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[成果] 1800300194 北京
TU991.2 应用技术 自来水的生产和供应 公布年份:2018
成果简介:所属类别:饮用水安全保障技术适用范围:南水北调受水区城市供水系统。 基本原理: 针对南水北调工程通水后受水区城市供水系统面临的水源多样化、复杂化和不确定性等问题,研究取得了针对无脊椎动物、嗅味、有机物并易与现行工艺结合的多项处理技术。该技术提出在水源水质满足集中式生活饮用水要求的条件下,常规处理工艺出水水质指标可以满足《国家生活饮用水卫生标准》;考虑到最不利水源条件及工艺适应性,需要增加预氧化和粉末活性炭吸附的预处理措施,或增加臭氧-活性炭深度处理工艺。 关键技术: 1)针对无脊椎动物入侵的防治与控制措施:针对南方水厂处理系统中常见的无脊椎动物沼蛤可以采用在水厂投加二氧化氯0.4-0.6mg/L(连续投加6天以上),同时在反应池设置格栅完全去除;针对南水北调水源中的剑水蚤在维持水中余氯0.8mg/L(接触3h)或臭氧浓度0.4mg/L(接触8min)可以完全灭活。 2)针对丹江口水库水源水质的饮用水净水技术:丹江口水源水质条件下,常规处理工艺出水水质指标满足《国家生活饮用水卫生标准》。对于多水源水厂设计,应充分考虑最不利水源条件及工艺适应性,增加预氧化和粉末活性炭吸附的预处理措施,或增加臭氧-活性炭深度处理工艺;对于可能存在的沿途污染和生物迁移等问题,可预留适当的强化应对措施; 3)基于河北应急水源水质的饮用水净水技术:针对南水北调河北应急水源中的剑水蚤、嗅味等问题,研究了集强化常规工艺、药剂氧化(预氯化、臭氧氧化)、粉末炭吸附于一体的杀蚤除嗅综合控制技术。 技术工艺: 工艺流程为“原水-预处理-混合-絮凝-沉淀-一级储水箱-砂滤-主臭氧-活性炭-二级储水箱-超滤-紫外消毒-清水池”。该技术工艺着重对水源水的预处理技术、滤池反冲洗方式以及臭氧/活性炭联用工艺等方面进行研究。通过对不同工艺之间的组合,可以实现多种工艺流程的中试试验。 针对南水北调应急水源中的剑水蚤、嗅味等问题,研究了集强化常规工艺、药剂氧化(预氯化、臭氧氧化)、粉末炭吸附于一体的杀蚤除嗅综合控制技术。
[成果] 1800220284 安徽
TU991.41 应用技术 自来水的生产和供应 公布年份:2018
成果简介:水是人类生命之源。随着中国城市化进程的加速,城市规模的膨胀,居民小区不断增加,高楼大厦鳞次栉比,致使本来不堪重负的自来水管网更显不足;很多城市在用水的高峰期楼房高层屡屡出现缺水的现象。为解决上述矛盾,一些地方采取建水池或设水箱,通过水泵二次加压保证供水。但是这种方法有以下缺点:一是工程投资大。二是存在二次污染。三是浪费能源。四是不便于后期维护和管理。项目产品的优点该公司研制开发了“全自动(无负压)管网叠压远程监控智能二次供水设备”克服了诸多缺点,有效地解决了高层居民用水难的问题。而且节能效果明显,可达50%以上,节省投资60%以上。 项目主要技术内容:项目产品是一种新型的现代供水设备,该设备由机械部分、电控部分、人机交互界面、核心控制软件等部分组成。该控制柜的核心控制算法即双核(PID+模糊)控制算法能够在最大程度上满足用户的供水需求,控制精度低于0.01Mpa。先进的节能控制算法,引入多频段节能控制思想,依据控制器存储单元的大数据存储,模拟出市级水力模型,根据水利参数调整现场设备的运行控制参数,使现场的传动设备工作在最佳运行工况下,最大程度上达到节能降耗的标准。整个水泵机组的选型、水力部件的选取及布局完全符合最优节能水利模型,过流部件采用阻尼高效率部件、在核心节能控制软件和科学的外部机械选型的配合下真正达到最优化控制。显示系统采用HMI人机界面,所有控制参数通过Modbus-Rtu协议集成到监控软件中,实现集中控制。将现场控制参数通过PPI协议全部集成到HMI系统中,能够直观的观察到现场设备的各种参数,诸如各类报警信息、运行状态、故障信息、操作权限等。 产品应用范围:项目产品适用于任何自来水压力不足地区的加压供水包括:1、工矿企业的生产、生活用水及各种补水系统;2、新建住宅小区或写字楼生活用水;3、已建好的水池,可以采用无负压供水设备与水池共用的供水方式,进一步节能;4、对原有气压供水设备进行改造,可以充分利用原有的气压罐;5、各种循环系统,自来水厂的中间加压泵站。 该项目获得知识产权14项,其中授权发明专利3项,其他知识产权11项,获得安徽省新产品认定3项。该项目参与了“安徽省合芜蚌自主创新综合试验区和技术创新工程试点省项目”中“新型节能叠压供水智能设备关键技术研发及产业化”于2015年11月29日通过验收合格。该项目各项技术经济指标符合相关要求。项目产品投放市场后,充分显示了广阔的市场前景和明显的市场竞争力,有着良好的经济和社会效益。该项目产品2016年进行了规模生产,当年销售收入6179万元,利润总额达到459万元,2017年度7106.13万元,利润总额514.64万元。而且在投资、环保、节能、管理等方面优点明显。
[成果] 1800250280 山东
