這三項科技成果目錄的技術主要來源于國家科技計劃支持的研發(fā)成果，也包括面向社會征集的技術成果，由科技部聯(lián)合環(huán)境保護部、住房城鄉(xiāng)建設部、水利部、國家能源局、國家海洋局、中國煤炭工業(yè)協(xié)會等部門共同編制，委托中國環(huán)境學會、中國礦業(yè)大學（徐州）、中國21世紀議程管理中心分別牽頭開展科學評估和咨詢工作，并面向領域專家、有關部門和地方征求了意見，形成三項科技成果目錄。

《節(jié)水治污水生態(tài)修復先進適用技術指導目錄》包括節(jié)水、治污、水生態(tài)修復先進適用技術152項，《海水淡化與綜合利用關鍵技術與裝備成果匯編》包括海水淡化關鍵技術和裝備成果33項，《煤炭綠色開采與安全環(huán)保技術成果目錄》包括煤炭領域相關技術、工藝和裝備成果97項，可在科技部等部門網(wǎng)站查詢。

“十二五”以來，科技部積極協(xié)同有關部門，加強科技統(tǒng)籌，組織實施“水體污染控制與治理”國家科技重大專項、“海水淡化科技工程”國家科技重點專項以及一批煤炭高效綠色開采重點項目，突破了一批關鍵技術。應急凈水技術為無錫太湖水污染等重大水源污染事故和汶川地震等特大自然災害期間提供了安全保障；海水淡化單機產(chǎn)能達到國際通用水平，設備國產(chǎn)化率達到85%左右；煤炭高效開采技術與裝備取得新突破，特厚煤層大采高綜放開采成套技術與裝備在同煤集團塔山礦試驗成功，等等。

科技部有關負責人表示，“十三五”期間，科技部將繼續(xù)加強技術成果目錄的推廣應用，培育一批創(chuàng)新型企業(yè)和產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新中心，促進科技與大眾創(chuàng)業(yè)萬眾創(chuàng)新深度融合。同時，結合“一帶一路”國家戰(zhàn)略，加強節(jié)水治污、水生態(tài)修復、海水淡化和煤炭綠色開發(fā)技術國際合作研究，鼓勵相關先進技術“走出去”和“引進來”，提升我國技術裝備國際市場競爭力。

銳科技將分3期介紹這三項科技成果的典型案例，現(xiàn)推出第一期典型技術案例介紹：

1. 膜生物反應器強化脫氮除磷技術

太湖是我國的第三大淡水湖泊，作為長江中下游的大型淺水湖泊，其流域人口和經(jīng)濟快速增長，導致污染負荷急劇增加，富營養(yǎng)化嚴重，成為城市水環(huán)境安全保障、社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的重大隱患與瓶頸。黨中央國務院高度重視太湖水污染防治與富營養(yǎng)化治理，自“九五”起，太湖就是國家重點治理的“三湖”之首，“環(huán)太湖河網(wǎng)地區(qū)城市水環(huán)境整治技術研究與綜合示范”是水專項的重要課題。蘇錫常地區(qū)城市污水碳源含量普遍不足、冬季水溫低，嚴重影響生物脫氮效果。新城區(qū)高速經(jīng)濟發(fā)展與快速城市化進程對污水資源化的需求增加，亟待開發(fā)高效穩(wěn)定的污水處理工藝。膜生物反應器（MBR）工藝是一種由膜分離單元和生物處理單元相結合的新型水處理技術，具有活性污泥濃度高、固液分離能力強、出水水質好、污泥產(chǎn)量少、占地面積小等優(yōu)點，可有效提高污水處理廠的脫氮除磷效果。

