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水体污染控制与治理科技重大专项安全保障技术研究与示范主题项目(课题)申报指南

来源:划驼旅游


水体污染控制与治理科技重大专项

城市水污染控制与水环境综合整治技术研究与示范主题 饮用水安全保障技术研究与示范主题

项目(课题)申报指南

住房城乡建设部水专项实施管理办公室

二〇一三年六月

目 录

水体污染控制与治理科技重大专项 ........................................................................................................ 0 城市水污染控制与水环境综合整治技术研究与示范主题 .................................................................... 0 饮用水安全保障技术研究与示范主题 .................................................................................................... 0 城市水污染控制与水环境综合整治技术研究与示范主题 .................................................................... 2 一、巢湖流域城市水污染控制及水环境治理技术研究与综合示范项目 ............................................. 3

课题:巢湖市城市水环境质量改善研究与综合示范 ................................................................................................................ 3

二、宜兴市水环境改善技术集成与综合应用示范项目 ...................................................................... 10

课题1:产业集中区排水系统优化与减排控污技术研究与综合示范 ................................................................................... 10 课题2:城市核心区水环境改善技术研究与综合示范 ........................................................................................................... 18 课题3:城镇化新区水环境质量保障技术研究与综合示范 ................................................................................................... 25

三、滇池流域城市水污染控制及水环境治理技术研究与综合示范项目 ........................................... 32

课题:内草海水系水质改善及低环境影响技术开发与工程示范 .......................................................................................... 32

四、城市水环境系统规划和管理技术研究与示范项目 ...................................................................... 38

课题:城市水污染治理监管体系及支撑技术研究与示范 ...................................................................................................... 38

五、城市水污染控制与水环境综合整治技术集成项目 ...................................................................... 43

课题:城市水污染控制与水环境综合整治技术集成 .............................................................................................................. 43

饮用水安全保障技术研究与示范主题 .................................................................................................. 47 六、饮用水安全保障管理技术集成与能力建设项目 .......................................................................... 48

课题1:饮用水全流程水质监测技术及标准化研究 ............................................................................................................... 48 课题2:城市供水系统监管技术与业务化平台建设示范 ....................................................................................................... 52

七、重点流域饮用水安全保障工程技术集成与综合示范项目........................................................... 56

课题1:应急供水技术研究与重点区域应急能力建设示范 ................................................................................................... 56 课题3:江苏省域城乡统筹供水技术集成与综合示范 ........................................................................................................... 课题4:巢湖市水源优化与水质保障技术研究与示范 ........................................................................................................... 68 课题5:村镇安全供水技术体系构建及重点流域规模应用 ................................................................................................... 71

八、饮用水安全保障共性技术创新与应用示范项目 .......................................................................... 74

课题1:建筑水系统微循环重构技术研究与示范 ................................................................................................................... 74 课题2:城市供水管网智能管理系统关键技术研究与示范 ................................................................................................... 79

课题3:饮用水特殊污染物去除原创性技术研究与应用 ....................................................................................................... 82

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城市水污染控制与水环境综合整治技术研究与示范主题

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一、巢湖流域城市水污染控制及水环境治理技术研究与综合示范项目

课题:巢湖市城市水环境质量改善研究与综合示范

(一)指南说明

该课题是“巢湖流域城市水污染控制及水环境治理技术研究与综合示范”项目下设课题之一。

巢湖市城区地处巢湖流域中东部,滨临巢湖。巢湖(东半湖)为巢湖市唯一的饮用水水源,但流经巢湖市新区的入湖河流双桥河受上游工业尾水污染、面源污染、新区发展压力,河道水质差,对水源一级保护区的水质影响很大,目前巢湖市水源水质Ⅲ类水体全年达标率不足50%,制约了巢湖城市的发展。环城河、陆家河等城区水系污染严重,水系不连通,上游无补给水,水质为劣V类,水环境与水景观达不到规划要求。同时,巢湖市经济建设近年来得到快速发展,但老城区排水管网不完善、雨污混接、破损严重,污水收集率不足60%,现有城市排水管网规划和建设水平与城市建设不协调,严重影响城市雨污水收集与处理效率,加重了当地地表水体的污染。污水处理厂处理规模不足,污水处理效率低,目前正面临扩建和排水标准提升。

水体污染与治理科技重大专项“十一五”期间在巢湖市取得了一批污水处理厂、城市排水和河道治理的成果,“十二五”巢湖市启动了城市水环境的大规模工程建设(亚行贷款支持),急需科技支撑,因此进行综合集成示范意义重大。巢湖市地处重大水专项的重点流域—巢湖流域,水是巢湖市的“魂”,本课题通过提升雨污收集系统的效率和污水处理效率、建设生态型入湖河道及城市水系、建立雨洪防治及水环境系统的综合管理体系,总体整体提升巢湖市城市水环境质量,将为巢湖市城市发展提供重要的支撑和保障,为我国中部地区的城市污染控制系统提供集成技术和工程示范。

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(二)指南内容

1、研究目标

本课题以实现全面整体提升巢湖市城市水环境质量为总体目标,围绕老城区排水系统改造、雨污混接系统的污染控制、城区雨洪调蓄与管理、溢流污染削减技术、中心城区河道水系连通与生态修复、污水处理效率提升和雨污水协同处理、入湖河流双桥河水系污染控制与生态修复开展研究与示范,形成巢湖市水环境保护的集成技术与综合管理体系,为实现巢湖流域水环境质量持续与全面的改善及功能提升提供技术支撑,对我国城市区域污染控制和水环境保障有重要的示范意义和推广价值。

2、主要研究内容

(1)城区排水系统改造、效率提升与内涝防治关键技术

针对巢湖市城市水环境改善需求以及城区排水系统存在的问题,开展城市排水系统现状调查与评估、规划完善、初期雨水径流与排水系统溢流污染控制、排水系统雨污混接识别改造与功能提升、内涝防治等关键技术研究,提高污染物收集控制率和城区内涝防控水平,实现巢湖市排水系统规划布局合理、功能完善、运行安全可靠的目标,达到考核指标①和②的要求,同时开展相关工程示范。

(2)城市河道水系连通与景观水体生态修复技术

针对中心城区水系功能不明晰、连通不顺畅、上游无补水、污染严重、水质不能满足景观水体要求等问题,开展城市河道多功能综合与水系规划、水系连通与水质水量综合调度、城市

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河道及岸带的生态修复与景观建设、中心城区景观水体多水源补水与水质改善等关键技术研究,形成巢湖市中心城区河道水系连通与景观水体生态修复关键技术支撑体系。达到考核指标③和④的要求,并开展相应工程示范。

(3)城市污水厂雨污水协同处理与氮磷深度去除技术

针对巢湖市城市污水处理截污和治污体系功能提升的技术需求,在全面分析巢湖城区城市污水管网系统和污水处理厂现状水质和能效物耗水平的基础上,以最优化雨、污水管网运行为目的,对城市污水处理厂服务区内的管网建立数字化模型,根据污水处理厂生化处理的需要对泵站进行优化调度;研究低碳源条件下的高效生物脱氮除磷技术,电极生物膜反硝化技术,实现自主的生物脱氮技术并同时提高除磷效果,确保污水处理厂稳定达到一级A标准,实现节能降耗。针对污水处理过程中产生的剩余污泥,开展污泥电渗透脱水技术、污泥稳定化处理与资源化利用研究与示范,实现污泥高效脱水和生物质能的资源化利用,提高巢湖流域城市污水处理厂整体运行水平。达到考核指标⑤和⑥的要求,并开展相应工程示范。

(4)双桥河及河口生态修复及水质提升技术

针对巢湖水源功能区内受污染入湖河流-双桥河流域污染特点及存在问题、双桥河入湖段为巢湖市新区建设的主要区域,以河流水质改善、河道景观与生态功能提升、入湖负荷削减为目标,在全面调查双桥河流域的地形、地貌、水系构成、人口分布、污染来源、可利用土地现状、行洪需求等基础上,进行流域尺度上的河流水污染系统防治技术集成与示范研究,开展双桥河流域污染的源头控制,农用雨洪储用系统,河流行洪与排污功能的分离,河床和河岸的生态修复以及河口的强化净化,沿河新区建设基于低影响开发(LID)等技术集成与研究,结合示范工程以及依托工程的实施,削减入湖污染负荷,使双桥河流域的水环境得到有效改善,为巢湖污染治理提供成套技术思路和技术支撑。达到考核指标⑦和⑧的要求,并开展相应工程示范。

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(5)巢湖市水环境系统综合管理

围绕“十二五”巢湖市水环境质量改善总体需求,开展巢湖水环境污染溯源研究和城市水环境基础设施的监控及预警技术研究,进行巢湖市水质修复、水量适用技术集成、水环境管理决策支持数字化技术研究。在1-4技术研究和示范基础上,集成巢湖市水质修复和水量适用技术总体集成方案,达到考核指标⑨和⑩的要求。