TU991.22 应用技术 自来水的生产和供应 公布年份:2018
成果简介:项目属环境科学技术领域。 由于缺水和大型区域调水工程的实施,湖库型水源数量逐年增多,富营养化已成为湖库型水源最显著的污染特征之一,据推算中国每年水污染造成的健康经济损失190亿元以上。藻类繁殖释放大量胞内有机物,分泌的藻毒素危害性大,藻类控制及藻毒素去除已是饮水安全面临的巨大难题。项目在国家自然科学基金、省部科技计划等资助下,历经十余年攻关,研发新材料、新技术和新工艺,创建从汇水到蓄水再到净水全系统耦合协同饮水安全保障技术体系。 1.攻克藻毒素安全去除难题,建立基于高效去除藻毒素的深度处理技术。 (1)发明梯级氧化技术。一级臭氧等氧化剂对水中NOM进行氧化,降低NOM对后续深度氧化藻毒素的影响,同时对藻毒素进行初步氧化;二级催化剩余氧化剂产生高活性自由基,增加自由基稳态浓度,最大程度地利用其强氧化能力,更为精准有效地攻击毒性官能团,降低藻毒素毒性。 (2)构建梯级氧化-生物吸附耦合协同工艺。将梯级氧化与生物吸附组合,针对部分没有在氧化阶段完全矿化分解的有机中间产物,利用活性炭等多孔材料作为载体,借助材料表面丰富的含氧官能团以及生物代谢作用,有效去除藻毒素氧化反应产生的中间产物,切实保障水质安全。 2.破解水体富营养化引起藻类繁殖问题,建立基于抑制藻类生长的源污染削减技术。 (1)发明湖库水体藻类无害化去除技术。针对湖库水体水域广阔特点,构建移动式气浮平台,实现水藻原位分离;结合湖库出口地质条件,构建生态慢滤取水系统,利用植物、基质填料和微生物等共同作用去除藻类等污染物,降低后续净化工艺污染负荷。 (2)发明湖库输入性污染物生态削减技术。利用河床或岸边地形地势条件,构建表流生态净化系统,筛选土著优势植物,优化布水形式,提高水流分布的均匀性,延长水体与植物接触时间,强化植物吸收和生物吸附降解等共同作用,提高水体自净能力,降低水体中的氮、磷等富营养污染物。 3.突破藻细胞易破碎、难沉降瓶颈,建立基于防止藻细胞破损的绿色处理技术。 (1)发明晶核-藻细胞结团絮凝技术。投加微砂和金属盐混凝剂,如:Fe3+水解形成高价位的多核羟基配合物Fem(OH)n(3m-n)+,通过吸附电性中和作用降低藻细胞和微砂表面ζ电位,使其脱稳;再投加高分子助凝剂吸附架桥,形成微砂为晶核的藻细胞结团絮体,尺度大、密度高、沉速快,易于沉淀去除。 (2)建立最佳混凝工艺设计方法。揭示湍流条件下絮体生长的动力学机制,由水体运动的主流区大尺度涡流主导絮体的成长速率,过渡区Kolmogoroff微尺度涡流主导絮体的尺度和密度,优化混凝工艺设计控制指标;主持编制《混凝沉淀烧杯试验方法》CECS130标准,指导混凝工艺的设计和运行。 项目授权专利27项,发明12项;论文72篇,SCI/EI37篇;标准1部;成果已应用于70余项工程,改善了水源生态环境,保障了饮水安全,提高了人们健康水平,惠及人口4000多万,直接经济效益4.15亿元;培养博士(后)、硕士58名;社会、环境和经济效益显著。
[成果] 1800230019 黑龙江
TU991.24 应用技术 自来水的生产和供应 公布年份:2018
成果简介:1.所属科学技术领域与研究背景: 该项目属环境科学技术领域。安全、优质的饮用水是提高居民生活质量、促进经济社会可持续发展的重要基础。超滤膜凭借其纳米级孔径的筛滤截留作用,实现了饮用水生物致病风险控制的突破。但超滤技术在实际工程中的推广应用受到膜污染的制约,对膜污染的认识与控制仍面临三个关键问题:第一,典型水源中造成超滤膜污染的关键物种;第二,膜污染形成的微界面过程与机制;第三,膜污染的控制技术与原理。该项目旨在识别超滤净水过程中关键膜污染物和解析膜污染形成机理的基础上,实现对超滤膜污染的有效控制,推动超滤膜法饮用水处理技术的发展。该项目已经获得2项国家自然科学基金项目资助。 2.主要研究内容与发现点: (1)率先建立了基于分子排阻色谱-在线有机碳联机检测和三维荧光光谱-平行因子分析的关键膜污染物精细识别技术,实现了复杂水源水质条件下对造成超滤膜可逆和不可逆污染关键物种的识别与膜污染趋势的预测; (2)率先建立了界面作用机制解析与过滤机理模型模拟耦合的膜污染形成机理研究方法,阐明了典型污染物在超滤过程中的膜污染特性及作用机制,揭示了饮用水超滤过程中多机制共同作用以及膜孔堵塞与滤饼层堵塞相继主导的膜污染形成机理; (3)率先提出了以混凝为核心的多效强化膜前预处理关键技术,开发了受污染膜的绿色高效清洗技术,形成了基于工艺模式和工艺过程优化的超滤膜污染控制技术体系及原理。 3.科学价值: 超滤膜污染会增加运行能耗和清洗频率,导致膜使用寿命缩短,限制了超滤膜法饮用水处理技术的规模化工程应用。该项目立足于基础研究方法创新,从关键膜污染物识别、膜污染机理解析和膜污染控制技术等三个方面开展了超滤膜污染机制与控制的基础理论研究,建立了关键膜污染物的精确识别方法,阐明了水中典型污染物的膜污染特性及其形成机理,并利用超滤工艺模式优化和过程优化相结合实现了膜污染的有效控制。因此,该项目丰富和完善了超滤膜污染形成与控制技术体系的理论知识,克服了水源水质特征的差异以及膜污染过程复杂性带来的影响,可支撑超滤膜法饮用水处理技术的跨越式发展。 4.研究成果产出及其影响力: 该项目发表SCI收录论文60余篇,8篇代表性论文分别发表于水处理与膜技术领域国际顶级期刊Water Research (5篇)、Journal of Membrane Science (1篇)、Journal of Hazardous Materials (1篇)、Desalination (1篇),累积影响因子52.337,单篇最高影响因子6.942;共计被SCI期刊正面引用520次,单篇最高他引90次;2篇代表作被Thomson Reuters列为ESI前1%高被引论文;1篇代表作入选了2014年度中国百篇最具影响力国际学术论文。
