本项目以城市河涌为研究对象，针对底泥污染原位治理、水质提升、生态护岸的技术难题，通过工程调研、理论分析、室内与现场试验等研究手段，开展了基于铁基材料的复合污染底泥原位治理、电化学高级氧化法去除水体氨氮、阶梯式立体生态护岸和水环境综合治理等方面的技术与装备研发，主要研究内容与技术成果如下：一是以河涌底泥为研究对象，针对底泥中重金属与有机物复合污染难以同步治理的难题，研发了两种环保型铁基改性复合功能材料，提出了铁电絮凝耦合电氧化强化技术、铁基生物炭介导微生物电化学强化技术，可同步、高效治理复合污染底泥中所含的重金属、有机物等多种污染物，实现了污染底泥的低成本、生态原位治理。二是针对黑臭水体氨氮超标的问题，基于电化学高级氧化原理，开发了一种快速降解黑臭水体氨氮技术，研制了包括高电化学活性的石墨毡三维气体扩散电极在内的专用装备，可实现缓流或死水区黑臭水体氨氮的快速、高效去除。三是提出一种集生态恢复、防冲刷及水质净化功能的“阶梯式立体生态床”新型护岸结构。通过筛选和研制提出一种组合型净水填料，由缓流材料陶瓷矩鞍环（可延长水力滞留时间及防冲）和自主研制的生物球（可附着微生物）

（1）自主研发了适用于河涌复合污染底泥原位治理的两种环保型铁基改性复合功能材料和两种治理技术，可实现污染底泥重金属和毒害有机物污染的原位、同步治理，处于国际先进水平；（2）自主研发了基于电化学高级氧化原理的快速降解黑臭水体氨氮技术及成套专用装备，可实现缓流或死水区黑臭水体氨氮的快速、高效治理，处于国际先进水平；（3）创新性地提出了“阶梯式立体生态床”新型护岸结构，自主研制了兼具净水和缓流功能的组合型生态护岸填料以及低碱度透水生态混凝土护坡结构材料，可提高护岸的净水和防冲刷能力，以及生态恢复水平，处于国际先进水平。

1、推动科技进步及解决的行业难题：（1）研发的基于铁基材料的复合污染底泥原位治理技术，解决了城市河涌复合污染底泥重金属和毒害有机物污染难以原位、同步治理的难题；（2）研发的电化学高级氧化法去除水体氨氮技术，解决了城市河涌缓流或死水区黑臭水体氨氮污染难以快速、低成本治理的难题，克服了生物净化、一体化处理等传统处理方法存在的受环境影响大、成本高昂、处理周期长等不足；（3）研发的阶梯式生态床护岸技术，解决了常规护岸形式净水能力弱、抗冲刷能力差的不足，研发的生态混凝土护岸结构材料，解决了传统混凝土材料低碱度与力学强度难以兼顾的难题。

2、提高行业竞争力：（1）研发的基于铁基材料的复合污染底泥原位治理技术，可一定程度替代常规的异位治理方式，大幅节约底泥处置成本，且对环境影响小。另外，研发的铁基复合功能材料均以工农业废弃物为原料制成，绿色环保。因此，本技术在市场上具有较强竞争力和广阔的市场空间；（2）研发的电化学高级氧化法去除水体氨氮技术，设备占地面积小，使用方便灵活，尤其适合应急性快速治理需求，其低成本、快速高效的特点使其具备较强的市场竞争力；（3）提出的阶梯式立体生态床护岸技术，其净水能力强、生物相容性良好，生态恢复能力突出，应用前景广阔。

项目由中交第四航务工程局有限公司，中交四航工程研究院有限公司，中交四航局第七工程有限公司，中交四航局港湾工程设计院有限公司，中交四航局第二工程有限公司，华南理工大学等单位联合研发。

1、经济效益：本项目成果已在2个城市水环境综合治理项目中得到大规模应用，共创造产值2270万元，新增利税204.3万元，为项目在污染底泥治理和水质提升等方面大幅节约了治理成本，产生的间接经济效益达9600万元。

2、社会效益：（1）实现了河道底泥复合污染物的低成本、低碳、生态治理。相较于传统的异位处理方式，大幅节约了底泥处置成本，减少了施工能耗和碳排放，对助力我国“双碳”目标的实现具有现实意义；（2）实现了黑臭水体中氨氮的快速、高效去除，同时成本较低；（2）实现了河道护岸集生态恢复、净水及防冲刷功能于一身的生态改造。对于实现城市河道“水清岸绿”的治理目标具有重要技术支撑作用。

本项目成果已在“深圳宝安区2019年全面消除黑臭水体工程（前海铁石片区）”和“唐山市环城水系提升改造综合治理工程PPP项目”中得到应用，在污染底泥原位治理、黑臭水体水质提升以及生态护岸改造方面发挥了重要技术支撑，以低成本和绿色生态的方式解决了实际项目中污染底泥处置及水质提升等难题，共完成污染底泥治理方量120.4万立方米，黑臭河道治理长度6.7千米。