3、考核指标

(1)总体指标

到本课题实施阶段末期,双桥河出口断面主要水质指标达到地表水IV类标准

(GB3838-2002),到十三五末期,双桥河出口断面主要水质指标达到饮用水源地对该河口的要求;环城河水系整体水质达到地表水IV类标准(GB3838-2002);旱流污水收集率在现有基础上提高20%,初期雨水收集量不小于5mm当量降雨量,老城区雨季溢流COD负荷在现有基础上平均削减20%。

(2)具体指标

①提出河湖密布地区城市排水管网雨污混接及管道破损的检测与识别技术方法,编制排水系统评估指导手册,完成巢湖主城区的雨污水管网调查评估,编制排水管网雨污混接识别与修复技术导则;提交巢湖市排水(雨水)系统专项规划和防涝专项规划,提交巢湖市内涝防治预案及行动手册,绘制巢湖市中心城区内涝防范风险图;在巢湖市建成区选择典型区域,完成排水系统完善与改造工程示范(示范区域4km2),应用集成技术,指导巢湖市“十二五”城市排水建设并达到旱流污水收集率在现有基础上提高20%以上的目标。

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② 提出巢湖市初期雨水径流污染控制与溢流污染削减技术及工程实施方案,编制巢湖市排水系统雨天溢流污染控制技术导则;提出巢湖市初期雨水污染控制规划及实施方案;在巢湖市建成区选择典型区域,开展雨天溢流污染削减技术应用示范(示范区域4km2),示范工程区初期雨水收集量不小于5mm当量降雨量,雨季溢流COD负荷在现有基础上平均削减20%以上。

③ 提出巢湖中心城区河道面源污染控制与多功能综合整治工程技术方案;研发出中心城区河道滨岸带改造及修复成套技术、水体原位修复成套技术,确定工程应用技术经济指标,建立环城河20000m2滨岸带修复示范工程和5000m2河道水体原位生态修复示范工程;成套技术验证和示范工程运行,主要污染物指标削减20%以上;环城河水系水质主要指标达到地表水IV类标准(GB3838-2002),总氮小于8mg/L,透明度平均达到0.5m或水深三分之一以上。

④ 提出巢湖市中心城区水系规划与水资源可持续利用方案;提出巢湖市中心城区水系连通与多途径补水及水质水量优化调度方案,主要水质指标达到地表水IV类标准(GB3838-2002)、总氮小于8mg/L(80%保证率);集成多级渠-塘系统水质净化与生态修复技术体系,完成多级渠-塘系统示范工程,示范面积15000m2,主要水质指标达到地表水IV类标准(GB3838-2002)。

⑤开发管网与污水厂联动优化运营及远程监控技术、构建GIS平台搭建与污水管网地理信息数据库,建立泵站优化调度远程监控中心,达到老城区雨季溢流COD负荷在现有基础上平均削减20%的目标;提出满足污水处理厂水质提升要求的节能降耗解决方案,提出污水处理厂深度除磷脱氮技术方案及优化运行措施,出水达到一级A标准(GB118-2002),总氮小于10mg/L;提出污水处理厂节能降耗过程控制集成技术,出水达到一级A标准

(GB118-2002),吨水能耗不高于0.35kWh,建立6万m3/d规模污水处理厂功能提升改造技术集成应用示范工程。

⑥ 建立集污泥调理、脱水和污泥输送等过程为一体的自动控制系统,脱水污泥含水率不大

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于50%;建设污泥稳定化处理与资源化利用技术示范工程,规模为20吨/天(以含水率80%的污泥计),有机物降解率不小于40%并实现土地利用,示范工程连续稳定运行半年以上。

⑦ 形成双桥河全流域水污染区域性综合防治方案及工程技术经济分析报告;研究双桥河上游居民生活污水收集与处理技术并进行工程示范,工程服务居民不少于200户,污水收集率大于90%,收集后污水的处理工艺主要指标达到一级B标准;农业径流污染控制工程示范汇水面积500亩以上,面源污染物削减20%以上;提出新区5 km2低影响开发(LID)控制性规划及实施途径,在20ha面积上实施工程示范,示范区域面源污染削减20%以上。

⑧ 形成适合双桥河全流域可持续性的雨洪管理模式1套;形成河道、河口生态修复与水质保持集成技术1项;建设河道生态修复与水质保持示范工程1.0公里,在双桥河河口段全程建设河口生态修复与水质保持示范工程,规模达到1.3公里,到课题实施阶段末期,双桥河出口断面主要水质指标达到地表水IV类标准(GB3838-2002)(80%保证率)。

⑨编制巢湖市水质修复和水量适用技术集成方案,构建基于巢湖市水质改善目标的水环境管理决策支持数字化平台,集成巢湖市水系水量水质模型、水环境基础空间数据库和水质监控预警数据库与预警功能模块,实现对各入湖河道的汇流水量及污染负荷、水质日常监控和预警分析,具备城市水系、污水、雨水、洪水之间的调度能力。

⑩ 申报发明专利或软件著作权30项,技术标准5项,科技论著1部。

4、实施年限

2014年1月至2016年12月。

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5、课题经费来源及构成

课题国拨经费不超过6500万元,配套经费不低于国拨经费的1倍。

6、其它要求

申报单位应具备在相关领域开展水污染控制和水环境综合整治研究的实践经验和前期成果。鼓励与地方科技力量相结合组建团队。技术优势突出的单位可针对本课题中的单项任务进行申报。

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二、宜兴市水环境改善技术集成与综合应用示范项目

课题1:产业集中区排水系统优化与减排控污技术研究与综合示范

(一)指南说明

该课题是“宜兴市水环境改善技术集成与综合应用示范”项目下设课题之一。

宜兴市地处江苏南部,总面积为2038.7km2(不包括宜兴太湖水域),区内地势南高北低,西南部为宜溧山区,北部为太湖水网平原区,东部为太湖湖滨区,西部为低洼圩区。位于太湖上游,在太湖流域水体污染控制与治理中具有举足轻重的地位和作用。2011年宜兴市9条主要入湖河流水质虽然全部达到“十一五”目标,但是水质状况仍然较差,其中7条河流全年期属于IV类水质,社渎港属于V类水质,仅大港河达到了III类水质标准。9条主要入湖河流氨氮和总氮的超标情况最严重,高锰酸盐指数的超标率为78%,总磷的超标率为56%,溶解氧的超标率相对最小为44%。宜兴市入湖河流水质改善和入湖负荷减排的压力很大,尤其是化学需氧量、总氮和总磷减排压力巨大。

宜兴市域污水处理设施分布较为分散,14个乡镇中有8个乡镇建设了污水处理厂,除太华镇污水送入张渚污水处理厂进行处理外,其余各镇污水各自分散处理,污水处理厂服务范围小。宜兴市域排水管网的建设管理仍需加强,工业废水偷排入网的情况尚未杜绝,排水管网由于受水污染物的酸碱腐蚀和受压沉降等影响而产生变形破损,排水入流入渗情况比较严重,排水管网大多采用重力流,易产生淤塞,引起过流不畅、溢流及产生有毒气体等问题,2009年城区及各镇工业废水和生活污水排放总量约为24万吨/天,现状污水集中处理率近50%。城区及乡镇建成污水处理厂11座,污水处理设施总规模18.25万吨/天。此外宜兴城市污水处理厂正在建设中,处理能力为7.5万吨/天。总污水量中,工业废水量所占比例较大,尤其乡镇更为突出,

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综合来说,工业废水量约占总污水量的70%左右,其中主城区和产业集中区域的污水产生量占一半以上。目前市域已建、在建污水处理厂均采用生物处理工艺,包括AAO、AO、CASS、曝气生物滤池、SBR等不同工艺类型,新建、改扩建城镇污水处理厂的尾水排放执行城镇污水处理厂污染物排放标准一级A标准。已建污水处理厂在进水比较稳定的情况下运行相对稳定,出水水质可以基本达到一级A标准。市域内已经建成的11座污水处理厂产生的污泥均经重力浓缩或机械浓缩脱水后运至城市垃圾处理场进行填埋,现状每天产生的脱水污泥总量120吨左右,随着污水处理量的增加,产生的污泥量也会相应增加,为污泥寻找新的处理与处置方法显得越来越重要。宜兴紧邻太湖,河网密布,现状污水处理厂出水大多就近排放,进入水体,回用率低,内河水质不断下降。