[成果] 1800160195 湖北
TU991.2 应用技术 自来水的生产和供应 公布年份:2018
成果简介:该项目属于环境领域水污染治理与生态保护学科。 该省水环境问题依然严峻,传统生物处理工艺无法满足日益严格的水质提标要求,与生态文明建设和绿色发展需求差距较大,低C/N比污水的深度处理和重度富营养化水体的生态恢复成为关键技术瓶颈。项目以水质深度净化和健康生态系统重建为目标,研发了低碳氮比污水与受污染地表水生物-生态协同高效脱氮处理关键技术。主要发明点如下: (1)研制了以生物基与非金属矿物基为载体的脱氮生物功能材料。针对人工纤维脱氮生物载体活性低、成本高,缓流黑臭河道治理难度大等难题,研制了天然植物活性碳纤维载体的高效好氧反硝化菌包埋体功能材料和黑臭底泥覆盖材料等。所制备的包埋体对硝态氮的去除率高达97.2%,黑臭缓流河道底泥中总氮去除率达50%以上。 (2)发明了物化-生物-生态协同的高效反硝化脱氮技术。针对传统厌氧反硝化过程不易控制,采用固定化好氧反硝化菌包埋体,提高人工湿地脱氮率50%以上。针对厌氧反硝化电子供体不足,利用电化学产氢还原硝态氮,实现0≤C/N≤5下的自养反硝化,硝酸盐去除率≥80%。同时研发人工湿地脱氮基质提高脱氮功能菌群丰度1.2倍,提高脱氮率26.7%。 (3)发明了脱氮功能材料与沉水植物协同的富营养化水体生境改善技术。针对营养盐高,底质硬、水华藻类竞争等胁迫生境造成的沉水植物成活率低,发明了特殊底质生态基底改良技术、环境友好型丝状绿藻、水华蓝藻控制技术等,创造了沉水植物恢复生境条件;发明了巢式固定好氧反硝化菌耦合沉水植物修复技术,通过根系泌氧显著降低水体中亚硝态氮,促进植株的生长和扩繁,使沉水植物的盖度在4个月内增加3.5倍。 项目共获授权专利35项,其中发明专利18项。在Water Research、Environmental Pollution、Bioresource Technology等环境科学领域国际顶级刊物发表SCI收录论文96篇,出版专著2部。获第十八届(2016)中国专利优秀奖、第十届(2018)湖北省专利金奖。发起并成功举办了八届海峡两岸人工湿地研讨会等,累计参会三千余人。项目立足湖北成果辐射22个省市自治区并规模化应用,仅项目组就规划、设计、建设工程100余项,保障了区域用水安全,提升了水生态环境质量。
[成果] 1800130227 北京
TU991.2 应用技术 自来水的生产和供应 公布年份:2018
成果简介:饮用水源安全对人的生命和健康至关重要,是人民群众最关心的水问题。中国饮用水源的共同特点是受水源地村镇分散点源和水陆交错带面源污染机会多,总氮含量高。然而,受传统生物脱氮机制制约,现有水源污染防控技术难以实现深度脱总氮。为破解制约饮用水源总氮污染防控与修复关键技术难题,在国家科技支撑课题、国家863计划课题和北京科技新星项目等支持下,项目组历经12年循序渐进、持之以恒的研究,在水源地村镇分散点源、水陆交错带面源和水源水体深度脱氮耦合机制创立、关键技术创新,技术装备创制和技术工艺整装方面取得了系列原创成果,推动了前沿共性技术革新,为国家南水北调和村镇饮用水源水质保障工程提供了关键技术支撑。主要技术创新包括: (1)水源地村镇分散污水SAOD脱氮及功能微生物群组调控技术。创新提出了功能微生物群组耦合脱氮机制,突破了传统生物脱氮机制制约;发明了多介质潮汐流人工湿地SAOD同步脱氮技术,革新了低成本生物生态耦合脱氮工艺,开发了远程无线运维调控技术装备,使水源地村镇分散污水脱总氮效率提升至88%,解决了水源地村镇分散污水深度脱总氮共性技术难题。 (2)水陆交错带完整生态链控氮及含氮有机物生物激活治理技术。创新提出了氯氰菊酯手性农药选择性降解调控机制,创立了北京水源地手性农药降解通径模型;创建了完整生态链控氮技术模式,使水陆交错带总氮消减率达到73%;开发了氮杂环石油标志物淋溶洗脱技术装备,使石油标志物降解率比自然降解提高62%,为水陆交错带总氮污染防控提供了关键技术。 (3)水源水体土著脱氮菌群富集培殖及固定生物床脱氮修复技术。筛选培殖了土著高效脱氮菌,研制了土著脱氮菌剂制备系统;发明了多介质固定生物床,显著改善了土著脱氮菌富集培殖条件,大幅提高了土著脱氮菌的丰度和多样性;开发了土著脱氮菌剂调控多介质固定生物床深度脱氮整装工艺,使水源水体脱总氮效率达到72%,解决了水源水体安全长效脱氮修复技术难题。 该成果在国家南水北调工程、北京和江浙沪等10多个省市2175座水源水质保障工程中应用,近3年直接经济效益8.14亿元,北京直接受益人口超过1100万人,取得了重大社会、经济和环境效益。获授权发明专利22项,实用新型专利26项,软件著作权12项,发表论文103篇,他引2285次,其中EST、WR等该领域顶级SCI期刊论文52篇,ESI高引论文2篇,SCI总他引748次,受到国际同行高度评价,出版著作2部,起草国家标准2部,获第18届中国科协求是杰出青年成果转化奖。