在國家水專項的資助下，通過校企聯(lián)合，針對蘇錫常地區(qū)污水處理的實際問題，開展了MBR城市污水脫氮除磷工藝及優(yōu)化運行技術研究，先后開發(fā)MBR強化脫氮除磷技術及MBR優(yōu)化運行控制技術。通過強化內(nèi)源反硝化的MBR脫氮除磷技術，解決了太湖地區(qū)低碳/氮比污水出水氮磷濃度難以同時達標的難點，突破了低碳源污水生物脫氮效果的限制，提升了污水處理廠的出水水質，具有抗沖擊負荷能力強、出水水質穩(wěn)定等特點，獲得了滿足景觀回用標準的出水，實現(xiàn)了污水處理與資源化的有機融合。通過MBR優(yōu)化運行控制技術，解決了無錫地區(qū)在新的發(fā)展階段存在的污水處理能耗物耗偏高、出水達標不穩(wěn)定等問題，在實現(xiàn)MBR穩(wěn)定運行的基礎上實現(xiàn)了節(jié)能降耗，為無錫市創(chuàng)建“城市水環(huán)境改善和飲用水安全保障”示范城市提供技術支撐。

MBR強化脫氮除磷技術已于2011年在無錫碩放污水處理廠建成示范工程，規(guī)模為20000m3/d，示范工程穩(wěn)定運行5年，出水COD、總氮、氨氮和總磷濃度穩(wěn)定滿足國家一級A排放標準，達到預期目標。MBR優(yōu)化運行控制技術已于2015年在梅村污水處理廠III期MBR工程和城北污水處理廠IV期MBR工程建成示范工程2項，規(guī)模50000 m3/d，示范工程運行狀況良好，在實現(xiàn)污水穩(wěn)定達標排放的同時，達到節(jié)能降耗的目標。

目前我國城市污水處理廠不同程度上存在碳氮比低、運行能耗較高的問題。本研究成果如能加以推廣用用，對控制水污染、加強水環(huán)境保護、提高水資源利用效率和促進水處理行業(yè)可持續(xù)發(fā)展有重要意義，可望產(chǎn)生良好的節(jié)能效果和經(jīng)濟效益。

2. 生化尾水磁性微球樹脂吸附深度處理技術

城市和工業(yè)廢水經(jīng)傳統(tǒng)的生化處理后，在排水中仍含有相當含量的難降解污染物，不僅給達標排放帶來困難，而且?guī)砹溯^高的飲用水安全和生態(tài)健康風險。但是，常規(guī)混凝法難以有效處理尾水中的難降解污染物，而氧化、納濾、反滲透等方法成本高，無法大規(guī)模推廣。因此，目前城市和工業(yè)生化尾水即使達到現(xiàn)行國家規(guī)定排放標準，依然難以再生利用。與此同時，隨著更加嚴格的地方流域排放標準不斷頒布，城市污水處理廠提標改造、水質穩(wěn)定達標與尾水再生利用壓力日益加大。對于北方水資源短缺地區(qū)尤其如此。生化尾水磁性微球樹脂吸附深度處理技術能夠有效去除生化尾水中的色度、COD、總氮、總磷，從而使排放的廢水穩(wěn)定達標，極大地提升尾水資源再生利用率。

城市和工業(yè)生化尾水的深度去除是行業(yè)關鍵技術瓶頸難題之一?，F(xiàn)行主流技術大多只針對單一污染物進行去除，該技術可有效對色度、COD、總氮、總磷等多個重要指標進行同步去除。對城市污水生化尾水深度處理后，主要指標可達到《城市污水再生利用景觀環(huán)境用水水質》（GB/T18921-2002）要求。同時，該技術投資和處理成本較低，僅為普通臭氧氧化的1/3左右，在技術和經(jīng)濟上都具有明顯的優(yōu)勢，已經(jīng)獲得20余項中國和美國授權發(fā)明專利，其主要性能指標領先于國內(nèi)同類技術水平。

經(jīng)過“十一五”、“十二五”淮河流域相關水專項課題研究示范以及市場化推廣應用之后，結果表明：該技術對城市生活污水，紡織印染、制藥、化工等行業(yè)廢水的深度處理均具有較好的處理效果。同時，該技術還對飲用水源水色度、有機物也具有較好的去除作用，能夠削減飲用水60%以上消毒副產(chǎn)物。另外，該技術相應的設備占地面積較小、處理水量大，適用于各類新建工程和改造工程。

