L)项目CODNH3-NTPDO年5月28日32.55.70.0.2年6月14日.50..1削减率（%）提高10倍案例七上海园西小河项目⑴项目概况项目位于上海浦东区惠南镇，河长度0m，宽30m，水深1-2m。为半封闭河道。⑵污染源河道西侧为农田，有农田径流污染；东侧和南侧为居民生活区，生活污水和餐饮污水通过排污管道直排河道；河道前期未进行清淤，底泥释放大量污染物。河道为黑臭水体，颜色发黄，透明度10cm，岸边臭味明显。⑶治理目标。消除黒臭。⑷治理时间措施。治理从年5月30日起，共1.5个月，安装1台装置。⑸治理效果，完全消除水体黒臭，水体透明度提高。水质：DO由0.11mg/L提升到5.7mg/L；COD由.9mg/L降低至15mg/L；NH3-N由25.77mg/L降低至6.21mg/L；TP由1.5mg/L降低至0.66mg/L；TN由27.70mg/L降低至8.48mg/L；水质改善后河道植物自然修复、生长良好。（图13）图13上海浦东园西小河治理项目水质指标曲线图案例八首届国际进口博览会河道项目⑴项目概况河道位于上海青浦区徐泾镇，河长0m，宽50-60m，水深1.5m。因年11月中国国际进口博览会于上海国家会展中心举办，所以需马上提升河道水质。⑵污染源由于城市快速发展，老城区改造困难，上海部分城区环境基础设施不到位，导致污水未经处理直排河中，也存在垃圾入河现象。水体表面有大量漂浮物，伴有鱼类死亡，导致河道底泥、水体污染严重，水体有臭味。原水质为劣Ⅴ类，COD58mg/L，TP0.mg/L，NH3-N1.24mg/L，TN4.74mg/L。⑶治理目标。消除臭味，水质达到Ⅳ类。⑷治理时间措施。治理自年10月14日始，共1个月。安装装置２台。⑸效果水体消除臭味，水质达到Ⅳ类，透明度提高，完成目标任务。其中，COD12mg/L，TP0.04mg/L，NH3-N0.8mg/L。TN2.0mg/L（河道评价不含TN）。（图14）

图14上海进口博览会河道水质指标曲线图

案例九深圳双界河污水厂尾水治理项目⑴项目概况双界河位于深圳市境内。项目治理河道长度5km，宽30-35m，水深1-2m。⑵污染源该河道由污水厂补水，污染源主要是污水厂尾水，污水厂排放标准为一级A。⑶治理目标。达到地表水Ⅲ类。⑷治理措施治理时间，年10月11日至11月11日，共1个月。安装装置1台，最远监测点距离装置m。⑸效果治理1个月后河道水质达到Ⅱ类，超额完成Ⅲ类的目标：COD由32-40mg/L(IV类)下降至10mg/L(Ⅱ类)；NH3-N从1.4mg/L（IV类）降至0.1mg/L（Ⅰ类）；TP从0.52-0.87mg/L(劣V类)降至0.05-0.1mg/L(11类)。案例十云南滇池除藻试验项目⑴概况滇池是国家级风景名胜区，是昆明生产、生活用水的重要水源，是昆明市城市备用饮用水源。由于近年水污染较严重，水体富营养化日趋严重，生物种群结构产生不良演变，蓝藻年年爆发。⑵治理位置。滇池下风口马村湾蓝藻富集区，治理面积3-5km2。⑶治理目标。消除蓝藻爆发。⑷治理措施治理时间，从年7月28日至9月28日，共2个月。放置设备1台。⑸效果。消除蓝藻爆发，水面上看不到蓝藻。（图15）滇池马村湾治理前蓝藻爆发治理前后无蓝藻爆发现象图15云南滇池除藻试验项目对比图案例十一雄安新区-大清河尾水渠项目⑴项目概况大清河为进入白洋淀河道，白洋淀水系由坑、塘、淀和河等结合而成，其中治理河道为大清河尾水渠，长0m，宽20-30m，水深3-5m。⑵污染源主要污染源是工业、农业及城镇居民生活污水垃圾污染；水质为劣Ⅴ类：DO2.8mg/L、COD74mg/L、NH3-N14.1mg/L、TP1.43mg/L、TN19.2mg/L。为黒臭河道。⑶治理目标。消除黒臭，水质达到Ⅲ类。⑷治理措施。治理时间为年9月3日至年10月13日，共40天。安装装置５台。⑸效果装置半径1km范围内的水体，均由劣V类提升至Ⅲ类，消除黒臭，达到目标。水质：COD平均达到16.3mg/L、去除率78%；NH3-N平均达到0.05mg/L、去除率99.6%；TN平均达到0.65mg/L、去除率96.6%；TP平均达到0.05mg/L、去除率96.5%。最远的监测点距离装置2.2km，一般也能够达到要求。（图16）图16雄安新区-大清河尾水渠水质曲线图参考文献上海金铎禹辰水环境工程公司金刚石薄膜碳纳米协同超净化水土蓝藻共治技术治理河湖水环境技术总结。作者著于.4.26本期专栏系列就到这里了，大家有需要交流探讨的，欢迎在评论区留言或转发、分享，期待各位下期再见。编者：薛国强校审：朱喜相关链接：朱喜：深入治理太湖消除富营养化和蓝藻爆发朱喜：论太湖调水不会升高总磷朱喜：基于太湖四次洪水对PN的不同影响研究分析朱喜：污水厂提标能不能达到Ⅱ-Ⅲ类？朱喜：基于太湖四次洪水对PN的不同影响研究分析（修订版）朱喜：太湖清淤有效果吗？朱喜：高标准污水处理新技术ＮＰ达Ⅰ-Ⅱ类朱喜：打捞蓝藻有用吗？能消除蓝藻爆发吗？朱喜：深入治理太湖的几点建议朱喜：修复生态.太湖湿地能恢复如初吗？朱喜：太湖“湖泛”?供水危机?还会发生吗？朱喜：水土蓝藻三合一治理是消除蓝藻爆发优选技术朱喜：太湖蓝藻持续爆发关键因素为三高-藻密度高营养程度高水温高朱喜：治理平原河网水污染净化河水提升水质朱喜：《城镇污水处理厂污染物排放标准》修改单和过度提标的思考朱喜：中国淡水湖泊蓝藻爆发防治及分类朱喜刘丽香:“TWC生物蜡”治理河湖技术及案例朱喜卢骏：湖卫氧蓝藻治理技术及案例朱喜袁向东：污泥及藻泥热水炭化减量节能新技术

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