课题以宜兴市产业集中区为主要示范区。环太湖河网地区是我国工业活动最为集中和活跃的地区,宜兴市的主要工业生产活动集中在东北部区域,其中坐落着以江苏宜兴经济开发区为主体的产业密集区。江苏宜兴经济开发区主要由产业园区、物流园区、行政商务配套区三部分组成,已形成了光电材料产业、光伏太阳能新材料、先进装备制造业为主的三大产业集群。目前,开发区已有各类企业719家,具备典型的经济发达区域工业园区的特征,既包括正在提升和转型的纺织印染和化工等传统产业,也包括电子信息、精密机械和生物医药等新兴产业。产业集中区域不管在用水需求,还是在污染排放等方面,所可能诱发的环境问题对城市环境质量影响很大。而随着产业的升级、改造、转型,对城市产生的环境影响也在不断变化。产业集中区内产业集中、工业企业密集、工业污水类别较多且冲击影响较大,内河污染严重,节能减排压力较大,区域污水处理厂分布分散,污水收集管网建设力度不够,区域污水收集系统与污水处理厂缺乏联合调度能力,工业废水的冲击影响问题突出,污水处理厂的一级A稳定达标难度较大,污水处理厂的出水回用率低,污泥安全处理处置措施不足,污水处理厂自控水平较低、排水系统综合监控管理水平不高。因此,需要基于城市排水管网与污水处理厂的系统运行过程与特点,研究管网安全运行与监控技术、污水处理厂高标准建设、稳定达标与优化运行技术,最终形成完整的厂网联动运行体系,通过城市综合示范,大幅度削减城市水污染负荷、显著改

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善城市水环境质量。

为了实现宜兴市产业集中区“减排修复”总体目标,达到水污染负荷全过程控制和城市水环境质量全方位改善,亟待结合宜兴市“十二五”计划实施的一系列重点工程,开展产业集中区排水系统优化与减排控污技术研究与综合示范。

(二)指南内容

1、研究目标

针对宜兴市东北部产业集中区上游来水污染负荷高、区内工业和生活污染源集中的问题,以根治区内主要污染源,污水收集与处理系统全面升级提标,杜绝社渎港和太滆南运河出口断面水质恶化为目标,研究工业和生活污染源并重的排水系统优化与减排控污技术路线及集成技术方案,结合宜兴市“十二五”规划在区内实施的重点工程,开展技术集成应用与综合示范,实现排水管网与污水处理厂的安全稳定运行、工业与生活污染的全面控制和削减,使区内水环境得到明显改善,形成产业集中区减排控污的完整技术体系。

2、主要研究内容

本课题根据宜兴市水环境改善的总体目标,结合产业集中区的水污染特点开展以下研究工作:

(1)产业集中区污水处理厂稳定达标与优化运行技术研究与示范

产业集中区内工业废水种类繁多、污水水质特点差异大,工业废水不规律排放对污水处理

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厂稳定运行的冲击影响大,针对不同工艺类型(A/A/O、A/O、SBR和曝气生物滤池等)污水处理厂的特点,全面测试分析现有污水处理厂的运行达标情况、存在的关键问题、影响因素及成因,在污水处理全工艺流程系统性诊断分析的基础上,研究不同工艺类型污水处理厂各处理单元的处理功能强化技术和全过程优化运行技术,探索性研究微生物絮凝剂技术、SPR高浊度水处理技术和加盖式-生物滤床-污水处理升级改造集成技术,开展污水处理设施升级改造与优化运行的工程示范,有效应对工业废水的高负荷冲击,提高处理系统的整体效能,实现污水处理厂出水水质稳定达标和优化运行。

(2)产业集中区高排放标准污水处理厂深度处理技术研究与示范

结合高排放标准污水处理厂的设计建设与运行管理,针对高比例工业废水的污水处理厂进水中难降解COD组分较高、碳氮比偏低、含难生物降解有机氮等问题,研究以有机物深度去除和高效脱氮为特征的污水深度处理技术与优化运行管理控制技术,在处理出水水质全面优于一级A标准的基础上,实现出水总氮浓度的大幅度降低。同时开展再生水利用的工程示范,提高城市水资源利用率。

(3)产业集中区污水厂污泥协同干化与综合利用技术研究与示范

针对含高比例工业废水的污水处理厂产生的污泥特性及潜在风险,以实现污水处理厂污泥减量和资源利用为目标,在总结分析现有污泥处理处置技术实际应用状况及存在问题的基础上,研究利用工业余热或其他热源的污泥高效干化技术、利用污泥或淤泥制备超轻高强陶粒技术及污泥喷雾干燥自然焚烧技术,结合区域内的污泥综合利用与处置途径,提出此类污泥干化与资源化利用的技术方法,达到全面无害化、减量化和资源化的效果,实现污水处理厂的污泥安全处理处置与综合利用,建立污泥干化和安全处理处置技术的示范工程,研发出污泥协同干化装备并实现实际工程应用,为该技术的产业化奠定基础。

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(4)产业集中区排水管网与污水处理厂联动运行技术研究与示范

结合产业集中区内污水收集、输送与处理设施的布局特点,针对工业废水对污水处理厂运行冲击、雨污水溢流污染控制等问题,研究排水管网与污水处理厂的区域联合调度、优化运行与污水处理过程动态技术,开展污水处理厂进水预警、应急处理、污水处理厂动态控制和厂网联合调度优化运行的工程示范,强化雨污水溢流的有效控制与净化处理,有效提高污水系统的收集率和污水处理设施的稳定运行效能。

(5)产业集中区管网安全运行与预警技术研究与示范

针对产业集中区工业废水排放特点及有毒有害污染物对污水管网系统安全运行及后续污水处理工艺效能的影响,研发不同类别工业排放污染溯源、有毒有害物质排放预警与排水管网安全防护技术,研究开发污水管网安全运行及健康风险控制的技术方法与措施,提出污水管网安全运行的监控体系建立方法、核心内容及预案,开展排水管网监控预警和安全运行的综合技术示范,有效提升排水管网安全运行效能和对超标排放污染物的缓冲能力,降低健康风险,保障设施与人身安全。

(6)城市污水系统综合监测与控制技术研究与示范

在识别城市污水系统重点监控单元及综合管理需求的基础上,构建城市污水系统综合监控技术体系与信息化管理平台,具备预警预报、监视控制、协同调度、信息处理、效能分析及决策支持的功能,通过综合监控体系的建设与示范运行,实现城市污水系统的统筹监控管理与高效信息化运行,显著提升城市污水系统的整体安全程度和信息化水平。

3、考核指标

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(1)技术层面,针对宜兴集中污水处理厂,分类提出污水处理完整工艺过程的系统测试、工艺过程诊断、达标要素分析、优化运行管理及功能强化成套技术方法,编制污水处理厂一级A稳定达标及优化运行技术导则及技术指南(操作手册);示范层面,技术研究成果在示范区内应用,形成一厂一案的稳定达标及优化运行改进方案,完成不同类型污水处理设施技术改造与运行优化,各厂出水水质一级A稳定达标,运行能耗、物耗与现有运行水平相比减少5%,示范应用污水处理厂累计总规模达到10万m3/d以上。(任务一)

(2)技术层面,针对高排放标准污水处理厂,开展现场中试研究和生产性运行测试研究,提出针对难降解COD组分、难生物降解有机氮组分、色度组分以及碳氮比偏低情况下的污水有机物与氮磷高效去除工艺技术方法,形成稳定达标、符合再生利用要求的完整深度处理工艺流程及设计运行参数,技术成果应用于污水处理厂的工程设计与优化运行;示范层面,技术应用示范工程规模6万m3/d以上,出水水质在一级A稳定达标基础上,TN<8mg/L;再生水示范工程规模2万m3/d以上,要求主要指标达到地表水(河流)IV类水标准,TN<6mg/L,TP<0.2mg/L,编制运行管理操作手册。(任务二)

(3)技术层面,提出工业余热或其他热源利用的污泥高效干化技术,技术可行、经济合理,污泥干化能耗<0.9kWh/kgH2O,干化后污泥含水率不高于40%,形成工程实施及设备配套方案,提出干化污泥的综合利用与处置途径;示范层面,污泥干化示范工程规模不低于100t/d(按80%含水率湿污泥计),完全采用国产化技术设备,形成具有产业化前景的模块化污泥干化成套装备1套并工程应用,产品质量和环境影响符合国家相关标准,形成干化污泥综合利用与处置实施方案。(任务三)

(4)实施宜兴市域范围的厂网联动及污水处理厂高效稳定运行示范,技术层面,通过提高管网收集率,以及厂网联合调度、污水厂动态运行控制,实现实时区域联合调度、优化运行与污水处理过程动态,解决或消除工业废水冲击污水厂运行、雨污水溢流污染问题,初期雨

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水基本不外排,污水系统对COD和氨氮的消减能力提高10%以上,出水稳定一级A达标;示范层面,厂网联动范围覆盖宜兴全区污水设施、污水处理厂数量不少于10座、处理能力合计不少于8万m3/d。(任务四)

