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　　“十三五”期間，水專(zhuān)項獨立課題“國家水體污染控制與治理技術(shù)體系與發(fā)展戰略研究”（課題編號：2018ZX07701001）設置了流域水污染治理技術(shù)體系集成的專(zhuān)題研究任務(wù)。流域水污染治理技術(shù)體系是以污染負荷控制和水環(huán)境改善為目標的技術(shù)集群，以整體解決不同流域、區域水環(huán)境問(wèn)題為導向，集成系統的技術(shù)方法，形成有針對性的技術(shù)模式，提出整體的技術(shù)解決方案。技術(shù)體系由重點(diǎn)行業(yè)水污染控制、城鎮生活污染控制、農業(yè)面源污染控制和受損水體修復4個(gè)技術(shù)系統組成。

 

　　水專(zhuān)項針對湖泊、河流和城市水體三類(lèi)水域，制定了流域水污染治理的技術(shù)路線(xiàn)圖，編制了針對不同水域和目標的流域治理分類(lèi)指導方案和總體解決方案，發(fā)布流域水污染治理技術(shù)發(fā)展藍皮書(shū)，為流域水污染治理提供了系統性技術(shù)支撐，全面提升了我國流域水污染綜合治理能力和整體技術(shù)水平，為我國重點(diǎn)行業(yè)、城市生活和農業(yè)面源領(lǐng)域的水污染負荷大幅度削減，以及湖泊、河流、城市水體的水環(huán)境質(zhì)量和水生態(tài)狀況顯著(zhù)提升提供了科技支撐，也有力地支撐了水污染防治攻堅戰、長(cháng)江生態(tài)保護、城市黑臭水體治理和海綿城市建設等國家重大戰略行動(dòng)。

 

　　關(guān)注一：以重點(diǎn)行業(yè)水污染全過(guò)程低成本控制為目標，致力于全行業(yè)綠色發(fā)展，構建先進(jìn)適用的工業(yè)水污染全過(guò)程控制技術(shù)系統

 

　　水專(zhuān)項在重點(diǎn)行業(yè)污染控制方面，形成工業(yè)污染全過(guò)程控制治污理念，突破重點(diǎn)行業(yè)水污染控制重大技術(shù)瓶頸。針對工業(yè)水污染全過(guò)程控制機制模糊的難題，提出“工業(yè)污染全過(guò)程控制”的定義與內涵，實(shí)現基于污染物生命周期的全過(guò)程綜合優(yōu)化控制。奠定了工業(yè)污染以微觀(guān)機理帶動(dòng)宏觀(guān)全過(guò)程控制技術(shù)突破的理論基礎，為污染全過(guò)程控制尤其是難降解工業(yè)廢水的治理提供新的科學(xué)支撐。在此概念方法框架下指導了重點(diǎn)行業(yè)水污染全過(guò)程控制技術(shù)系統的構建。

 

　　突破了行業(yè)技術(shù)瓶頸，補齊了技術(shù)短板，實(shí)現行業(yè)全鏈條技術(shù)提升。截至目前，針對鋼鐵、石化、制藥、造紙、有色等重點(diǎn)行業(yè)的廢水污染特性，從單元、工序到園區進(jìn)行過(guò)程減排及末端綜合污染控制，突破了八大重點(diǎn)行業(yè)水污染控制重大技術(shù)瓶頸，研發(fā)了關(guān)鍵核心技術(shù)28項，形成了近100項產(chǎn)業(yè)化技術(shù)/工藝包/裝備。突破了行業(yè)技術(shù)瓶頸，補齊了技術(shù)短板，實(shí)現行業(yè)全鏈條技術(shù)提升，推動(dòng)水專(zhuān)項成果的工程化和產(chǎn)業(yè)化應用。

 

　　對標國際國內技術(shù)發(fā)展，實(shí)現行業(yè)技術(shù)進(jìn)步大幅提升。水專(zhuān)項實(shí)施前后，重點(diǎn)行業(yè)技術(shù)系統技術(shù)就緒度總體上從2級~4級提高到6級~9級，推動(dòng)我國相關(guān)行業(yè)水污染控制技術(shù)由國際跟跑到國際領(lǐng)先。

 

