■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(fā)黑的河水、刺鼻的臭味，龍崗河還是讓當?shù)鼐用癫辉敢庥H近的“黑水河”。

如何通過科學治理與系統(tǒng)設計還河水以清澈？中科院生態(tài)環(huán)境研究中心研究員莊緒亮團隊經(jīng)過多年攻關，開展尾水生態(tài)治理與水生態(tài)系統(tǒng)修復技術研發(fā)，實現(xiàn)水質改善與景觀服務功能的協(xié)同提升，為南方高度集約開發(fā)區(qū)域尾水深度凈化與生態(tài)治理提供了可行的工程樣本。

力不從心的傳統(tǒng)治污策略

龍崗河位于深圳市龍崗區(qū)，是東江二級支流淡水河的干流，主要流經(jīng)高度集約化開發(fā)的城市區(qū)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(yè)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(tǒng)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(xiàn)了流域水體重度污染的快速扭轉，但深圳市龍崗區(qū)環(huán)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(tài)功能破壞嚴重。

因此，實現(xiàn)污水廠尾水深度脫氮除磷及恢復受損河流的水生態(tài)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(fā)區(qū)域水質風險控制與水生態(tài)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(tài)治理與水生態(tài)系統(tǒng)修復的技術研發(fā)工作。

多管齊下實現(xiàn)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(tài)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?shù)匾延械奶�、潭、濕地深度消減尾水氮、磷，又解決旱季生態(tài)流量匱乏的問題，為流域景觀生態(tài)功能的提升創(chuàng)造了條件。

研究團隊經(jīng)4年科研攻關，研發(fā)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(fā)區(qū)域內尾水生態(tài)深度處理與水生態(tài)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(guī)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(xiàn)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(tài)構建技術模式，可推廣應用于南方高度集約開發(fā)區(qū)域尾水生態(tài)治理。”中科院生態(tài)環(huán)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(jīng)過3年的工程建設，丁山河沿河水質監(jiān)測結果顯示，當塘—潭—濕地—河道水體經(jīng)過生態(tài)修復區(qū)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(xiàn)丁山河流域的水質改善與生態(tài)重建，為龍崗區(qū)其他重污染河道的生態(tài)恢復與重建提供很好的示范。

昔日的“黑水河”今日變清流，當?shù)鼐用駸o不贊嘆。研究團隊通過技術自主創(chuàng)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(qū)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(qū)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(jīng)濟發(fā)展水平、不同城市區(qū)域深入開展工作，把研發(fā)的技術模式跟具體的地方工程結合起來。