(5)全面实施管网完善与改造工程,要求城镇污水管网集中收集率由2012年的68%提高到80%,城市污水管网收集率由2012年的90%提高到95%;提出不同类别工业排放污染溯源、有毒有害物质排放预警与排水管网安全防护技术,编制污水管网安全运行及健康风险控制的技术指南(手册);提出污水管网安全运行的监控体系建立方法、核心内容及预案,建立排水管网预警与安全运行管理平台系统,管网事故误报率<10%,不出现伤亡事故。(任务五)

(6)构建完善的宜兴市城市污水系统综合监控体系与信息化管理平台,具备预警预报、监视控制、协同调度、信息处理、效能分析及决策支持的功能模块,实现宜兴市水环境系统重点要素的全覆盖、全过程数字化监管;服务面积不小于100km2,集中监控节点不少于15个,管网在线流量或液位监测节点不少于50个。(任务六)

(7)社渎港、太滆南运河入太湖断面与入境断面相比水质常年不恶化,主要水质指标有所改善(至少提高半个等级)。

(8)申请软件著作权或发明专利累计30项以上,技术标准3项,出版科技专著2部。

4、实施年限

2014年1月至2016年12月。

5、课题经费来源及构成

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课题国拨经费不超过7000万元,配套经费不低于国拨经费的1.5倍。

6、其它要求

课题申报单位(联合体)应在城市雨污水处理系统的工程设计、工程建设、运行管理、综合监控和信息平台等方面具有良好工作基础,具备课题研究的数据积累、前期成果以及较好的工程实践经验,技术研究团队应具有组织实施国家重大科技专项相关项目(课题)任务的丰富经验,业绩良好。技术优势突出的单位可针对本课题中的单项任务进行申报。

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课题2:城市核心区水环境改善技术研究与综合示范

(一)指南说明

该课题是“宜兴市水环境改善技术集成与综合应用示范”项目下设课题之一。

宜兴地处太湖湖西流域的平原水网地带,属典型江南水乡,境内拥有南溪河系、太滆河系、蠡河河系和凰川河系等四大水系,库塘星罗棋布,水网纵横交错,水面率达16.75%。全市共有市、镇、村级河道3699条,共计3745.6km。位于太湖上游,是流域西部河流入湖的汇水区。市域内地表水环境属开敞式,受入境客水水量和水质的影响较大。经该市市域入湖的水量和污染物负荷约占入湖总量的50%。由于太湖周边地区和宜兴市本地工业化和城市化的飞速发展导致了工业废水和城市生活污水的大量增加,其相对应的污水处理设施的配套建设却相对滞后,污水没有及时得到控制和解决。而且,宜兴市地处太湖上游,地理位置特殊,上游流域的部分污水通过宜兴市的主要河网流入太湖,导致水污染问题加剧。其所临的太湖西区也是太湖湖体中水质最差的水域之一。

宜兴城市核心区河网主要承载着宜兴城市防洪、生态景观等功能。水系西连宜蠡河,东接太湖,河道的流向顺逆不定,河网交错复杂,水系动力不畅,局部河道时有黑臭现象发生。对宜兴市主城区影响较大的是南溪河系和蠡河河系。南溪河系有南溪、北溪汇入西氿,穿过宜城的宜北河、太滆河、南虹河、升溪河和城南河经东氿汇入太湖;蠡河河系包括丁蜀的花溪河、丁蜀大河、分洪河和川埠大河,北入东氿,东入太湖。

目前,宜兴城区水环境体系总体较为脆弱。河湖水体普遍存在着水体交换周期长、水源水质差、景观效果不佳、底质污染严重、富营养化、水生态系统结构和功能性薄弱等问题,导致河湖水体在城市整体发展中的功能得不到发挥。位于主城区的三氿(西氿、团氿、东氿)的水

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域面积达200km2,是城市水环境景观的主体。由于水体流动性差,加之城区雨水管网覆盖率仅为70%(2012年现状),排涝和雨水调蓄水平较低,初期雨水导致的面源污染严重,水质难以达到水域功能区划的水质要求。2011年东氿水质综合评价为Ⅴ类,西氿水质为IV类。4条主要入太湖河流大浦港、洪巷港、陈东港和官渎港位于三氿下游,受三氿水质的影响较大,2011年水质均为IV类。

区域水环境动力不畅,水资源水平需进一步提高。在过境水与区内水体共同作用下,加之宜兴城区地形、地势因素造成城市河网防洪压力很大。主要行洪通道西氿—宜城六河—东氿穿城而过,其承泄水量及太湖水位直接影响着城区防洪安全,南部又受本市山洪威胁,加上城区本身排涝系统不完善,导致城市防洪、排涝问题随着经济的发展而变得越发突出。宜兴“十二五”水利规划提出其中心城区防洪标准达到100年一遇,排涝标准达到20年一遇。

此外,宜兴市城镇化程度高,由于早期发展规划过于狭隘,城镇建设速度快,宜兴城市核心区管网系统利用率、管网安全运行等方面存在大量问题。虽然已经初步建立了分流式排水系统,但是雨水面源污染控制仍然有限,城市初期雨水导致的面源污染未得到有效控制,高强度降雨时雨水冲击污水处理厂的状况仍然存在,制约了水环境质量的进一步改善。

为了实现宜兴市城市核心区水环境的根本性改善,有效削减城区入流太湖的污染负荷,构建健康的城市水环境生态系统,亟待结合宜兴市“十二五”计划实施的一系列重点工程,开展城市核心区水环境改善技术研究与综合示范。

(二)指南内容

1、研究目标

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针对宜兴市中部城市核心区以三氿为中心的水域面积大,现状水质欠佳,人口密度大,城市面源、管网溢流等复合源污染严重的问题,以入太湖河流水质提升为目标,开展城市核心区水环境改善技术研究,结合宜兴市河湖水系整治、污染源控制等重点工程任务,开展以水系重构、面源污染削减、水体修复和水环境改善为核心的综合工程示范,建立城市水环境监控系统,全面实现城市核心区的水环境功能提升和生态景观系统构建,形成城市水环境改善的技术体系。

2、主要研究内容

(1)城区健康水环境系统构建、流域水系技术研究与示范

针对宜兴城市核心区水环境系统以及核心区过境水量的规划调度存在的问题,调研和分析区域水系河道、多级管网、泵站以及排污情况,研究区域水资源调配、水环境质量和防洪排涝三位一体的优化布局与总体技术方案,其中包括关联流域在内的城市水系统的水量与污染物区域代谢过程;结合区域水系工程的实施,研究提出水系统总体构建方案、分步实施目标和流域实施路径,构建城区健康水环境系统,完成流域水系整体布局优化和水量水质的综合,为以三氿为中心的城市水环境根本性改善奠定基础。

(2)城区排水溢流污染控制技术研究与示范

针对城区临水区域的排水溢流污染问题,调研和分析城市核心区沿河湖污染排放特征、污染物构成、产生原因及难点所在,提出负荷削减控制策略和排污口的优化布置方案。研究以雨污分流为重点、点面结合、调蓄与处理并举的水污染高效控制技术,建立排水管网安全运行控制及综合管理体系,结合城区管网系统截流控污与改造工程的实施,进行关键技术的应用示范,实现溢流污染的有效控制与净化处理,保障排水系统稳定运行和城市水体的水质安全。

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(3)城区径流污染控制与面源高效削减技术研究与示范

针对城区水体的雨水径流污染问题,研究面源污染高效削减技术,探索城市污染资源化新技术生态技术处理系统(ETTS),利用太阳能源驱动完成污染物降解和转化成生物量的反应过程。建立不同类型城市面源污染控制技术评估方法体系,确定影响系统处理效率的关键环节及其控制因素,构建示范区的城市面源污染模拟计算模型,优化城市面源污染负荷消减策略。结合沿湖生态湿地带的建设,开展径流污染控制与面源削减工程示范,有效降低径流入湖带来的水质污染,提升水体的水质安全保障率,形成城市面源污染监测、模拟、控制技术体系。

(4)城区水环境功能提升与生态景观系统构建技术研究与示范

以城区河湖水体水环境景观功能提升为目标,研究城市核心区河道、河湖滨岸带、河湖水体的水生态景观系统构建与运行维护技术,结合当地水环境现状,解析核心区河道动植物多样性、多元化以及生态系统的稳定性,提出改善城市核心区河道的多元化水生态系统及其景观效应控制策略,建立日常运行维护管理机制。结合水体清淤和生态修复等工程的实施,进行技术集成示范,实现示范区水环境质量明显改善,提升水环境景观功能,形成环境优美的城市生态景观系统。同时针对西氿水环境功能区达标的要求,研究适合西氿水生态修复长效保障技术,有效改善湖水水质,提升西氿湖水水质和景观功能。