我國水資源缺乏、污水排放量大、環(huán)境質量標準不斷提高，該技術處理效果好、投資和運行成本低，對于實現(xiàn)城市污水處理、工業(yè)園區(qū)污水處理，紡織印染、制藥、化工等重污染行業(yè)廢水深度處理和穩(wěn)定達標，提高尾水資源化再生利用率具有重要的技術支撐作用和廣闊的市場化推廣應用前景。目前，該技術已在河南、江蘇、內(nèi)蒙古等多省市得到工程示范和推廣應用。在河南、江蘇已建成城市污水、工業(yè)廢水深度處理工程7項，處理水量達3萬噸/天；在江蘇大豐已建立1萬噸/天飲用水源水處理工程1項。近期，在河南項城擬建3萬噸/天污水處理尾水提標改造工程，在江蘇射陽和大豐已分別開展 6000噸/天印染廢水、10萬噸/天飲用水源水處理工程的設計。

3. 化纖（腈綸）含氮，氮-二甲基乙酰胺廢水有毒有機物減排技術

該技術主要解決化纖含DMAC（氮，氮-二甲基乙酰胺）廢水中難降解及有毒有機物的去除難題。難降解及有毒有機物去除是目前廢水處理中的難點，也是保證出水達標排放的關鍵。未能有效去除的難降解及有毒有機物進入河流，可隨河水進行長距離遷移，進而對下游水生生態(tài)系統(tǒng)及飲用水源地安全產(chǎn)生直接威脅。隨著近年來廢水排放標準的提高，對難降解及有毒有機物的去除提出了更高要求。因此，2008年國家水體污染控制與治理科技重大專項將廢水難降解及有毒有機物去除技術作為專項研究的重要目標。

DMAC是松花江流域特征有毒有機物之一，主要來源于流域內(nèi)化纖行業(yè)的腈綸生產(chǎn)。我國是腈綸生產(chǎn)大國，其中DMAC二步濕法是目前腈綸生產(chǎn)的主流工藝之一，該工藝產(chǎn)生的化纖含DMAC廢水是典型的高濃度難降解有毒有機廢水，組成復雜，含有DMAC、丙烯腈等有毒有機物，同時含有腈綸聚合物顆粒及腈綸低聚物等難降解有機物，水質水量波動較大，長期以來是我國工業(yè)廢水治理領域的老大難問題。傳統(tǒng)處理工藝存在難降解及有毒有機物去除效果差、耐沖擊能力弱等問題。國家水專項針對化纖含DMAC廢水水質特點，經(jīng)過4年多的科技攻關，研究開發(fā)了化纖含DMAC廢水新型處理技術。該技術用于化纖含DMAC廢水處理，可有效去除廢水中的難降解及有毒有機物，保障出水穩(wěn)定達標排放。

該技術已在《松花江流域水污染防治“十一五“規(guī)劃》重點監(jiān)控企業(yè)吉林奇峰化纖股份有限公司廢水處理工程中進行應用，在建設投資和運行成本低于類似工程的情況下，實現(xiàn)了廢水的穩(wěn)定達標排放，基本解決松花江特征污染物DMAC污染問題，支撐并促進了規(guī)劃目標的實現(xiàn)。

全國現(xiàn)有腈綸纖維生產(chǎn)能力90余萬噸/年，分布在五大流域和沿海地區(qū)，均面臨有毒有機物穿透和污染物超標排放問題，該技術可為行業(yè)有毒有機物減排提供技術支撐。課題研發(fā)的部分單元技術在其他含難降解及有毒有機物廢水的處理中也具有廣闊的應用前景。