[成果] 1800300190 北京
TU991.25 应用技术 自来水的生产和供应 公布年份:2018
成果简介:所属类别:饮用水安全保障技术技术来源:自主创新。 适用范围:饮用水健康风险评价及水质标准制定。 基本原理: 在全面调查我国重点城市的水源和出厂水的水质基础上,结合现有毒理学数据和我国饮用水特殊消费习惯,初步构建了基于我国饮用水消费习惯、人群年龄分布及免疫状况的病原微生物、致癌污染物以及非致癌污染物三类污染物的饮用水健康风险评价方法体系,完成了对隐孢子虫、氯乙酸、全氟化合物、多环芳烃和镍等五类污染物的详细风险评价。对于病原微生物主要采用疾病负担的评价终点,并考虑水的摄入是否沸腾等加热消毒方式进行暴露定理。对于致癌性污染物风险评价主要采用致癌发生率作为终点进行评价。对于非致癌污染物,则采用商值法和污染物的暴露概率超过安全阈值的累计概率进行风险定量。 关键技术: 基于人群免疫状态的风险评价技术:采用疾病负担作为评价终点,针对我国饮用水特殊消费习惯、采用统合分析方法对不同来源毒性数据进行解析,考虑人群年龄分布及免疫状况的健康风险评价方法,能够实现不同类型污染之间进行横向比对,为风险削减成本-效益分析提供技术基础。 技术工艺: 采用疾病负担定量风险评价法可以对隐孢子虫等多种污染物经饮用水途径的健康风险进行了评价和分析,评价结果以发病率和表示疾病负担的伤残调整寿命年(disability adjusted life year, DALY)作为风险表征。
[成果] 1800300211 北京
TU991.2 应用技术 自来水的生产和供应 公布年份:2018
成果简介:所属类别:饮用水安全保障技术技术来源:优化集成适用范围:黄河下游地区引黄水源系统。 基本原理: 针对引黄水库普遍面临的高藻、高嗅味和消毒副产物前驱物浓度高等问题,将生态湿地和水库原位净化技术引入引黄水源系统,构建了“沉沙条渠—水库—原水管网”多级水质净化技术,以达到保障后续工艺的处理效果、降低制水成本以及减少消毒副产物的目的。 沉沙条渠部分采用了组合湿地水源水质净化技术。该技术根据渠内的水质分区,在高浊区和低浊区分别构建了自然强化湿地和人工湿地。自然强化湿地单元依据沉沙条渠内的水质分区和地势条件对沉水、挺水、浮水等水生植物进行了优化配置,该单元主要承担总磷的去除功能。人工湿地单元优选出了双级“表流+潜流”湿地形式,并植入了自主研发的免施工除磷柱。该单元通过湿地填料、植物及水位的优化,强化了总氮、总磷与消毒副产物前驱物的去除效果。上述组合湿地技术具有集沉沙与水质净化功能为一体的功能。 在水库中构建了遮光抑藻和曝气-水下人工礁水库水质原位净化技术。利用颤藻垫层的增殖与脱落与嗅味值之间良好的相关性来确定颤藻的特定生长区域,在水库入口设置遮光抑藻单元,并采用降低水下光照度来抑制藻类的生长,进而达到控制嗅味发生的目的;采用风能、太阳能驱动循环及曝气复氧装置与人工水草、生物悬浮球等设备材料,将水体混合和复氧技术与微生态强化技术相结合,形成了基于水体富氧的微生态强化水质原位净化系统,达到“互相增效”的水质改善效果。 在原水管网系统构建了输水水质改善技术,以应对藻类、石油等水源突发污染问题。在水库输水管道设置药剂投加口,并建立了移动式应急处理系统,可实现次氯酸钠、高锰酸钾、二氧化氯、酸、碱、粉末活性炭等药剂的自动投加,形成了针对不同污染类型和水平的输水系统水质改善应对预案。 关键技术: ①引黄水库沉沙条渠梯级湿地净化技术。创新利用黄河泥沙为基质,在沉沙条渠内构建梯级湿地,使之具备集沉沙与水质净化功能为一体的功能,成为引黄水源第一道水质安全屏障,有效降低了进入引黄水库的营养盐含量。②库内控藻技术。针对引黄水库存在产嗅底栖藻的问题,引入移动式遮光装置抑制底栖藻生长,构造开放式水体原位净化系统,破坏浮游藻生长环境,降低藻类发生的风险及强度。③输水系统水质改善技术。利用输水管道作为药剂的反应场所,可应对各种突发性污染。 技术工艺: 引黄水库水源系统渠库多级水质净化技术工艺由强化除磷沉砂池、自然湿地、人工湿地、遮光控藻装置、原位净化装置和管道净化部分组成。①强化除磷沉砂池:强化泥沙沉降,减少对湿地植物的影响,同时利用泥沙吸附作用进行强化除磷。②自然湿地:在库前沉沙条渠内分区种植15种植物,营造多样生态系统。③人工湿地:构建13组复合湿地,有效消减氮磷和消毒副产物前驱物。④遮光控藻装置:针对水库入口石砌堤坝易引发底栖藻的问题,在石砌堤坝上方水面设置漂浮遮光装置,抑制藻类生长、降低嗅味水平。⑤原位净化装置:在水库出口建设原位净化装置,实现水体解层、藻类控制与生态修复。⑥管道净化:利用移动式药剂投加装置,以原水管道作为药剂反应场所,改善出水水质,作为最后一道屏障。
