水是生命之源、生態(tài)之基、生產(chǎn)之要。水污染是全球面臨的重大環(huán)境問題之一，中國作為世界上人口最多、工業(yè)化進程最快的國家之一，水污染問題尤為突出，水資源的污染和短缺不僅威脅到生態(tài)系統(tǒng)的平衡，還對人類健康和可持續(xù)發(fā)展構(gòu)成了巨大挑戰(zhàn)，需要引起高度重視。隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展和城市化進程的加速，水污染治理已成為我國環(huán)境保護和生態(tài)文明建設(shè)中的重要任務(wù)。近年來，中共中央國務(wù)院、國家發(fā)改委、工信部、自然資源部、生態(tài)環(huán)境部、水利部等出臺多項涉及及生態(tài)保護修復、非常規(guī)水資源利用、節(jié)能降碳、生產(chǎn)生活綠色轉(zhuǎn)型、城鄉(xiāng)人居環(huán)境改善等多個方面的政策。為推進人與自然和諧共生現(xiàn)代化建設(shè)及加強為水環(huán)境治理等提供了重要的價值遵循和實踐指引。中國水環(huán)境污染最主要的問題就是氮磷超標導致的水體富營養(yǎng)化進而引發(fā)的黑臭水體、藻類爆發(fā)等一系列水環(huán)境問題,不僅嚴重制約著經(jīng)濟社會的發(fā)展，也影響著人民群眾的居住環(huán)境。而降氮降磷作為水環(huán)境治理的兩大難點，是直接決定水質(zhì)是否優(yōu)良的重要標準。江蘇省作為中國經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)之一，水污染問題同樣不容忽視。比如無錫市位于江蘇省南部，地處太湖流域，長期以來飽受水污染困擾，尤其是氮污染問題嚴重。但近年來無錫市在水污染治理方面進行了大量探索和實踐，積累了豐富的經(jīng)驗，尤其是高新區(qū)河道試點降氮技術(shù)在水環(huán)境治理中的應(yīng)用可以加以關(guān)注。
一、無錫市高新區(qū)水環(huán)境治理的背景和現(xiàn)狀
無錫市高新區(qū)作為該市的重要工業(yè)基地和科技創(chuàng)新中心，隨著工業(yè)化和城市化的快速發(fā)展，區(qū)內(nèi)的河道污染尤其是氮污染問題，成為了當?shù)亻L期努力解決的難題。主要污染物為氨氮和總氮，這些污染源導致水體富營養(yǎng)化，容易引發(fā)藍藻爆發(fā)等生態(tài)災(zāi)害。
近年來，高新區(qū)政府積極響應(yīng)國家和地方的環(huán)保政策，嚴格落實中央和國家有關(guān)水污染防治的規(guī)定。2024年修訂出臺《無錫市河道管理條例》，重點圍繞全域美麗幸福河湖建設(shè)、健全河道管理體制、強化河道規(guī)劃與治理、規(guī)范河道保護管理與開發(fā)利用等方面做出規(guī)定，為無錫的太湖治理、美麗河湖建設(shè)、河道長效管護等提供政策依據(jù)和法律保障。同時大力推進河道治理工作，特別是在降氮技術(shù)方面取得了顯著成效。
2024年6月28日無錫市新吳區(qū)碩放空港經(jīng)濟開發(fā)區(qū)陸更上降氮實驗開始
二、降氮新技術(shù)的原理特點及其在無錫市高新區(qū)水環(huán)境治理中的應(yīng)用
隨著現(xiàn)代水環(huán)境治理要求的逐漸提高，全面提升水質(zhì)已經(jīng)是當務(wù)之急。而水質(zhì)提升中一個重頭戲就是氮磷指標。往往是氨氮、總氮指標越低，水質(zhì)提升越難。降氮新技術(shù)是一種基于生物和化學原理的污水處理方法，旨在有效去除水體中的氮污染物。該技術(shù)主要包括生物脫氮和化學脫氮兩種方式。生物脫氮通過利用微生物的代謝活動，將水體中的氨氮和硝酸鹽氮轉(zhuǎn)化為氮氣，從而實現(xiàn)脫氮�；瘜W脫氮則是通過添加化學藥劑，使氮污染物發(fā)生化學反應(yīng)，生成不溶于水的沉淀物，進而通過物理方法去除。