　　構建重點(diǎn)行業(yè)水污染控制技術(shù)創(chuàng )新體系。突破了鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)過(guò)程節水、焦化廢水深度處理及回用、高鹽水資源化利用、園區水網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化等重大技術(shù)瓶頸，形成了覆蓋綠色供水、源頭節水、廢水強化處理、廢水回用和園區水網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化等全生命周期的水污染控制集成技術(shù)。其中焦化廢水處理、綜合廢水深度處理與回用等卡脖子技術(shù)，在鞍鋼、河鋼等特大型鋼鐵、煤化工企業(yè)建設5項行業(yè)首套工程。

 

　　突破石化行業(yè)ABS復合凝聚、高含油含鹽乳化廢水協(xié)同破乳除油、高濃度有機廢水脫毒預處理等重大技術(shù)瓶頸，形成了覆蓋煉油—大宗化學(xué)品—合成材料全鏈條的重點(diǎn)裝置識別、源頭減排、綜合污水提標與回用等水污染全過(guò)程控制技術(shù)。

 

　　突破制藥行業(yè)基于培養基替代策略的發(fā)酵水污染控制技術(shù)、頭孢氨芐酶法合成與綠色分離技術(shù)、原料藥結晶清潔生產(chǎn)技術(shù)等關(guān)鍵核心技術(shù)，形成大宗抗生素從發(fā)酵減排、酶法合成、綠色分離、結晶母液回收等清潔生產(chǎn)工藝到廢水深度處理和殘留藥物脫毒的集成技術(shù)系統，為解決制藥行業(yè)水污染問(wèn)題提供核心技術(shù)方案。

 

　　突破了造紙行業(yè)無(wú)元素氯漂白、蒸煮置換脫木素、MVR等重大技術(shù)瓶頸，形成覆蓋化機漿、化學(xué)漿、廢紙漿和造紙等工藝的清潔生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)，首創(chuàng )化機漿廢水組合蒸發(fā)堿回收處理技術(shù)，解決了化學(xué)漿三大組分連續分離的國際難題，構建了先進(jìn)可靠、綜合成本最小化的造紙行業(yè)水污染全過(guò)程控制技術(shù)體系。

 

　　突破鋅電解行業(yè)陰極出槽挾帶液原位刷收和陽(yáng)極泥最優(yōu)控制等陰陽(yáng)極智能和自控削污減水清潔生產(chǎn)技術(shù)，在生產(chǎn)過(guò)程中實(shí)現產(chǎn)品生產(chǎn)與污染物削減的協(xié)同，顯著(zhù)提升濕法電解過(guò)程清潔生產(chǎn)水平和技術(shù)裝備的現代化水平，形成了環(huán)境、經(jīng)濟與社會(huì )三大效益共贏(yíng)的鋅電解整體工藝重金屬廢水源削減成套技術(shù)體系。

 

　　關(guān)注二：構建城鎮水污染控制與水環(huán)境綜合整治理論與技術(shù)系統，支撐我國城鎮水環(huán)境綜合整治及生態(tài)恢復

 

　　城鎮生活污染控制技術(shù)系統包括排水系統優(yōu)化與管網(wǎng)改造、降雨徑流污染控制、污水高標準處理、污泥安全處理處置與資源化利用、集鎮水污染控制和水體修復與生態(tài)恢復等6個(gè)方面，以支撐我國城鎮水環(huán)境綜合整治及生態(tài)恢復為目標，構建城鎮水污染控制與水環(huán)境綜合整治理論與技術(shù)系統。

 

　　在排水系統優(yōu)化與管網(wǎng)改造方面，在規劃設計、建設修復、檢測評估和運維管理環(huán)節上突破城鎮排水系統檢測與優(yōu)化控制等關(guān)鍵技術(shù)，全面構建排水管網(wǎng)改造與優(yōu)化技術(shù)體系。如研發(fā)了領(lǐng)先國際水平的排水模式選擇的多目標決策模型技術(shù)和大型污水管道輸水方式?jīng)Q策技術(shù)，重點(diǎn)突破了管道檢測與修復、對排水系統的仿真模擬與優(yōu)化調度等關(guān)鍵技術(shù)。在管網(wǎng)淤積檢測及控制、疏通清淤分離、原位修復等方面，重點(diǎn)研發(fā)了一批具有自主知識產(chǎn)權的關(guān)鍵技術(shù)材料裝備，建立了材料裝備質(zhì)量檢測與評估體系，構建了產(chǎn)業(yè)化推廣平臺，實(shí)現管道檢測修復等材料裝備國產(chǎn)化，大幅提升我國排水管渠原位修復的整體水平。項目組在重慶、常州、上海等地建立示范應用工程或平臺30余個(gè)，涉及京津冀、環(huán)太湖、長(cháng)江經(jīng)濟帶、三峽庫區、滇池和巢湖六大流域。