(5)城市水环境系统监控技术集成和综合示范

针对河网地区水环境污染源复杂性,构建适应性强、动态变化、高准确度的水系统污染源识别技术体系,在识别城市水系统重点监控单元及综合管理需求的基础上,结合城市水环境系统监控信息化中心的建设,研究水系统污染源识别与水质响应关系及污染负荷削减优化策略,以水环境质量保障为根本目标,开展城市水环境系统监控技术集成和综合示范,建立城市水系

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统综合管理支撑平台,为城市水系统的运行状态评估诊断、预警预报、效能评估与决策支持提供技术支撑,显著提升城市水环境系统整体安全水平,实现课题整体技术体系的综合集成。

3、考核指标

(1)技术层面,完成基于城市水体的环境功能分区及相应的水质改善目标的城市流域水系水量水质综合规划,提出近远期工程实施方案,提出经济、技术可行的工程设计方案及具体技术方法与参数;工程层面,形成区域水资源调配、水环境质量和防洪排涝三位一体的优化布局及软硬件设施,完成城区流域水系及水质改善工程,覆盖西氿水域和与其汇水来源相关的河道,实现西氿水质功能提升,夏季无黑臭、无藻类爆发。(任务一)

(2)技术层面,满足城区排水溢流污染控制技术需求,完成宜兴市域城区雨水管网溢流污染问题诊断,提出针对典型降雨期的溢流污染负荷的定量计算方法、溢流污染控制目标值及与此相应的城区雨污分流工程技术方案、初期雨水处理技术方案和排水管网安全运行方案,并完成局部验证,形成以雨污分流为重点、点面结合、调蓄与处理并举的水污染高效控制技术,编制技术指南;工程层面,完成城区管网系统截流控污与雨污分流改造工程,使雨污分流率从2012年的70%提高到90%,初期雨水处理率达到60%以上。(任务二)

(3)技术层面,满足宜兴市域城区面源污染控制目标及技术要求,提出不同类型城市面源污染控制的技术评估方法体系并完成市域范围内的评估及关键影响因素分析报告,建立示范区城市面源污染模拟计算模型并完成市域范围城区面源污染负荷计算,提出基于面源污染负荷削减20%的物化—生态组合雨水径流污染削减技术,提出城区面源控制总体技术方案和工程实施方案,并完成局部验证;工程层面,实施市域范围的城区面源污染控制工程,示范区域不小于30km2,面源控制工程净化设施面积不小于5km2,面源污染负荷削减率20%以上。(任务三)

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(4)技术层面,以实现宜兴城区主要水体水质功能达标为目标,形成污染水体的入流污染物高效削减-湖滨带退化生境修复-河湖水体生态净化组合技术,构建出包括生态隔离带-生态缓冲带-滨岸带水体原位净化的污染水体修复技术方案,提出兼具水体净化与城市景观功能且经济可行的河湖水系生态系统构建整体方案,并完成局部验证,主要污染物指标(COD、氨氮、总磷等)去除率达到30%以上;工程层面,完成西氿人工湿地示范工程建设,示范规模不小于50ha。结合西氿清淤及河体修复工程、城区流域水系及水质改善工程的实施,实现西氿示范区水体的COD、氨氮、总磷等主要水质指标达到地表水III类标准(湖库),常年满足生态景观水功能要求,水体透明度达到0.6m或水深的50%以上(水深大于1.0m时)。(任务四)

(5)技术层面,提出水系统污染源识别技术方法、建立水质响应关系模型,形成污染负荷削减的优化策略报告,完成宜兴市域城市核心区水环境改善技术的综合集成,提出技术经济评估方法及指标体系、完成关键技术与示范工程的运行评估,编制城市核心区水环境系统设计建设与安全运行技术指南、系列操作手册;工程层面,完成城市水系统综合管理支撑平台建设,基本覆盖宜兴市全部城区的水环境设施,具备运行状态评估诊断、预警预报、效能评估与决策支持功能。(任务五)

(6)课题各项示范工程实施后,陈东港、官渎港、洪巷港、大浦港入太湖断面主要水质指标(COD、NH3-N、TN、TP)的浓度年平均值降低15%以上。

(7)申请软件著作权或发明专利35项以上,技术标准10项,出版科技专著2部。

4、实施年限

2014年1月至2016年12月。

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5、课题经费来源及构成

课题国拨经费不超过6500万元,配套经费不低于国拨经费的1.5倍。

6、其它要求

课题申报单位(联合体)应在城市水污染控制和水环境建设等方面具有良好工作基础,具备课题研究的数据积累、前期成果以及较好的工程实践经验;技术研究团队应具有组织实施国家重大科技专项相关项目(课题)任务的丰富经验,业绩良好。技术优势突出的单位可针对本课题中的单项任务进行申报。

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课题3:城镇化新区水环境质量保障技术研究与综合示范

(一)指南说明

该课题是“宜兴市水环境改善技术集成与综合应用示范”项目下设课题之一。

宜兴市南部区域是宜兴未来城镇化新区建设重点区域,水系发达,相对,主要水体水质受境外客水影响小,植被茂盛,生态环境好,9条主要入太湖河流中,水质较好的大港河、乌溪港均位于宜兴南部。除了南部山区,其余都是平原水网地带,不是一个的封闭流域,河道的流向顺逆不定,河道之间以及河道与太湖之间水量交换频繁。2011年区域内最大水体莲花荡水质综合评价为IV类,2条主要入太湖河流乌溪港水质IV类、大港河水质III类,区内丁蜀华骐污水处理厂远期设计规模2万t/d,近期稳定运行1.3万t/d,尾水排放执行城镇污水处理厂污染物排放标准一级A标准。

随着沪宁城际铁路开通运营和宁杭城际建成投运,位于宁杭城市圈地理中心的宜兴高铁新城也逐步进入了实施阶段。高铁新城位于宜兴市南部区域,规划东至蠡河,西至104国道,南到湖光路,北到宁杭高速公路。宜兴市本着“生态宜居”的核心价值理念建设高铁新城。宜兴高铁新城以铜官山、龙背山良好的生态景观资源为基础,以现代化交通枢纽建设为先导,以旅游服务、文化休闲、商业商务为发展主题,兼具文化体育、医疗卫生、酒店居住等配套完善的城市公共功能。

新城的建设,必然进一步带动周边城乡区域的发展,而该区域濒临太湖,属于重点流域严格控污的区域,亟需开发更严格的污染物排放控制技术和策略,加强污染物负荷削减,为太湖水环境的进一步改善做出贡献。在传统的城市开发模式下,由于自然地表被大量改造为不透水性地面,降水产流系数增大。道路表面尤其是交通活动频繁的城市道路表面累积了大量的悬浮

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颗粒、营养盐、重金属和多环芳烃等污染物质,并通过城市排水管网迁移进入水体,对受纳水体的水质造成明显的破坏。城市道路、商住区及工业区径流中氮、磷、COD、TSS浓度较高,是城市非点源污染的主要来源。因此,对于宜兴市新建高铁新城,水环境系统控制应根据城乡发展区域内自然生态水文功能,从实现城市河道水环境改善、径流总量与峰值削减、景观与生态环境的改善、城市污水系统的低影响和全生命周期内的投资-效益等方面,以水资源高效利用和水环境质量保障为核心,将源头分离-控污减排-雨水回用-城市水系统作为一个整体,研究出适合我国中小城市(镇)的低冲击负荷系统开发模式。大幅度提高用水效率和用水安全,构建可持续发展的水生态系统。建立一套适合中国南方水乡城镇新区生态化发展的水环境质量保障体系,将宜兴市高铁新城打造成宜山宜水,枢纽中兴的新兴综合片区,成为山水宜居的生态新城、持续繁荣的活力新城和民生幸福的文化新城。

为了实现宜兴市城市城镇化新区的水环境质量保障,有效削减城区入流太湖的污染负荷,构建新型城镇化过程中环境友好型涉水系统,亟待结合宜兴市“十二五”计划实施的一系列重点工程,开展城市城镇化新区水环境质量保障技术研究与综合示范。

(二)指南内容

1、研究目标

针对宜兴市城镇化新区建设带来的潜在污染压力,以及入太湖河流水质改善的要求,以实现低影响开发为目标,结合以高铁新城为重点的新区建设,研究城镇化新区基于污染源全面控制、水质水量基本复原的水环境系统构建方法,开发以源头控污减排、资源回收利用为特征的新型排水技术体系,开发综合的低污染、低影响城市建设方法及公共基础设施体系,通过示范工程的实施,实现水资源高效利用和水环境质量保障,城市公共基础设施的协同建设与管理,形成可持续、低碳、绿色、可复制的新型城镇化新区健康水系统模式。