在無錫市高新區(qū)河道治理中，降氮新技術(shù)的應(yīng)用取得了顯著成效。通過引進應(yīng)用先進的科瑞菲爾高效降氮技術(shù)，自 2024 年 7 月 1 日至 2024 年 8 月 28 日在內(nèi)陸斷頭浜河道（無錫空港經(jīng)濟開發(fā)區(qū)碩放街道）中開展共計 60 天的降氮試驗，氨氮降除率最高達到 98%，總磷達到 89%，cod 達到 75%。監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，部分經(jīng)過治理的河道水質(zhì)從劣V類得到了有效改善，水質(zhì)普遍達到II類標準。河道中的水生生物種類和數(shù)量明顯增加，水生態(tài)系統(tǒng)得到了有效恢復。試驗河道水體目測清澈、無臭味、魚蝦繁多。成功實現(xiàn)了無需能耗、無二次污染、無噪音、無廢氣廢渣，對生態(tài)環(huán)境無任何破壞的水體治理范例。此外，降氮新技術(shù)的應(yīng)用還帶來了顯著的經(jīng)濟效益。與傳統(tǒng)治理方法相比，該技術(shù)的運行成本和維護費用較低，且能夠有效減少污水處理廠的運行壓力，降低整體治理成本。在實際操作中，高新區(qū)政府采取了一系列具體措施來確保降氮新技術(shù)的有效應(yīng)用，例如，定期對生物反應(yīng)器進行維護和清洗，以保證其正常運行。加強對河道水質(zhì)的監(jiān)測和評估，及時調(diào)整治理方案。此外，高新區(qū)政府還積極與科研機構(gòu)和企業(yè)合作，開展技術(shù)研發(fā)和示范項目，不斷優(yōu)化和完善降氮新技術(shù)。
據(jù)了解，該生物高效降氮技術(shù)通過特定的生物合成技術(shù)生成高效降氮因子，能將水體中的不同形式氮轉(zhuǎn)化為氮氣或者氧化氮，從而降低水體中總氮的含量。該技術(shù)具有成本低、使用方便、高效、對環(huán)境包容性強等特點。2022年，經(jīng)中國環(huán)境科學研究院實驗室檢測，降氮效果高達 97%。2019年，該技術(shù)通過國家發(fā)明專利認證。2020 年，該技術(shù)被列入水利部《2020年度水利先進實用技術(shù)重點推廣指導目錄》。
三、降氮新技術(shù)與傳統(tǒng)水環(huán)境治理技術(shù)的對比及優(yōu)勢
降氮新技術(shù)與傳統(tǒng)水環(huán)境治理技術(shù)在技術(shù)適配性、市場需求和政策傾斜等方面存在顯著差異。首先，在技術(shù)適配性方面，降氮新技術(shù)表現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢。傳統(tǒng)治理方法如物理過濾和化學沉淀，雖然能夠去除部分氮污染物，但效率較低，難以滿足日益嚴格的環(huán)保要求，而降氮新技術(shù)能夠顯著提高脫氮效率，快速降低水體中的氮污染物濃度。在城市黑臭水體治理上能夠?qū)崿F(xiàn)20 天內(nèi)實現(xiàn)氨氮去除率 98%、COD 75%，遠超傳統(tǒng)物理曝氣或化學沉淀法效率，符合城市河道治理“短周期見效”的剛性需求；在農(nóng)村面源污染控制上能夠契合污染治理的“輕量化”要求，注重生態(tài)兼容性，支持農(nóng)村水體“生產(chǎn)-生態(tài)”功能平衡；在工業(yè)廢水預處理上可作為生物-物理協(xié)同的預處理環(huán)節(jié)，降低后續(xù)深度處理壓力，尤其適用于化工、印染等高氨氮廢水間接排放場景。在上述污染治理場景應(yīng)用方面都具有顯著的適配性和技術(shù)優(yōu)勢。
在市場需求方面，降氮新技術(shù)也具有較大優(yōu)勢。“十四五”規(guī)劃明確要求到 2025 年消除城市黑臭水體，農(nóng)村污水治理率提升至 40%，將催生萬億級市場。傳統(tǒng)的水環(huán)境治理手段（如化學藥劑投加、人工濕地）存在二次污染、占地大、周期長等缺陷，同時需要大量的設(shè)備和化學藥劑，運行和維護成本較高。而降氮新技術(shù)采用生物反應(yīng)器和化學藥劑投加系統(tǒng)，設(shè)備投資和運行費用相對較低，該技術(shù)的“綠色替代”屬性將搶占存量技術(shù)市場。此外，降氮新技術(shù)能夠有效減少污水處理廠的運行壓力，降低整體治理成本。
在政策傾斜方面，該技術(shù)符合《國家先進污染防治技術(shù)目錄》中“低碳型水污染治理技術(shù)”方向，有望獲得專項資金傾斜。同時該技術(shù)已在無錫地方水環(huán)境治理試點示范案例中形成標桿效應(yīng)，可借力長三角生態(tài)綠色一體化發(fā)展等區(qū)域戰(zhàn)略，加速區(qū)域復制，不僅改善了當?shù)厮h(huán)境質(zhì)量，還為全國乃至全球的水污染治理提供了寶貴經(jīng)驗。具有廣闊的應(yīng)用前景和推廣價值。
四、無錫市高新區(qū)引進降氮新技術(shù)對生態(tài)治理的啟示意義