 

　　在城鎮降雨徑流污染控制方面，形成了城鎮降雨徑流污染控制全鏈條技術(shù)體系，研發(fā)了70余項支撐技術(shù)（點(diǎn)），突破了徑流污染負荷評估、規劃設計及設施應用效果監測關(guān)鍵技術(shù)，構建了成片區低影響開(kāi)發(fā)工程徑流污染控制關(guān)鍵技術(shù)，突破了老城區合流制溢流污染控制技術(shù)，形成了分流制初期雨水凈化與綜合利用關(guān)鍵技術(shù)，在京津冀、太湖、巢湖、滇池和三峽庫區等流域和深圳市實(shí)施了40余項工程示范，為我國城鎮降雨徑流污染控制提供了科技支持。

 

　　在城鎮污水高標準處理與利用技術(shù)方面，開(kāi)展了全鏈條、全流程、全系統的關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)發(fā)，形成了城鎮污水高標準處理與利用成套技術(shù)1套，包括城鎮污水強化預處理工藝系統、城鎮污水懸浮填料強化硝化工藝系統、城鎮污水MBR強化脫氮除磷工藝系統、城鎮污水深度凈化處理工藝系統、城鎮污水處理全過(guò)程診斷與優(yōu)化運行技術(shù)、城市污水新興微量污染物全過(guò)程控制技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)，突破20項支撐技術(shù)，延續性支撐技術(shù)點(diǎn)95項。水專(zhuān)項注重關(guān)鍵技術(shù)的集成，將多個(gè)單項技術(shù)（設備）進(jìn)行有效集成，形成城鎮污水系統一級A穩定達標及節能降耗省地關(guān)鍵技術(shù)、城市污水處理廠(chǎng)氧化溝系統升級改造技術(shù)等40項集成技術(shù)，并推廣應用，系統性地解決了我國城鎮污水高標準處理與利用的技術(shù)難題，全面推動(dòng)了我國城鎮污水處理行業(yè)的科技進(jìn)步與產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

 

　　在污泥安全處理處置與資源化利用方面，打通高含水率污泥梯級深度脫水關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節；攻克低有機質(zhì)污泥傳統低含固厭氧消化效率低，傳統好氧發(fā)酵周期長(cháng)、臭氣控制難，干化焚燒熱利用效率低、調控難、能耗高及二次污染的技術(shù)難題；緩解污泥穩定化產(chǎn)物土地利用受限的前置性技術(shù)壓力，實(shí)踐論證了污泥土地利用的技術(shù)路線(xiàn)；開(kāi)發(fā)低溫真空脫水干化、高壓隔膜壓濾脫水、污泥熱水解等裝備，填補了國內空白；優(yōu)化提升了離心、圓盤(pán)和槳葉干化等污泥減量裝備性能；開(kāi)發(fā)了集成膜覆蓋/動(dòng)態(tài)好氧發(fā)酵、噴霧干化—焚燒、干化—自持焚燒、熱解炭化等關(guān)鍵技術(shù)裝備，實(shí)現產(chǎn)業(yè)化推廣應用。一系列關(guān)鍵技術(shù)與成套裝備，構建了城鎮污泥安全處理處置技術(shù)體系，整體技術(shù)應用水平實(shí)現了與發(fā)達國家“并跑”，頒布了一批污泥標準指南和技術(shù)導則，初步形成了我國污泥處理處置標準管理體系，顯著(zhù)提升我國污泥處理處置設施的運行水平與創(chuàng )新能力。

 

　　在集鎮污染治理方面，研發(fā)了標準化、模塊化、一體化的集鎮污水處理裝備19種，所涉及的裝備涵蓋了集鎮污水收集、輸送、處理的全流程。新型裝備在經(jīng)過(guò)水專(zhuān)項的定點(diǎn)測試后，迅速運用于全國的集鎮污水處理工程建設，對提高全國集鎮污水建設及管理水平具有重要的促進(jìn)和保障作用。同時(shí)，形成了適宜我國不同地域特點(diǎn)的集鎮水環(huán)境整體解決方案。

 