[成果] 1800180295 上海
TU991.25 应用技术 自来水的生产和供应 公布年份:2018
成果简介:消毒是自来水处理必不可少的工艺过程,在保障公众饮水安全方面起着重要的作用。然而实际工程中存在生物与化学风险识别技术水平有限、工艺运行效率不高、液氯使用不安全等突出问题,导致致病微生物与“三致”性消毒副产物(DBPs)超标,长期困扰着中国众多自来水厂的安全运行。在国家水专项、国家863计划等二十余项课题资助下,该项目围绕自来水厂安全高效运行与水质风险削减这个关键难题,经过十多年持续研发,取得以下创新性成果: 1)攻克了饮用水中多类型致病微生物与DBPs识别与检测关键技术,解决了城市自来水厂消毒工艺水质安全风险解析难题。构建了实时定量q-PCR分析检测技术体系,实现条件致病菌、水中常见耐药细菌及其抗性基因的高通量识别和定量;建立了饮用水中50种高致毒性DBPs的分析检测技术、前体物的定量和定性识别新方法,检测限可达到ng/L的水平,较传统方法精度提升15%~35%。该成果被国内外多个大学研究机构实验室参考使用,并广泛应用于上海供水调度监测中心等权威机构,有力支撑了上海市《生活饮用水水质标准》的制定。 2)研发了适用于城市自来水厂安全消毒的集成关键技术,为饮用水消毒工艺高效运行提供了综合技术解决方案。开发了大型城市自来水厂游离氯转一氯胺顺序组合式消毒关键技术,实现总余氯中一氯胺占比90%以上,水厂氯耗节支15%~20%;利用自来水厂清水池水力和消毒效能CFD模拟技术,优化了自来水厂现有消毒方式,可实现致病微生物与DBPs的协同控制。成果广泛应用于上海、浙江、河南、广东等地自来水处理工程,确保水质稳定达标,总处理规模达到745.8万吨/天,三年新增总产值22.5亿元、节约消毒剂5479.1吨。 3)发明了压力CO2消毒、新型固定式纳米抗菌材料、微纳米气泡氧化、纳米铁/零价铁还原等多种新型消毒方法与DBPs控制技术,为分散式终端控制致病微生物和DBPs提供了系列技术方案。 4)解决了电解食盐生成消毒剂次氯酸钠过程中产率低、产氢、电极污染等关键问题,研制了具有自主知识产权的电解制氯成套技术,开发出多型号次氯酸钠发生装置和辅助应用装备。单台次氯酸钠产量可达50 kg/h,直流电耗<4.2 kW/kg-Cl2。相关产品在浙江、上海、山西、广东、河北等9座自来水厂应用,同时也对外出口至俄罗斯、塔吉克斯坦等海外水厂,装备销售三年新增产值6808万元以上,创收外汇188万美元。 项目成果获发明专利19项,实用新型专利10项;发表学术论文106篇,其中SCI论文62篇(平均影响因子5.33),SCI源期刊引用次数1375次,ESI论文3篇。成果应用于中国27个工程(总处理规模880.8万吨/天),服务人口达到4500万人,三年实现新增产值23.1亿元。推动了中国自来水消毒工艺和DBPs控制技术的发展,有效保障了居民饮水健康,创造了显著的社会、经济和环境效益。
[成果] 1800130160 北京
TU991.33 应用技术 自来水的生产和供应 公布年份:2018
成果简介:1、研究目的: 2014年12月28日,南水北调水源正式进入北京。每日取用“南水”占北京城区日供水量七成以上,已成为北京市经济社会发展的生命线。但是中线工程通水以后,因超长距离明渠输送,藻类增殖等生态问题开始显现,进京后藻类浓度与北京本地水库密云水库相比,高出3-5倍。另外几十年来北京市水厂净水工艺流程完全依据本地水源的原水水质设计,同时基于节省土地方面的考虑,水厂构筑物结构设计以紧凑型考虑偏多,回转余地不足。由于多种因素叠加的作用,导致水厂工艺应对季节性高藻问题出现不适应性,对水厂稳定运行和水质保障产生严重影响,增大了首都安全供水的风险和控制难度。在以南水北调水源为主的供水新形势下,为保障首都供水安全,该项目结合水厂工艺特点和管网运行情况,基于南水北调北京受水区水厂水质大数据分析,开展适合北京水厂工艺和供水管网特点的水质控制技术研究,建立基于南水北调水源水质的饮用水安全保障全过程协同控制技术体系。 2、主要技术创新点: 1)基于南水北调水源水质的饮用水安全保障全过程协同控制集成技术提出基于优势藻种种类和目标有机物的适度预处理技术;开展南水北调水源天然有机物及氯氧化副产物卤代有机物在净水处理过程中演变规律的研究,提出预处理、强化常规工艺及深度处理协同控制集成技术体系,建立由“出厂水水质控制”转变为“净水工艺过程控制”,支撑北京市供水安全;基于大数据分析,阐明地下水和地表水混合供水可引起消毒副产物升高的原因;基于供水管网残留铝大数据分析,解析供水系统残余铝特征及风险,提出基于藻类及有机物去除的净水工艺协同控制集成技术。 2)基于流式细胞仪检测的高效安全消毒方式的综合评价研究紫外-氯联合消毒及常规氯消毒对微生物灭活效果及消毒副产物的风险,并全面评价水厂出厂水和供水管网的生物及化学安全性,提升饮用水水质安全。 3、成果产生的价值:依据南水水源供水特点的水质预处理、常规工艺强化与深度处理协同控制集成技术体系,编制了《应对高藻南水的水厂运行技术指南》,保障了南水北调高藻水源条件下净水工艺高效运行和供水水质的安全性。
