《节水治污水生态修复先进适用技术指导目录》等三项科技成果目录在京发布
近日，《节水治污水生态修复先进适用技术指导目录》、《海水淡化与综合利用关键技术与装备成果汇编》、《煤炭绿色开采与安全环保技术成果目录》等三项科技成果目录在京发布，为供需双方搭建有效对接的桥梁，加快科技成果转化应用。
这三项科技成果目录的技术主要来源于国家科技计划支持的研发成果，也包括面向社会征集的技术成果，由科技部联合环境保护部、住房城乡建设部、水利部、国家能源局、国家海洋局、中国煤炭工业协会等部门共同编制，委托中国环境学会、中国矿业大学(徐州)、中国21世纪议程管理中心分别牵头开展科学评估和咨询工作，并面向领域专家、有关部门和地方征求了意见，形成三项科技成果目录。
《节水治污水生态修复先进适用技术指导目录》包括节水、治污、水生态修复先进适用技术152项，《海水淡化与综合利用关键技术与装备成果汇编》包括海水淡化关键技术和装备成果33项，《煤炭绿色开采与安全环保技术成果目录》包括煤炭领域相关技术、工艺和装备成果97项，可在科技部等部门网站查询。
“十二五”以来，科技部积极协同有关部门，加强科技统筹，组织实施“水体污染控制与治理”国家科技重大专项、“海水淡化科技工程”国家科技重点专项以及一批煤炭高效绿色开采重点项目，突破了一批关键技术。应急净水技术为无锡太湖水污染等重大水源污染事故和汶川地震等特大自然灾害期间提供了安全保障;海水淡化单机产能达到国际通用水平，设备国产化率达到85%左右;煤炭高效开采技术与装备取得新突破，特厚煤层大采高综放开采成套技术与装备在同煤集团塔山矿试验成功，等等。
科技部有关负责人表示，“十三五”期间，科技部将继续加强技术成果目录的推广应用，培育一批创新型企业和产业科技创新中心，促进科技与大众创业万众创新深度融合。同时，结合“一带一路”国家战略，加强节水治污、水生态修复、海水淡化和煤炭绿色开发技术国际合作研究，鼓励相关先进技术“走出去”和“引进来”，提升我国技术装备国际市场竞争力。
锐科技将分3期介绍这三项科技成果的典型案例，现推出第一期典型技术案例介绍：
1.膜生物反应器强化脱氮除磷技术
太湖是我国的第三大淡水湖泊，作为长江中下游的大型浅水湖泊，其流域人口和经济快速增长，导致污染负荷急剧增加，富营养化严重，成为城市水环境安全保障、社会经济可持续发展的重大隐患与瓶颈。党中央国务院高度重视太湖水污染防治与富营养化治理，自“九五”起，太湖就是国家重点治理的“三湖”之首，“环太湖河网地区城市水环境整治技术研究与综合示范”是水专项的重要课题。苏锡常地区城市污水碳源含量普遍不足、冬季水温低，严重影响生物脱氮效果。新城区高速经济发展与快速城市化进程对污水资源化的需求增加，亟待开发高效稳定的污水处理工艺。膜生物反应器(MBR)工艺是一种由膜分离单元和生物处理单元相结合的新型水处理技术，具有活性污泥浓度高、固液分离能力强、出水水质好、污泥产量少、占地面积小等优点，可有效提高污水处理厂的脱氮除磷效果。
在国家水专项的资助下，通过校企联合，针对苏锡常地区污水处理的实际问题，开展了MBR城市污水脱氮除磷工艺及优化运行技术研究，先后开发MBR强化脱氮除磷技术及MBR优化运行控制技术。通过强化内源反硝化的MBR脱氮除磷技术，解决了太湖地区低碳/氮比污水出水氮磷浓度难以同时达标的难点，突破了低碳源污水生物脱氮效果的限制，提升了污水处理厂的出水水质，具有抗冲击负荷能力强、出水水质稳定等特点，获得了满足景观回用标准的出水，实现了污水处理与资源化的有机融合。通过MBR优化运行控制技术，解决了无锡地区在新的发展阶段存在的污水处理能耗物耗偏高、出水达标不稳定等问题，在实现MBR稳定运行的基础上实现了节能降耗，为无锡市创建“城市水环境改善和饮用水安全保障”示范城市提供技术支撑。
MBR强化脱氮除磷技术已于2011年在无锡硕放污水处理厂建成示范工程，规模为20000m3/d，示范工程稳定运行5年，出水COD、总氮、氨氮和总磷浓度稳定满足国家一级A排放标准，达到预期目标。MBR优化运行控制技术已于2015年在梅村污水处理厂III期MBR工程和城北污水处理厂IV期MBR工程建成示范工程2项，规模50000m?/d，示范工程运行状况良好，在实现污水稳定达标排放的同时，达到节能降耗的目标。