　　在城鎮水體修復與生態(tài)恢復技術(shù)方面，水專(zhuān)項針對太湖、巢湖、海河、滇池、三峽庫區等流域的典型城鎮水體開(kāi)展水體修復與生態(tài)恢復技術(shù)研究。在系統研判城鎮水體類(lèi)型、污染成因、水動(dòng)力特征的基礎上，形成了1套城鎮水體修復與生態(tài)恢復技術(shù)，研發(fā)了4項關(guān)鍵技術(shù)，突破了67個(gè)支撐技術(shù)點(diǎn)，形成了以監測評估、負荷控制、水質(zhì)提升、生態(tài)恢復為核心的城鎮水體修復與生態(tài)恢復技術(shù)體系。

 

　　關(guān)注三：以提升流域農業(yè)面源污染治理成效為目標，構筑農業(yè)面源污染控制技術(shù)集成與應用技術(shù)系統

 

　　水專(zhuān)項提出以“種—養—生”循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)模式實(shí)現農業(yè)面源污染的一體化防控。從流域區域的尺度深入解析農業(yè)面源污染的來(lái)源并形成協(xié)同治理方案，推動(dòng)生態(tài)環(huán)境源頭治理、系統治理、整體治理，形成11項成套技術(shù)和34項關(guān)鍵技術(shù)，探索了一系列有關(guān)技術(shù)推廣路徑、多元主體共治、長(cháng)效保障機制等制度體系。這些技術(shù)模式在太湖苕溪、山東濱州、江蘇武進(jìn)、巢湖店埠河等流域開(kāi)展了超過(guò)3000km2的集成示范與推廣，包括“政府主導—科技支撐—制度創(chuàng )新—多方參與”縣域種養生污染一體化防治與管理的安吉案例，以企業(yè)為主力軍、生態(tài)循環(huán)的“種—養—生”污染一體化防治與管理的濱州案例，“‘四清’技術(shù)體系—精準診斷調控—生態(tài)文明帶動(dòng)新農村建設”村域治水的新康案例，以產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展、環(huán)境與社會(huì )經(jīng)濟發(fā)展和諧統一、生態(tài)文明體系建設為目標的洱海案例。截至2019年年底，在全國20幾個(gè)省市推廣，累計削減COD、TN和TP分別超過(guò)97萬(wàn)噸、10.7萬(wàn)噸和1.6萬(wàn)噸，創(chuàng )造經(jīng)濟效益超過(guò)60億元，有力支撐了流域區域水環(huán)境質(zhì)量改善，助力了污染防治攻堅戰、鄉村振興計劃、農村人居環(huán)境整治等國家戰略實(shí)施。

 

　　水專(zhuān)項創(chuàng )建了“源頭減量—過(guò)程攔截—養分再利用—末端修復”的種植業(yè)面源污染全程防控技術(shù)體系，梳理、篩選出“基于4R的農田氮磷流失全程防控”等多項種植業(yè)面源污染防控技術(shù)，從源頭削減技術(shù)、過(guò)程攔截系統構建及基于技術(shù)集成的全過(guò)程全時(shí)段污染物削減三個(gè)方向進(jìn)行創(chuàng )新，突破了種植業(yè)面源污染防控的技術(shù)瓶頸，構建了面源污染防控的技術(shù)體系與模式，實(shí)現了COD、TN和TP排放量40%、30%和30%以上的有效削減，實(shí)現了農田徑流氮磷的近零排放，顯著(zhù)改善了區域農業(yè)生態(tài)環(huán)境。

 

　　水專(zhuān)項構建了“源頭減量—生物發(fā)酵—全程控制—多元處理—農牧循環(huán)”的養殖業(yè)污染防控技術(shù)體系，實(shí)現了養殖業(yè)污染趨零排放，提出了以“源頭減量—生物發(fā)酵—全程控制—多元處理—農牧循環(huán)”為思路的養殖業(yè)面源污染防控技術(shù)路線(xiàn)；梳理、評估和篩選出“基于微生物發(fā)酵床的養殖廢棄物全循環(huán)利用”等多項養殖業(yè)面源污染防控技術(shù)，從源頭減量、過(guò)程發(fā)酵等多元處理及全循環(huán)資源利用等方面進(jìn)行創(chuàng )新，突破了養殖業(yè)污染控制的技術(shù)瓶頸，構建了糞污收集、處理和利用的全程種養一體化防控體系，實(shí)現了養殖業(yè)污染趨零排放。