[成果] 1800300196 山东
TU991.22 应用技术 自来水的生产和供应 公布年份:2018
成果简介:所属类别:饮用水安全保障技术适用范围:高有机物、高氨氮水源水处理。 基本原理: 通过生物填料的优选和反应器的结构优化,开发出曝气生物流化池生物预处理技术,结合混凝剂投加优化,构建出用于氨氮和有机物强化去除的曝气生物流化池预处理-强化混凝技术。 关键技术: 该技术采用计算流体力学方法优化了生物流化池体结构和曝气管布置方式间距及曝气参数,克服了现有生物流化池存在的悬浮填料积泥、填料在流化池后端累积等缺点;同时针对不同季节水库水质特点,提出夏季高藻期采用PFAC-PDMDAAC、冬季低温低浊期采用PASiC、春秋季采用PFAC的优化混凝策略。通过曝气生物流化池-混凝组合工艺的协同运行,有效减少了混凝剂用量,提高了氨氮及有机物的去除效果。 技术工艺: 该技术的工艺流程为原水-曝气生物流化池-混凝,主要用于水库水有机物和氨氮问题突出,混凝效果不佳的水厂。该工艺协同发挥了曝气生物流化池和混凝的作用。混凝过程针对不同的水质时期,采用不同的混凝技术,提高污染物的去除,改善混凝效果,保证后续工艺的高效运行。
[成果] 1800300179 山东
TU991.23 应用技术 自来水的生产和供应 公布年份:2018
成果简介:所属类别:饮用水安全保障技术适用范围:低温低浊及高藻水处理。 基本原理: 研发了基于混凝、溶气气浮和沉淀一体化设计的沉淀/气浮技术,通过气浮与沉淀的协同作用,实现了不同季节条件下藻及藻毒素、嗅味物质的高效去除。 关键技术: 该工艺充分发挥了浮沉技术的优势,解决了高藻水沉淀效果不稳定和后续滤池堵塞问题,实现了不破坏藻细胞的高效除藻,规避了胞内藻毒素及嗅味物质的释放风险。 技术工艺: 构建了适于常规工艺改造的机械混凝-折板反应-浮沉池-活性过滤-紫外/液氯消毒组合工艺,该组合工艺针对不同水质时期,灵活切换采用不同的运行方式,即低温低浊期和高藻期采用沉淀/气浮联合运行方式,其他水质期可单独运行沉淀工艺。结合活性滤池的生物降解功能,该工艺强化了浊度、有机物、藻和嗅味的去除能力,可有效保障出水水质稳定达标。
[成果] 1800300175 北京
TU991.29 应用技术 自来水的生产和供应 公布年份:2018
成果简介:所属类别:饮用水安全保障技术适用范围:大中规模城市除砷水厂建设;现有水厂的强化除砷工艺升级改造。 基本原理: 在含砷原水中引入原位反应生成的复合金属氧化物,通过复合金属氧化物的界面氧化作用将水中电中性的难以去除的As(III)转化为电负性的易于去除的As(V),并利用复合金属氧化物的吸附作用将水中As(V)吸附形成颗粒态砷;进一步地,颗粒态砷在后续的接触过滤单元中得以过滤去除。在长期运行过程中,滤料介质表面会逐渐形成复合氧化物滤膜,并在实际工程运行中,滤膜生成厚度会逐渐增加构成除砷的另一道屏障。 关键技术: 1、复合金属氧化物原位制备技术首先配制复合金属氧化物制备的前驱液,在除砷过程中,前驱液通过原位反应获得原位生成的复合金属氧化物。复合金属氧化物原位制备过程中,可根据待处理水中砷浓度、As(III)与As(V)形态比例以及共存离子等特征,优化前驱液不同组分复配与组成配比,从而获得最佳配比的复合金属氧化物实现As(III)与As(V)同时高效去除。 2、复合金属氧化物氧化-吸附除砷技术通过复合金属氧化物氧化、吸附等功能协同与耦合,大幅提高除砷性能。其中,界面氧化作用将非离子态As(III)氧化为电负性As(V),与此同时,复合金属氧化物的还原溶解作用促进了吸附剂表面特性的变化与表面活性吸附位的生成,从而有效提高砷去除效果。 3、吸附-接触过滤除砷技术在一个单元中完成As(III)界面氧化、吸附剂还原溶解与As(V)高效吸附等反应过程,从而实现溶解态砷向颗粒态砷的转化;进一步通过接触过滤单元实现颗粒态砷去除。在长期运行过程中,复合金属氧化物在滤料表面负载形成除砷的另一道屏障。 为持续步骤,可在一个单元中完成,从而形成一步法高效除砷技术。 技术工艺: 工艺流程为“含砷原水→复合金属氧化物氧化-吸附除砷→接触过滤→出水”。 具体如下: 1.增加复合金属氧化物原位制备与投加、控制系统; 2.将滤床上方30%的滤层(即滤膜厚度最大的部分)更换为新砂,新砂在水力分级作用下至滤床最下方; 3.将复合金属氧化物前驱液投加到含砷原水中进行充分反应,将As(III)氧化为As(V),并将溶解态砷转化为颗粒态砷; 4.颗粒态砷经接触过滤单元过滤,水中砷得以去除; 5.每隔一定时间(2年左右),将滤床上方30%的滤层(即滤膜厚度最大的部分)更换为新砂;在滤池反冲洗操作过程中,下层滤料在水力分级作用下至滤床上方,而新砂则移至滤床最下方。
[成果] 1800300200 北京
TU991.2 应用技术 自来水的生产和供应 公布年份:2018