目前我国城市污水处理厂不同程度上存在碳氮比低、运行能耗较高的问题。本研究成果如能加以推广用用，对控制水污染、加强水环境保护、提高水资源利用效率和促进水处理行业可持续发展有重要意义，可望产生良好的节能效果和经济效益。
2.生化尾水磁性微球树脂吸附深度处理技术
城市和工业废水经传统的生化处理后，在排水中仍含有相当含量的难降解污染物，不仅给达标排放带来困难，而且带来了较高的饮用水安全和生态健康风险。但是，常规混凝法难以有效处理尾水中的难降解污染物，而氧化、纳滤、反渗透等方法成本高，无法大规模推广。因此，目前城市和工业生化尾水即使达到现行国家规定排放标准，依然难以再生利用。与此同时，随着更加严格的地方流域排放标准不断颁布，城市污水处理厂提标改造、水质稳定达标与尾水再生利用压力日益加大。对于北方水资源短缺地区尤其如此。生化尾水磁性微球树脂吸附深度处理技术能够有效去除生化尾水中的色度、COD、总氮、总磷，从而使排放的废水稳定达标，极大地提升尾水资源再生利用率。
城市和工业生化尾水的深度去除是行业关键技术瓶颈难题之一。现行主流技术大多只针对单一污染物进行去除，该技术可有效对色度、COD、总氮、总磷等多个重要指标进行同步去除。对城市污水生化尾水深度处理后，主要指标可达到《城市污水再生利用景观环境用水水质》(GB/T18921-2002)要求。同时，该技术投资和处理成本较低，仅为普通臭氧氧化的1/3左右，在技术和经济上都具有明显的优势，已经获得20余项中国和美国授权发明专利，其主要性能指标领先于国内同类技术水平。
经过“十一五”、“十二五”淮河流域相关水专项课题研究示范以及市场化推广应用之后，结果表明：该技术对城市生活污水，纺织印染、制药、化工等行业废水的深度处理均具有较好的处理效果。同时，该技术还对饮用水源水色度、有机物也具有较好的去除作用，能够削减饮用水60%以上消毒副产物。另外，该技术相应的设备占地面积较小、处理水量大，适用于各类新建工程和改造工程。
我国水资源缺乏、污水排放量大、环境质量标准不断提高，该技术处理效果好、投资和运行成本低，对于实现城市污水处理、工业园区污水处理，纺织印染、制药、化工等重污染行业废水深度处理和稳定达标，提高尾水资源化再生利用率具有重要的技术支撑作用和广阔的市场化推广应用前景。目前，该技术已在河南、江苏、内蒙古等多省市得到工程示范和推广应用。在河南、江苏已建成城市污水、工业废水深度处理工程7项，处理水量达3万吨/天;在江苏大丰已建立1万吨/天饮用水源水处理工程1项。近期，在河南项城拟建3万吨/天污水处理尾水提标改造工程，在江苏射阳和大丰已分别开展6000吨/天印染废水、10万吨/天饮用水源水处理工程的设计。
3.化纤(腈纶)含氮，氮-二甲基乙酰胺废水有毒有机物减排技术
该技术主要解决化纤含DMAC(氮，氮-二甲基乙酰胺)废水中难降解及有毒有机物的去除难题。难降解及有毒有机物去除是目前废水处理中的难点，也是保证出水达标排放的关键。未能有效去除的难降解及有毒有机物进入河流，可随河水进行长距离迁移，进而对下游水生生态系统及饮用水源地安全产生直接威胁。随着近年来废水排放标准的提高，对难降解及有毒有机物的去除提出了更高要求。因此，2008年国家水体污染控制与治理科技重大专项将废水难降解及有毒有机物去除技术作为专项研究的重要目标。
DMAC是松花江流域特征有毒有机物之一，主要来源于流域内化纤行业的腈纶生产。我国是腈纶生产大国，其中DMAC二步湿法是目前腈纶生产的主流工艺之一，该工艺产生的化纤含DMAC废水是典型的高浓度难降解有毒有机废水，组成复杂，含有DMAC、丙烯腈等有毒有机物，同时含有腈纶聚合物颗粒及腈纶低聚物等难降解有机物，水质水量波动较大，长期以来是我国工业废水治理领域的老大难问题。传统处理工艺存在难降解及有毒有机物去除效果差、耐冲击能力弱等问题。国家水专项针对化纤含DMAC废水水质特点，经过4年多的科技攻关，研究开发了化纤含DMAC废水新型处理技术。该技术用于化纤含DMAC废水处理，可有效去除废水中的难降解及有毒有机物，保障出水稳定达标排放。