4. 再生水滴灌系統(tǒng)防堵塞安全加氯技術

將污水處理回用，作為替代性水源，可以有效緩解農(nóng)業(yè)用水緊缺的矛盾。我國的再生水水源穩(wěn)定、供給可靠，截至2013年，全國年污水處理總量254.1億m3，占農(nóng)業(yè)用水總量的6.5%。如何有效利用再生水資源已成為當前面臨的重要課題。再生水灌溉作為再生水利用的主要途徑，已經(jīng)在世界許多國家得到廣泛應用，我國的再生水灌溉也在近幾年取得了較快的發(fā)展。以北京市為例，2014年全市再生水利用量達到8.6億m3，再生水灌溉面積達60萬畝，發(fā)展?jié)摿薮?，對保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、緩解用水矛盾、實現(xiàn)灌溉農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。

與常規(guī)灌溉水源相比，再生水中含有較為豐富的營養(yǎng)物質可供作物吸收利用，同時也有一定量的有害物質可能影響灌溉系統(tǒng)的安全并帶來農(nóng)田生態(tài)環(huán)境的污染風險。尤其對于最適合再生水灌溉的滴灌技術而言，再生水中的藻類、微生物引起的生物堵塞和鹽分離子引起的化學堵塞對再生水滴灌系統(tǒng)正常運行構成潛在威脅，造成灌溉系統(tǒng)性能的下降，并直接決定了灌溉工程的使用壽命和應用效益，制約了再生水滴灌技術的應用和推廣。

加氯處理是防止和處理再生水滴灌系統(tǒng)化學及生物堵塞最為經(jīng)濟實用的方法。再生水滴灌系統(tǒng)防堵塞安全加氯技術利用氯的強氧化作用，定期對再生水進行加氯處理，起到抑制灌水器流道中細菌生長、減緩生物膜的形成或分解的作用，從而防止和減輕生物堵塞危害，有效提高再生水滴灌系統(tǒng)性能和運行管理水平。該技術通過有效解決再生水滴灌的系統(tǒng)安全問題，直接推動了再生水灌溉的大規(guī)模應用，對于提高再生水資源的利用率、減少污水直接排放、促進農(nóng)田生態(tài)環(huán)境修復具有指導意義。

該技術針對以二級處理再生水為水源的滴灌系統(tǒng)提出了加氯原料與裝置選用、加氯方法與優(yōu)化運行參數(shù)確定等技術模式。加氯裝置選用控制精度較高的施肥裝置，加氯過程中通過余氯測試來判斷和調(diào)整加氯濃度范圍是否適當，可以達到經(jīng)濟安全、控制精確的目的。該技術可使再生水中99.9%以上的細菌被殺死，連續(xù)2500h的系統(tǒng)運行試驗表明，加氯處理減輕灌水器堵塞8~35%，灌水器堵塞狀況明顯改善，系統(tǒng)性能得到顯著提升，且對作物生長和產(chǎn)量未產(chǎn)生不利影響。

該技術適用于以二級處理再生水為水源的大田和設施農(nóng)作物滴灌系統(tǒng)以及園林綠地滴灌系統(tǒng)。目前已在北京市大興區(qū)國家節(jié)水灌溉北京工程技術研究中心大興試驗基地建成核心示范區(qū)60畝。在2008-2010年開展了3年的試驗研究和示范，研制了再生水滴灌加氯技術試驗平臺，進行了三個階段共2500余小時的加氯處理性能研究試驗，隨后在項目區(qū)內(nèi)的設施番茄種植區(qū)對該技術進行了田間試驗驗證和示范。

我國的再生水灌溉發(fā)展迅速、潛力巨大。預計2015年，全國的再生水灌溉量將達到50億m3，對保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、緩解用水矛盾、實現(xiàn)灌溉農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。當前，在我國大力建設資源節(jié)約型、環(huán)境友好型現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的形勢下，再生水灌溉的發(fā)展必須在節(jié)約淡水資源的同時，滿足增產(chǎn)增效、生態(tài)環(huán)保等綜合效益的要求。

該技術通過有效解決再生水滴灌的系統(tǒng)安全問題，為促進再生水灌溉的健康和可持續(xù)發(fā)展、減少污水直接排放、加快農(nóng)田生態(tài)環(huán)境修復提供了有效工具，推廣應用潛力巨大。

 

文章摘自科技部辦公廳公眾微信《銳科技》