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2、主要研究内容

(1)城镇化新区水环境系统构建模式研究与示范

依托宜兴“高铁新城”建设,结合新区规划和实施效果的模拟评估,研究基于多目标的城市低影响开发的量化评估方法, 开发具有一定通用性、可用性强的新城低影响开发规划评估工具,进行具备地表低影响开发工程措施与地下雨水排除管道综合模拟功能的新城低影响开发规划,并提出规划实施的保障措施与技术路线。以“高铁新城”为典型区域,开展城镇化新区水环境系统构建模式研究,提出以实现低影响开发为目标的系统规划与实施方案。

(2)城镇化新区新型雨污排水体系和水环境系统建设技术研究与示范

结合新区的环境基础设施建设,以城镇化新区雨污水资源化利用和水环境保障为目标,选取典型区域,利用城市低影响开发规划评估工具进行动态模拟分析,提出示范区的低影响开发措施控制目标,并进行设施的空间布局及类型选择,开展新型雨污排水体系和水环境系统建设技术研究与示范,实现地表径流存蓄、渗透、净化一体化低影响开发技术的集成与应用,有效削减雨污水排放带来的水环境污染。并跟踪监测设施的运行情况,开展实施后的模拟评估,从实现城市河道水环境改善、径流总量与峰值削减、景观与生态环境的改善、城市污水排除系统的低影响和全生命周期内的投资-效益等方面,对示范区域开展规划和实施后的科学评估。

(3)基于氮磷源头控制-过程减量-资源化的排水技术研究与示范

针对排水中氮磷的源头减量,解决城镇化新区建设中污染物集中排放的压力,研究黄水(即尿液)单独收集的新型排水系统,提出黄水收集管道适应的、高效的、宜行的除垢技术方法,建立黄水源分离排水系统设计规范。开发黄水中氮、磷、钾元素的分步式高效回收技术,确定

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黄水中氮磷钾回收的组合回收工艺,优化实现黄水中营养元素的高效回收和分步式回收。研发资源回收产物制造氮磷钾肥产品的技术方法,全面分析和评价产品性质。通过工程示范,形成基于氮磷减排和资源化的新型排水技术体系,在多规模尺度上对多模式新型分离排水系统进行技术经济的可行性分析和评价。

(4)集中居住区雨污水资源化高效利用技术研究与示范

针对集中居住区的低影响开发,分析不同区域雨水径流水文、水量和水质特征,解析雨水径流污染特性;分析生活排污情景中灰水水量、水质特征;构建雨水、灰水蓄积系统,评估蓄积池容量与雨水、灰水流量特点的关系,全面评价蓄积系统对集中住区的卫生状况影响和渗漏状况。研究开发低耗高效的雨水、灰水处理技术,包括CFM污水自动净化技术、新型源头式低能耗污水处理系统、小流量一体式SBR生活污水处理工艺等;分析各项污染指标的去除特性;依托集中住区,开展雨污水收集和资源化利用技术研究与工程示范,评估系统长期运行的稳定性和可靠性,形成适宜性的标准技术体系,综合用水量和排水量的大幅度削减,实现集中住区雨污水高效利用。

(5)城镇化新区健康水系统构建与水环境质量保障技术综合集成

在宜兴高铁新城研究与示范基础上,结合周边的自然生态水文及涉水设施的现状,实施以区域内最大水体莲花荡修复为核心的水质保障示范研究,结合新区水环境系统构建和雨污水资源化等研究成果,开展城镇化新区健康水系统构建与水环境质量保障技术的综合集成研究。研究适合我国中小城市(镇)的低冲击负荷系统开发模式,建立适合我国新型中小城市(镇)发展的涉水系统设计与建设的技术体系,形成可持续、低碳、绿色、可复制的新型城镇化新区健康水系统模式。

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3、考核指标

(1)提出基于多目标的城市低影响开发量化评估方法及指标体系,开发出低影响开发规划评估工具软件,提交高铁新城建设规划的低影响开发综合评估与实施效果模拟分析报告,完成以实现低影响开发为目标的宜兴市高铁新城系统规划与实施方案,提出规划实施的保障措施与技术路线,编制适合我国国情的新型城镇低影响建设技术规范及实施手册;对不小于30km2的区域开展低影响开发评估,建立评估数据库,提出新区水环境系统构建模式及工程实施方案。(任务一)

(2)技术层面,在实施高铁新城可持续雨水排放系统工程中,提出因地制宜的低影响开发技术方法与措施,提出新型雨污排水体系和水环境系统建设成套技术,基于工程实施总结,形成地表径流存蓄、渗透、净化一体化的低影响开发集成技术,编制城镇化新区新型雨污排水和水环境系统建设技术指导手册及施工导则;工程层面,综合集成应用上述技术成果,建成城镇化低影响开发综合示范区400ha以上,在费用增加不超过原预算10%的基础上,区内雨水径流增加量不超过开发前的50%,排放水水质主要指标(COD、氨氮、总磷)达到地表三类(湖库)。(任务二)

(3)技术层面,提交氮磷源头控制-过程减量-资源化的成套技术、设计运行参数与工程设计图,编制以实现示范区氮磷减排和资源化为目标的总体技术方案及实施指导手册,减少示范区氮磷排放50%以上,实现营养元素高效回收,编写黄水源分离排水系统构建的排水设计规范及实施指南;工程层面,实施氮磷减排和资源化示范工程,开发基于氮磷减排和资源化的排水系统,服务总人口均不低于5000人,形成完整的工艺流程及设备配置能力,回收产品实际应用。(任务三)

(4)技术层面,完成示范区雨污水高效收集与利用工程实施与运行管理方案,提出技术可

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行、经济合理的雨水与灰水处理成套技术,并进行实地应用的技术验证,使住区综合用水量减少40%以上,编制居住区雨水资源化技术导则及实施指导手册;工程层面,实施集中住区雨污水高效收集与利用示范工程,覆盖30km2区域,雨水收集利用区域累计面积不小于50万m2,年外排雨水量减少70%以上。(任务四)

(5)提出城镇化新区健康水系统构建模式及指标体系,建立相应的工程实施技术经济评估方法及指标体系,形成低污染、低影响城市建设技术方法及公共基础设施体系,建立基于低影响理念的城市公共基础设施协同建设与运营管理技术体系,编写新型城镇化过程中环境友好型涉水系统工程规划与设计建设技术导则;完成以莲花荡修复为核心的水环境质量保障综合示范,示范区面积不低于10km2,区域内乌溪港、大港河入湖断面水质常年达到地表水III类标准(湖库)。(任务五)

(7)申请软件著作权或发明专利25项以上,技术标准15项,科技专著1部。

4、实施年限

2014年1月至2016年12月。

5、课题经费来源及构成

课题国拨经费不超过6500万元,配套经费不低于国拨经费的1.5倍。

6、其它要求

课题申报单位(联合体)应在城镇化新区水环境建设方面具有良好的工作基础,具备课题

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研究的数据积累、前期成果以及较好的工程实践经验。技术优势突出的单位可针对本课题中的单项任务进行申报。

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三、滇池流域城市水污染控制及水环境治理技术研究与综合示范项目

课题:内草海水系水质改善及低环境影响技术开发与工程示范

(一)指南说明

该课题是“滇池流域城市水污染控制及水环境治理技术研究与综合示范”项目下设课题之一。

草海是滇池的重要组成部分,位于滇池的北部,紧邻昆明市区。草海有内外草海之分,内草海水容量约300万m3。该水域的水体流动性差,河(湖)水颜色在不同季节呈铁锈色或者蓝绿色,且散发出令人不适的腥臭味。COD和TP基本为V类水平,但TN含量很高,河道中TN含量常年处于12-15mg/L。以污水处理厂尾水与城区径流雨水作为主要补充水源导致河流污染严重,原有生态系统遭到破坏,河水水色发暗,呈现缺氧状态,沉水植物基本绝迹。

大观河是昆明市区重要的城市景观廊道和城市污水厂的尾水通道。乌龙河是内草海流域中一条主要补水为城市污水厂尾水的景观水系。大观公园位于内草海进口,因为大观楼在其中而闻名,属于国家4A级旅游景区,大观河和乌龙河从大观公园两侧流入滇池内草海。该水系是昆明城市河道通达滇池的过流水域和重要的景观水域,旱季90%的过境水(包括大观楼公园湖区的补水)是城市污水处理厂的尾水。该水域面积7.50km2,平均水深2m,湖岸线长约23km,蓄水量约为2000万m3,目前该水域水质常年劣V类。

该课题以内草海为研究对象,与外草海相比,内草海靠近昆明城市区域,受到市区陆域环境的影响更大,水质状况更为严峻。该课题通过改善内草海水质,对于滇池整体水质提升具有重要作用,对以尾水补水为主的城市河道水质修复有重要的示范作用。