该技术已在《松花江流域水污染防治“十一五“规划》重点监控企业吉林奇峰化纤股份有限公司废水处理工程中进行应用，在建设投资和运行成本低于类似工程的情况下，实现了废水的稳定达标排放，基本解决松花江特征污染物DMAC污染问题，支撑并促进了规划目标的实现。
全国现有腈纶纤维生产能力90余万吨/年，分布在五大流域和沿海地区，均面临有毒有机物穿透和污染物超标排放问题，该技术可为行业有毒有机物减排提供技术支撑。课题研发的部分单元技术在其他含难降解及有毒有机物废水的处理中也具有广阔的应用前景。
4.再生水滴灌系统防堵塞安全加氯技术
将污水处理回用，作为替代性水源，可以有效缓解农业用水紧缺的矛盾。我国的再生水水源稳定、供给可靠，截至2013年，全国年污水处理总量254.1亿m3，占农业用水总量的6.5%。如何有效利用再生水资源已成为当前面临的重要课题。再生水灌溉作为再生水利用的主要途径，已经在世界许多国家得到广泛应用，我国的再生水灌溉也在近几年取得了较快的发展。以北京市为例，2014年全市再生水利用量达到8.6亿m3，再生水灌溉面积达60万亩，发展潜力巨大，对保障农业生产、缓解用水矛盾、实现灌溉农业的可持续发展具有重要的意义。
与常规灌溉水源相比，再生水中含有较为丰富的营养物质可供作物吸收利用，同时也有一定量的有害物质可能影响灌溉系统的安全并带来农田生态环境的污染风险。尤其对于最适合再生水灌溉的滴灌技术而言，再生水中的藻类、微生物引起的生物堵塞和盐分离子引起的化学堵塞对再生水滴灌系统正常运行构成潜在威胁，造成灌溉系统性能的下降，并直接决定了灌溉工程的使用寿命和应用效益，制约了再生水滴灌技术的应用和推广。
加氯处理是防止和处理再生水滴灌系统化学及生物堵塞最为经济实用的方法。再生水滴灌系统防堵塞安全加氯技术利用氯的强氧化作用，定期对再生水进行加氯处理，起到抑制灌水器流道中细菌生长、减缓生物膜的形成或分解的作用，从而防止和减轻生物堵塞危害，有效提高再生水滴灌系统性能和运行管理水平。该技术通过有效解决再生水滴灌的系统安全问题，直接推动了再生水灌溉的大规模应用，对于提高再生水资源的利用率、减少污水直接排放、促进农田生态环境修复具有指导意义。
该技术针对以二级处理再生水为水源的滴灌系统提出了加氯原料与装置选用、加氯方法与优化运行参数确定等技术模式。加氯装置选用控制精度较高的施肥装置，加氯过程中通过余氯测试来判断和调整加氯浓度范围是否适当，可以达到经济安全、控制精确的目的。该技术可使再生水中99.9%以上的细菌被杀死，连续2500h的系统运行试验表明，加氯处理减轻灌水器堵塞8~35%，灌水器堵塞状况明显改善，系统性能得到显著提升，且对作物生长和产量未产生不利影响。
该技术适用于以二级处理再生水为水源的大田和设施农作物滴灌系统以及园林绿地滴灌系统。目前已在北京市大兴区国家节水灌溉北京工程技术研究中心大兴试验基地建成核心示范区60亩。在2008-2010年开展了3年的试验研究和示范，研制了再生水滴灌加氯技术试验平台，进行了三个阶段共2500余小时的加氯处理性能研究试验，随后在项目区内的设施番茄种植区对该技术进行了田间试验验证和示范。
我国的再生水灌溉发展迅速、潜力巨大。预计2015年，全国的再生水灌溉量将达到50亿m3，对保障农业生产、缓解用水矛盾、实现灌溉农业的可持续发展具有重要的意义。当前，在我国大力建设资源节约型、环境友好型现代农业的形势下，再生水灌溉的发展必须在节约淡水资源的同时，满足增产增效、生态环保等综合效益的要求。
该技术通过有效解决再生水滴灌的系统安全问题，为促进再生水灌溉的健康和可持续发展、减少污水直接排放、加快农田生态环境修复提供了有效工具，推广应用潜力巨大。
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