成果简介:所属类别:饮用水安全保障技术适用范围:生活饮用水卫生标准、生活饮用水水源水质标准的(修)制订、标准实施及动态评估。 技术需求: 针对我国饮用水安全管理中存在的水质标准不协调的问题,系统开展水质标准制定及标准实施支撑技术研究,为建立切实有效的饮用水安全保障管理技术体系提供科学技术支撑。 关键技术: 基于污染物可处理性的饮用水源水质标准制定技术。 技术要点: 1、基于污染物可处理性分析的水源水质指标体系建立通过文献研究、实际水厂调查和污染物加标中试实验,对《生活饮用水卫生标准》中规定的各种污染物的可处理性进行分析,确定与简易处理、常规处理、深度处理等三种净水工艺类型相对应的三级水源水质指标的限值。 2、基于我国饮用水水源水质特点的水源水质检测及评价技术通过对近年来我国饮用水水源污染物的区域分布及季节变化特征的分析,结合出厂水水质实际检测情况,确定不同水源(地表水源和地下水源)相关污染物的检测频率,提出了适用于我国水源特点的以“级别评价”替代“达标评价”的水源评价方法。
[成果] 1800300166 北京
TU991.11 应用技术 自来水的生产和供应 公布年份:2018
成果简介:所属类别:饮用水安全保障技术技术来源:自主研发适用范围:形成的《城市供水备用水源工程规划设计导则》,可为国内同类设施的建设提供指导。 基本原理: 通过备用水源建设规模适用性研究,从规划建设层面,提出了备用水源工程建设的关键技术指标,确定了备用水源规划设计的主要指标体系,包括:调蓄设施的建设规模、工程等级、供水风险、构建类型、系统构成、设计标准、水质维护措施等,并制订了相关的工程设计技术导则。 关键技术: 1.备用水源定位以解决突发性水源污染、季节性排污影响,或现有主要水源相对单一且受到周期性咸潮或断流影响等水源安全问题而建设,以解决城市水资源相对短缺、提高城市供水保证率为目标,并具备与现有水源切换运行条件的水源。 2.备用水源工程规划设计的主要任务和规划内容城市供水应急备用水源工程规划设计的主要内容应包括预测城市备用水量,并进行水资源与应急备用水源取水水量之间的供需平衡分析、选择城市应急备用水源并提出相应的备用给水系统布局框架;确定应急备用水源配套设施的位置和用地;提出应急备用水源调度措施以及应急备用水源水质维护、水源地保护的要求和措施。 3.备用水源的构建类型①地下水与地表水联合调度。同时具有地下水和地表水水源的城市,可根据地下水开采和涵养的要求、降水和干旱的自然条件以及用水需求的变化,通过联合调度,合理配置资源量。 ②江心或岸边蓄淡备用水库。以江河作为主要水源并受咸潮上溯影响的城市,在江(河)面较宽且不影响正常通航和行洪的情况下,可利用江心岛构建蓄淡备用水库,或在岸边就近设置蓄淡避咸水库,用于解决咸潮上溯或江(河)断流对供水的影响。 ③江库联网。以江河作为主要水源并受咸潮上溯影响的城市,在境内有可利用水库的情况下,可构建江库联网的应急备用水源。在咸潮期或排涝期到来之前,将江河的淡水引入联网水库,以避咸避污蓄淡,保证城市水厂的取水水质。 ④多水库联调。有多座水库的城市可构建多水库联调的应急备用水源,通过联合调度和切换运行,充分利用总的调蓄容量控制水体的污染负荷。 ⑤其他应急备用水源。沿海或缺水的城市,也可结合海水以及城市污水和雨水的再生利用,作为水质要求低的行业的应急备用水源,减少高品质水的总量需求。 4.备用水源规模的指标与计算给出了应急备用水源规模的计算公式: (1)对于单一供水水源城市,应急备用水源规模为风险期需水量,按下式确定: Q=q×(1-k)×t其中:Q—备用水源规模(吨);q—城市平均日用水量(吨/天);k—风险期用水压缩比例(%);t—持续时间(天); (2)对于多水源供水的城市,应急备用水源规模为风险期需水量减风险期可用水量,按下式确定: Q=q×(1-k)×t–Q'其中:Q'—风险期可用水量(吨),包括干旱时水源枯水流量、未受咸潮影响水源水量、未污染水源水量等可用水量之和。 5.备用水源系统构成及设计标准阐述了应急备用水源系统的构成,包括应急备用水源及配套的取水、输水及水处理设施,以及监控调度系统等。提出对应急备用水源系统工程设施选址的要求等。 6.备用水源水质维护的工程技术措施主要包括预沉淀、曝气、导流、水库-闸泵群联合调度、生态调控和水厂水质控制技术,对各种技术处理的水质问题、适用条件、设备要求、运行参数等给出规定和指导。
[成果] 1800300015 北京
TU991.24 应用技术 自来水的生产和供应 公布年份:2018
成果简介:所属类别:城镇污染治理控制技术技术来源:优化集成适用范围:高品质再生水生产工艺的新建或改造基本原理: 基于地表Ⅳ类水标准的再生水集成工艺技术主要包括超滤膜+臭氧集成技术和反硝化滤池+曝气生物滤池+臭氧集成技术,主要针对含难降解COD、胶体及微量有毒有机污染物的二级处理出水和有机物浓度及冬季水温较低的北方地区二级出水的深度处理提供技术支撑,主要出水水质达到地表IV类标准。 工艺流程: 对于难降解COD和胶体及微量有毒有机污染物高的二级处理出水,采用UF+O3再生水深度处理技术进行再生水处理,通过膜单元的过滤作用截留水中绝大部分颗粒物、病原微生物及部分大分子有机物,臭氧处理单元进一步氧化水中残留的有毒有害有机物质以保证出水色、嗅及有机物达到再生水水质要求。该组合处理技术可以起到“多级屏障”的作用,对二级水中的毒害微生物、有机物等进行多层次的去除。 针对北方地区二级污水有机物浓度及冬季水温较低的水质特点,采用反硝化生物滤池+曝气生物滤池+臭氧工艺再生水集成技术,利用开发的快速启动方法,系统启动周期可大大缩短,通过工艺单元的调控策略和反硝化滤池碳源投加策略,可实现再生水深度脱氮、去除有机物,同时实现良好的脱色除味功效。 关键技术: 1、再生水低温寡营养深度脱氮除色集成技术; 2、多屏障再生水UF+O3集成技术。