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(二)指南内容

1、研究目标

根据国家重大水专项“十二五”的总体布署和昆明市关于重点流域滇池的水环境改善目标,以及昆明关于内草海的景观水域水质规划,通过污水厂尾水补水封闭型景观水域的水质改善、生态修复、低影响开发等关键技术的研究和工程示范,减少入滇池河流的污染负荷量,改善内草海及周边区域景观水域水体质量,实现污水处理厂尾水的最大资源化利用,为国内以尾水补水为主的缺水城市的河流水质提升及综合治理提供整套技术和示范。

2、主要研究内容

(1)大观河及开放型河口景观水域水质改善技术

结合水质净化和景观两方面的需求,采用沿程净化和河口湿地相结合的方式,分段分级削减污染物和强化反硝化脱氮。结合沉水植物恢复技术,种植具有较高氮吸收能力的沉水植物,进一步提升脱氮效能和稳定水质。在大观河口构建自然与人工结合的湿地和地下过滤系统,利用多塘湿地系统和后续的生态砾石床结合,吸附和去除部分氮磷物质,处理后的水在相应河道中进行循环补水,达到考核指标①的要求。同时建设相应的示范工程。

(2)乌龙河及半开放型河口景观水域水质改善技术

针对该河段水体污染严重,水质水量随季节性变化显著,河道容量较小的特点。构建生态湿地系统,提升湿地系统的反硝化效能。在河道中恢复沉水植物,在河道重污染区采用人工强化技术,加大对COD、TN和TP的处理效果,达到考核指标②的要求。同时建设相应的示范工

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程。

(3)大观公园封闭型景观水域水质改善技术

针对大观公园水体流动性差,水质差和富营养化现象严重,补水主要为城市污水厂尾水的特点,采用旁路处理方式,开发利用具有自身补碳强化脱氮除磷技术和构建相应的系统,通过微生物对污染水的净化作用,达到高效脱氮去磷功能,对大观公园水体进行循环净化,将封闭水体逐渐提升并维持在一个良好的水质条件,达到考核指标③的要求。同时开展工程示范。

(4)滨湖绿地地表径流生态截污技术

结合滨湖绿地的建设,提出开发同时具有景观效果和径流污染控制的沿湖绿化带,通过植物选择建立乔灌草相结合的植被带,在植被竖向空间多层次分散雨水冲击、截留地表径流的同时,利用植被根系吸收和降解径流污染物。根据内草海湖周不同特征的汇水区及下垫面性质,用生态工程手段有效截留地表径流。开发利用绿带和湿地的植物碎屑再利用的技术,防止二次污染和实现资源再利用。达到考核指标④的要求,同时开展工程示范。

(5)新城区低环境影响开发技术

针对新城区的开发建设,提出水资源综合管理、综合利用、削减污染负荷的低环境影响开发理念,制定生态城区低环境影响开发建设指南,达到考核指标⑤的要求,实现新建城区水资源综合管理与污染负荷削减的低环境影响开发的目标。针对新建城区水资源现状和水污染源特征,从源头到入河排放口利用所有可能水资源和控制所有污染源,开展以“源头控制-雨污水再生利用-降雨径流控制”为主的新城区低环境影响开发技术体系研究,在昆明大观公园开展道路雨水渗透系统、雨污水再生利用系统、降雨径流控制系统工程示范。达到考核指标⑥的要

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求。

(6)基于内草海污染物减控目标的水系水质修复综合集成技术

围绕“十二五”内草海总氮控制目标,测算大观河、乌龙河、新老运粮河允许的污染物汇流量和漫流区域允许径流汇流量,建立排水管网—河流水系—草海水质响应关系的水环境决策数字化平台,通过(1)至(5)的技术综合集成,提出满足内草海总氮目标的综合集成技术方案。达到考核指标⑦和⑧的要求。

3、考核指标

(1)总体指标

到课题研究末期,内草海出口断面处(草海隧道处)主要水质指标常年达到地表水V类标准,总氮不高于8mg/L,水体透明度常年达到0.6m以上或水深的三分之一以上(80%保证率),夏季达到0.45m以上或水深的四分之一以上。

(2)具体指标

① 提出大观河沿程生态修复-河口强化净化总体技术方案及工程实施具体措施;完成沿程修复-河口净化示范工程建设与运行,示范段长度4公里,其中旁路湿地处理规模不小于1.5万m3/d,主要水质指标达到地表水IV类标准;河口水域的主要水质指标达到地表水V类标准(GB3838-2002),透明度达到0.6m以上(80%保证率),总氮削减率常年达到30%(80%保证率)或出口端总氮低于5mg/L。

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② 提出乌龙河沿程生态修复-河口强化净化总体技术方案及工程实施具体措施;完成沿程修复-河口净化示范工程建设运行,其中旁路湿地建设规模不小于1.8万m2,主要水质指标达到地表水IV类标准;原位生态修复1000m河道,原位生物净化500m河道,示范河段主要水质指标达到地表水V类标准(GB3838-2002),总氮削减率常年达到30%(80%保证率)或出口总氮低于5mg/L,透明度常年达到0.6m以上(80%保证率)。

③ 形成污水处理厂尾水景观资源化利用的总体处理方案及工程实施具体措施;开发尾水脱氮技术,技术可行、经济合理,总氮去除率不低于50%;开发景观水域水质保障技术体系,透明度达到1.0m或水深二分之一以上;完成大观公园景观水域的水质改善示范工程,全湖净化处理,处理后景观水域透明度达到1m或水深的二分之一以上;主要水质指标达到地表水IV类(GB3838-2002),总氮削减率达到40%(90%保证率)或总氮浓度低于6mg/L,水深低于2m的水域沉水植物覆盖率达到30%。

④ 提出湖滨景观绿化带-地表径流截污清水总体技术方案及工程实施具体措施、绿化废物处理处置技术方案及工程实施具体措施,完成内草海湖滨长度约10km以上的地表径流截污-景观绿化规划及相应技术设计;完成湖滨长度不短于1km的工程示范与运行管理,示范段年均地表径流量削减不低于30%。

⑤ 形成面积约8km2的内草海新城区低影响开发总体技术方案与相应的指导性技术规范与工程实施指南。

⑥ 在大观公园内开展如下研究和示范:研发雨污水源头控制减量措施,在全公园内实施,覆盖公园一半以上面积;雨污水再生处理与利用技术示范年平均利用水量不低于50m3/d,点源污染负荷削减≥50%,再生水水质执行GB/T120-2002《城市污水再生利用城市杂用水水质》标准(城市绿化)或(冲厕),指标达标率100%,吨水建设投资和处理运行成本不高于当地再

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生水处理的平均水平。

⑦ 建立滇池内草海小系水环境决策数字化管理控制平台,实现对大观河、乌龙河的入湖水量、水质的日常在线监控和预警分析,并集成内草海水系水质模型、水环境基础数据库和监控预警功能模块,实施情景模拟与预警预报功能,平台达到业务化运行水平。

⑧ 编制内草海水系水质修复及综合的技术指南及指导手册,涵盖规划、设计、建设、运行、管理与维护等方面内容。

⑨ 申请发明专利或软件著作权30项,技术标准10项,科技专著2部。

4、实施年限

2014年1月至2016年12月。

5、课题经费来源及构成

课题国拨经费不超过6000万元,配套经费不低于国拨经费的1倍。

6、其它要求

申报单位需具有城市水污染控制与治理技术研究、规划设计、工程建设和运行管理的丰富经验,以及跨行政区域水环境风险评估、预测预警与综合管理研究的经验、技术储备和协调能力。鼓励与地方科技力量相结合组建团队。技术优势突出的单位可针对本课题中的单项任务进行申报。

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四、城市水环境系统规划和管理技术研究与示范项目

课题:城市水污染治理监管体系及支撑技术研究与示范

(一)指南说明

该课题是“城市水环境系统规划和管理技术研究与示范”项目下设课题之一。

近十年,我国高速建设了一大批城镇水污染治理设施。截止目前,已建成雨污水收集管网近40余万公里、污水处理设施3400余座、总处理能力近1.5亿m3/d,在城镇水污染控制与治理中发挥了决定性作用。但是,这些设施的建设水平和运营绩效离城镇水污染控制的要求还存在很大差距,存在污水收集率低、径流污染严重、内涝频发、污水处理设施出水水质不稳定以及能耗物耗过高等突出问题,相当程度影响了环境效益的发挥。导致这些问题的原因很多,但重建轻管、管理方式粗放、监管体系不完善、监管技术和手段落后,导致监管缺失,是最重要原因之一。本研究将综合识别行业问题,在系统集成水专项“十一五”相关研究成果的基础上,从顶层规划、具体指标、关键标准、监管模式等方面研究构建城镇水污染治理监管体系,并研究相应监管技术与方法,为提升我国城镇水污染治理监管水平、充分发挥治理设施的环境效益提供综合支撑。