 

　　水專(zhuān)項梳理、篩選出“與種植業(yè)相融合的農村生活污水生物生態(tài)組合處理”等多項技術(shù)，從生物處理技術(shù)的高效低耗、生態(tài)處理技術(shù)的穩定資源化利用和菜單式可選技術(shù)體系三個(gè)方向開(kāi)展創(chuàng )新研發(fā)，突破了農村復雜環(huán)境下的技術(shù)適應性難題，填補了我國農村的生活污水處理技術(shù)體系的空白。

 

　　關(guān)注四：以解決我國受損河流、湖泊生態(tài)功能不足與生態(tài)完整性受損等突出環(huán)境問(wèn)題為目標，為受損水體修復提供技術(shù)支撐

 

　　經(jīng)過(guò)水專(zhuān)項三個(gè)“五年”的實(shí)施，受損水體修復技術(shù)系統基本上在十大流域進(jìn)行了示范推廣，重點(diǎn)治理與修復了“三河三湖”，研發(fā)了一系列具有顯示度的成套/關(guān)鍵技術(shù)，梳理形成了對流域環(huán)境提升顯著(zhù)的40項典型示范工程和5項流域綜合示范案例。

 

　　突破了受損河流水質(zhì)提升及生態(tài)完整性修復技術(shù)難點(diǎn)。明晰了河流生態(tài)退化驅動(dòng)機制，闡明了水生植被修復原理；突破形成了河流生態(tài)完整性構建、河流原位凈化能力維持、異位人工濕地凈化功能穩定化等技術(shù)。以“上中下游”分區修復的技術(shù)鏈條為主線(xiàn)，構建了“上游源頭清水產(chǎn)流—中游完整性修復—下游洲灘恢復”的河流水質(zhì)提升和生態(tài)完整性修復成套技術(shù)，提升了河流上游源頭區的水源涵養與清水產(chǎn)流功能，水源涵養能力提升5%以上，枯水期徑流量增加10%以上；提高了河流中游區域的生物多樣性和水體自?xún)裟芰?，本土物種數量增加了50%，浮游動(dòng)物生物多樣性香農指數提高80%以上，水體TN和TP去除分別提高至50%和40%以上；提升了河流下游河漫灘區域的生態(tài)功能，特大夏汛時(shí)泥沙攔淤厚度20mm以上。相關(guān)技術(shù)在松花江、遼河、淮河、東江等全國各流域進(jìn)行示范應用，推廣示范了180個(gè)項目，規劃、設計與恢復的河段超過(guò)500km，濕地面積超過(guò)4500km2。提升了我國河流水體修復工程化水平，支撐了我國河流流域水環(huán)境質(zhì)量的持續改善。

 

　　攻克了受損湖泊生境改善及生態(tài)功能提升技術(shù)難題。揭示了富營(yíng)養化湖泊氮磷循環(huán)特征，明確了生態(tài)修復關(guān)鍵制約因子；突破形成了不同類(lèi)型湖濱緩沖帶結構功能優(yōu)化及穩定化技術(shù)、污染底泥精準疏浚與處理處置技術(shù)及裝備等。構建了“湖蕩與河口凈化—湖濱緩沖帶生態(tài)修復—湖灣生境改善與湖泊綜合調控”的湖泊生態(tài)修復技術(shù)，解決了湖泊重要功能區生境改善與修復的難題，湖蕩濕地恢復及入湖河口水質(zhì)凈化技術(shù)使水體的TN和TP去除效率分別達到25%和40%以上；緩沖帶水質(zhì)凈化和湖濱帶多樣性修復技術(shù)將入湖徑流TN和TP凈化率分別提升至30%和50%以上，近岸湖濱帶植被覆蓋度提升至70%；藍藻打撈技術(shù)將藍藻去除率提升至80%，底泥資源化利用技術(shù)將處置成本降低1/3，沉水植被恢復與水生態(tài)調控技術(shù)使湖灣沉水植被蓋度大幅增加。相關(guān)技術(shù)在太湖、巢湖、滇池、洱海、三峽、白洋淀等流域大規模推廣應用，恢復河口濕地規模60萬(wàn)畝以上，恢復湖濱緩沖帶超過(guò)400km，累計污染底泥清淤總量達到1500萬(wàn)m3，支撐了50多個(gè)湖泊的湖濱緩沖帶生態(tài)修復。