[成果] 1800300171 黑龙江
TU991.24 应用技术 自来水的生产和供应 公布年份:2018
成果简介:所属类别:饮用水安全保障技术适用范围:适用于大型水厂工艺改造。 基本原理: 通过将膜前混凝、吸附、预氧化等预处理技术进行合理组合,构建了一系列膜前预处理关键技术,不仅能强化超滤工艺对有机物、嗅味物质以及藻等特征污染物的去除效能,还能有效的缓解超滤膜污染,维持组合工艺的稳定运行,并减少运行过程中的能量消耗。 关键技术: 在研究膜前混凝预处理、吸附预处理和氧化预处理的基础上,提出了多种工艺组合模式,建立了粉末活性炭吸附/混凝/沉淀预处理和高锰酸盐预氧化/混凝/沉淀两种预处理关键技术,解决了超滤存在的难以截留溶解性有机物和膜污染的技术问题,实现了超滤工艺在大规模水处理工程的应用,并长期稳定运行。
[成果] 1800300169 广东
TU991.2 应用技术 自来水的生产和供应 公布年份:2018
成果简介:所属类别:饮用水安全保障技术技术来源:自主研发和优化集成适用范围:南方湿热地区深度处理水厂。 基本原理: 针对剑水蚤等微型动物在净水系统孳生繁殖的问题,采取包括微型动物监测预警技术和交替预氧化、炭滤池和砂滤池生物拦截等多层级屏障组成的全流程综合预防控制技术。 关键技术: 该项关键技术的核心是基于深度处理工艺生物风险的来源及变化规律,通过建立生物风险的监测方法和预警体系,根据风险的类型和级别,启动由交替预氧化、强化混凝以及炭滤池和砂滤池生物拦截灭活等组成的全流程生物控制技术体系的不同环节,达到保障水厂出厂水生物安全性的目标。 技术工艺: 生物预警监测—生物风险预警—生物风险控制。具体如下: 1、生物风险监测:对原水的水温、浊度、微生物和微型动物密度进行常年跟踪监测,并根据预警监测结果调整监测频率和监测点。 2、生物风险预警:根据风险预警指标和预警值,确定风险类型和级别; 3、生物风险控制:根据风险评估结果,启动多级屏障措施的相应控制点。包括交替预氧化灭活、强化絮凝沉淀去除、新型绿色药剂灭活、炭池和砂滤池的冲击式活体去除等创新性技术。
[成果] 1800300174 北京
TU991.24 应用技术 自来水的生产和供应 公布年份:2018
成果简介:所属类别:饮用水安全保障技术技术来源:自主研发适用范围:分散水源简易处理。 基本原理: 是一种将传统慢滤技术用于分散型水源水质净化的技术。合理级配的滤料表面形成生物膜,在对浊度物质进行拦截的同时,通过生物降解作用去除部分污染物。 关键技术: 简易慢滤设备既适用于农村小型集中式饮水处理,也适用于一家一户分散式饮水处理,具有投资省、成本低、运行管理简便、可自动运行等特点,无需投加任何化学药剂,仅需几个月清洗一次表层滤料,适合在农村推广应用。 技术工艺: 小型自动慢滤设备由高位配水箱、前置Y型过滤器、慢滤柱、自动化控制配电箱四部分组成。工艺流程和装置外观见图1和图2。其中,慢滤柱是本套设备的技术核心,基本操作步骤包括: 1)慢滤柱启动。慢滤柱中的滤料采用湿法装填,即一边添加滤料,一边加水。反应器启动初期采用正常滤速的四分之一,持续运行约10天后逐步增加流速至设计滤速。 2)设备日常运行。设备带有自控系统,用户可以根据实际需要采用连续或间歇运行的方式。 3)慢滤柱滤料更换。运行2-3个月后,需要清除慢滤柱表层滤料防止堵塞。关闭进水阀,将慢滤柱的水放至露出滤料表层时,铲除表层滤料(约2cm)。
[成果] 1800300187 上海
TU991.26 应用技术 自来水的生产和供应 公布年份:2018
成果简介:所属类别:饮用水安全保障技术适用范围:溴离子浓度相对较高,污染较为严重的原水臭氧生物活性炭深度工艺。 基本原理: 由于溴酸盐一旦生成就很难在水厂工艺中被去除,因此在臭氧氧化过程中减少溴酸盐的生成是解决饮用水中溴酸盐问题的最佳途径。投加一定量氨氮可降低溴酸盐的生成量,氨氮能与HOBr/BrO反应,抑制溴酸盐生成。 关键技术: 基于加氨的溴酸盐抑制技术:在后臭氧接触池前投加硫酸铵,氨氮能与HOBr/BrO反应,抑制溴酸盐的生成。当氨氮含量投加到0.3-0.5mg/L时,溴酸盐降到最低。氨氮投加对于溴酸盐生成的抑制效果与原水水质有关,特别是当原水含有一定的氨氮时,或当消毒工艺使用氯胺消毒时,该技术最为合适。 技术工艺: 在砂滤池和后臭氧接触池之间,在温度较高时投加硫酸铵,以氨氮计0.3-0.4mg/L。黄浦江原水采用氯胺消毒方式,此加氨点为原常规工艺时氯胺消毒的加氨点,工艺实施经济,操作简便。
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