降氮新技術(shù)在無錫市高新區(qū)河道治理中的成功應(yīng)用，不僅為中國的水環(huán)境治理及生態(tài)文明建設(shè)提供了寶貴經(jīng)驗，也為全球生態(tài)環(huán)境治理提供了重要的啟示意義。隨著我國生態(tài)文明建設(shè)的持續(xù)推進，我們對水環(huán)境治理的要求也逐步提高，污水治理標準也相應(yīng)提升，水體降氮技術(shù)也順勢成為這幾年我國污水處理技術(shù)的發(fā)展熱點。總氮排放標準從20mg/L(一級B)、15 mg/L(一級A)，提升為10mg/L，甚至5mg/L，逐漸向極限脫氮邁進。不僅在國內(nèi)，整個世界對于降氮技術(shù)的需求也是日益增加。2016年美國佛羅里達州的氮磷排放限值提高至總氮<3 mg/L、TP<0.1 mg/L，而澳大利亞的總氮排放限值也<10 mg/L。2020年的北美水環(huán)境聯(lián)盟的年度技術(shù)及展覽會WEFTEC上，脫氮技術(shù)也成為討論的焦點，關(guān)注點集中在傳統(tǒng)脫氮工藝節(jié)能降耗，以及新興脫氮工藝產(chǎn)業(yè)化推廣。相對于國外的傳統(tǒng)降氮技術(shù)來講，我國此次開展的新降氮技術(shù)能做到降氮持久性強，對水質(zhì)無影響，對人體和環(huán)境友好，適合多種環(huán)境條件，適用范圍廣。該技術(shù)有望成為水環(huán)境治理領(lǐng)域的“顛覆性解決方案”，尤其在“雙碳”目標與精細化治水需求疊加的背景下輸出至“一帶一路”沿線國家，解決新興經(jīng)濟體快速城市化中的水污染問題，成為全球領(lǐng)先的環(huán)保技術(shù)品牌。
首先，降氮新技術(shù)展示了科技創(chuàng)新在環(huán)境保護中的重要作用。通過引進和應(yīng)用先進的降氮技術(shù)，無錫市高新區(qū)不僅改善了當?shù)厮h(huán)境質(zhì)量，還提升了區(qū)域經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展能力。在未來全球生態(tài)治理的格局中，科技創(chuàng)新是解決環(huán)境問題的關(guān)鍵手段，未來應(yīng)加大對相關(guān)生態(tài)技術(shù)的研發(fā)和推廣力度。
其次，降氮新技術(shù)的成功應(yīng)用凸顯了政策支持、政府引導的重要性。無錫市高新區(qū)政府在治理過程中，積極落實國家和地方的環(huán)保政策，提供了強有力的政策支持和資金保障。這為其他國家提供了借鑒，即在推動環(huán)保技術(shù)應(yīng)用時，政府應(yīng)發(fā)揮主導作用，制定和實施有效的政策措施，確保技術(shù)的順利推廣和應(yīng)用。
再次，降氮新技術(shù)的應(yīng)用彰顯了多元主體在環(huán)境治理中的合作重要性。高新區(qū)政府與科研機構(gòu)、企業(yè)等多方合作，開展技術(shù)研發(fā)和示范項目，不斷優(yōu)化和完善降氮新技術(shù)。這種合作模式不僅加快了技術(shù)的成熟和應(yīng)用，還促進了各方資源的整合和共享。其他國家在推動環(huán)保技術(shù)應(yīng)用時，也應(yīng)注重建立多方合作機制，形成合力，共同應(yīng)對生態(tài)環(huán)境治理中的挑戰(zhàn)。
最后，降氮新技術(shù)的成功應(yīng)用為全球水環(huán)境治理和生態(tài)文明建設(shè)提供了技術(shù)參考和經(jīng)驗借鑒。各國可以根據(jù)自身的水環(huán)境狀況和治理需求，借鑒無錫市高新區(qū)的經(jīng)驗，引進和推廣適合本國國情的降氮技術(shù)。同時，各國還應(yīng)加強國際交流與合作，分享成功經(jīng)驗和最佳實踐，共同推動全球水環(huán)境治理和生態(tài)文明建設(shè)事業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。
降氮新技術(shù)在無錫市高新區(qū)河道治理中的引進和成功應(yīng)用，展示了科技創(chuàng)新在生態(tài)環(huán)境治理中的重要作用，凸顯了政策支持和政府引導的重要性，強調(diào)了多方合作的關(guān)鍵性，并為全球水污染治理提供了技術(shù)參考和經(jīng)驗借鑒。應(yīng)進一步加強對降氮新技術(shù)的研究和優(yōu)化，探索其在更廣泛領(lǐng)域的應(yīng)用潛力。同時，應(yīng)加強國際交流與合作，推動全球水污染治理技術(shù)的共同進步。通過持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新和政策支持，為全球水環(huán)境治理和生態(tài)文明建設(shè)作出更大貢獻。（作者：趙建軍 南開大學—中國社會科學院大學21世紀馬克思主義研究院研究員；趙若璽 中國國土勘測規(guī)劃院助理研究員）