(二)指南内容

1、研究目标

针对城市水环境治理监管不完善、管理模式混乱、缺乏监管技术手段与绩效考核方法、规划指导性不足、标准适用性不够等方面问题,从行业发展、技术效率、环境效益、经济可行

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性和监管成效等方面,开展城市水污染治理监管模式、行业监管指标体系及考核方法、设施绩效评估指标体系及考核方法、规划实施评估及监管方法、标准实施评估技术研究及应用等方面的研究与综合示范应用,研究提出国家-省-市-企业不同层级的水污染治理监管体系及方法,建设行业或省(市)级城市水污染治理监管信息平台。

2、主要研究内容

(1)城市水污染治理监管模式研究

梳理分析我国城市水污染治理监管机构及运行机制的现状,识别影响监管效能的关键因素,结合城镇化进程和水污染治理特征,研究构建符合我国国情的高效监管体系与实施模式。

系统梳理现行城镇水污染治理行业有关特许经营、运营管理、行业准入及退出、税费征管等机制,对现行监管制度适用性进行科学评价,研究提出与高效监管体系相适应的行业及企业监管制度。

(2)城市水污染治理行业监管指标体系及考核方法研究

在总结“十一五”成果的基础上,突出现代公共治理理念和公共部门经济学下的行业监管能力建设,从行业发展、环境效益、经济效率和监管水平等方面研究提出城市水污染治理行业监管指标体系及考核方法,包括表征行业发展水平及方向的引领性指标;表征污染物减排综合绩效的关键指标;表征行业经济投入的整体绩效的评价指标;表征行业整体监管水平的能力指标。在以上指标体系的基础上,系统梳理现有统计年鉴的相关指标,研究提出相关指标的修正与补充建议。

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(3)城市污水处理设施绩效评估指标体系及考核方法

在总结“十一五”成果的基础上,研究行业总体绩效水平及其影响因素,提出适用于城市管理的水污染治理企业运营绩效评估指标体系,并实现与监管体系的有机衔接。

在研究关键评估指标的数据可得性、准确性,并进行灵敏度分析的基础上,提出可行的指标数据采集方法;围绕监管体系实施的要求,研究提出可操作性强的考核方法及计算依据。

(4)城市水污染治理规划实施评估及监管方法研究

在梳理现有城市水污染治理规划内容及编制方法的基础上,选择代表性城市的水污染治理规划进行实施效果评估,分析研究存在的问题与不足,基于城市水环境未来发展需求,尤其是污水高效收集、雨水径流污染及内涝控制、水体环境整治等方面的最新发展要求,提出城市水污染治理规划的总体思路、技术原则、编制方法以及规划实施的监管办法。

研究构建包含低影响开发、排水管网和调蓄设施在内的新型排水系统规划建设模式及实施方法,提出综合径流系数、截留倍数等系列关键指标的计算方法。

(5)城市水污染治理标准实施评估技术研究及应用

系统梳理分析现有城市水污染治理标准、规范及指南,研究提出支撑综合监管能力的关键指标,纳入监管指标范围,并提出相应评价计算方法;选择城市水环境质量控制与水污染治理技术的关键标准,分析研究标准实施对水环境治理工程设计建设和运行管理的综合影响及技术经济效益,形成较为系统的标准实施评估技术及指标,并进行示范应用。

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(6)城市水污染治理监管体系综合示范与信息平台集成应用

选择代表性省市,开展城市水污染治理监管模式、设施绩效评估、治理规划与关键标准实施评估的综合集成与示范应用,构建国家-省-市-企业不同层级的水污染治理监管体系及方法,并在汇集示范应用数据的基础上,开展城市水污染治理监管信息平台建设。

3、考核指标

(1)提出符合我国国情的城市水污染治理行业监管模式和方法体系,以及相适应的行业及企业监管制度、建议。

(2)提出城市水污染治理行业监管指标体系及考核方法,其中包括行业发展水平及方向、污染物减排综合绩效、行业经济投入的整体绩效、行业整体监管水平等方面的指标。

(3)提出城市污水处理设施绩效评估指标体系及考核方法;提出城市污水处理设施绩效评估实施指南。

(4)提出城市水污染治理规划实施评估及监管方法,包括规划总体思路、技术原则、编制方法及监管办法;提出新型排水系统规划建设模式与实施方法。

(5)提出城市水污染治理标准实施评估技术指标体系及实施指南;提出支撑综合监管能力的关键监控指标及采集计算方法;提出关键标准的技术经济效益评估分析报告。

(6)提出国家-省-市-企业不同层级的水污染治理监管体系及方法,建立行业或省(市)级城市水污染治理监管信息平台。

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4、实施年限

2014年1月至2017年12月。

5、课题经费来源及构成

课题国拨经费不超过2000万元。6、其它要求

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五、城市水污染控制与水环境综合整治技术集成项目

课题:城市水污染控制与水环境综合整治技术集成

(一)指南说明

该课题是“城市水污染控制与水环境综合整治技术集成”项目下设课题。

课题在“十一五”提高城市污水收集处理率、强化城市水体入流雨污水截流、开展污水处理厂升级改造工程示范的基础上,以城市面源控制、高标准氮磷削减和城市水环境设施稳定运行为核心,以实现城市水环境综合改善和安全保障为导向,完善城市水环境系统科学发展的理论体系,形成城市雨污水设施联动集成与稳定高效运行、污染物负荷消减与资源化利用、水环境系统整体构建()与综合监管等方面的技术体系,促进城市水污染控制与治理成套技术与装备产业化,建设关键设备研发基地和技术创新战略联盟,带动产业发展,提升城市水环境治理的技术水平和监控管理能力,结合综合示范类项目,整体改善典型城市水环境质量。实现“减负修复”的阶段性目标。

(二)指南内容

1、研究目标

在城市水环境主题各课题关键技术研究与工程示范应用成果的基础上,结合国家“十二五”重点流域水环境治理目标和“十三五”水环境综合整治规划需求,以实现城市水环境综合改善和保障城市水环境健康发展为导向,以有效控制城市面源及雨水径流污染、高标准控制氮磷污染负荷为核心,完善城市水环境系统发展和安全保障的理论体系和管理体

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系,构建城市水污染控制与水环境治理的技术体系和工程体系,开展城市水环境综合整治关键技术应用和工程综合示范的跟踪分析与绩效评估,提出重点流域城市水环境改善的分类解决方案,促进我国城市水环境整治关键技术创新与工程化基础支撑平台建设,提出城市水污染控制与水环境治理技术设备产业化路线图,全面提升城市水环境治理的技术水平和监控能力,为典型城市开展城市水环境综合整治、建立可持续健康水系统,促进重点流域示范城市水环境质量整体改善提供支撑。

2、主要研究内容

(1)城市水环境系统科学发展理论体系与总体方略

在“十一五”研究成果基础上,基于城市水环境系统发展分类和城市水生态学原理,研究城市水环境系统发展演化特征,解析城市水环境系统发展与基础设施效能耦合关系,提出城市水环境系统诊断和结构优化方法,完善基于水环境功能分类的城市水环境系统构建指标体系和适应性技术框架,构建实现城市社会经济生态与水环境协调发展的水环境系统发展理论体系,开展我国城市水环境治理发展历程评估与需求分析,提出我国城市水污染控制和水环境治理的总体方略和“十三五”实施框架。

(2)城市水污染控制与水环境整治技术体系与工程体系

通过对城市水污染控制与水环境综合整治关键技术的系统集成,形成基于城市水污染控制和水环境质量改善的污染源负荷削减、城镇污水处理高标准除磷脱氮与稳定运行、城市面源和径流污染控制、水生态修复与水质改善、城市污泥处理处置与资源化利用、水资源综合利用与水系等关键技术体系和工程应用体系,开展技术与工程的技术经济性分析评估,结合重点流域综合示范课题成果应用,提出重点流域城市尺度上水环境改善整体

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解决方案。

(3)城市水环境综合整治技术与设备产业化发展支撑体系

结合“十二五”期间技术与设备的产业化需求和相关产业化课题研发成果,提出适应我国城市水环境治理行业特点的产业化发展模式和引导机制,推动产业联盟发展,促进核心设备研发优势企业孵育和产业资源整合,提出技术与设备研发到产业转化的商业模式,建立规范化市场运营机制,构建城市水污染控制技术与设备信息服务和推广应用平台,为城市水环境综合整治技术与设备产业化提供引导、资源整合、市场渠道等多方位支撑体系,促进行业产业向规范化、集约化和市场化发展。

(4)城市水污染控制与治理关键技术应用及示范工程绩效评估

协调城市水环境主题各项目(课题)的组织实施,在重点流域综合示范课题关键技术与工程示范成果集成研究的基础上,研究建立城市水污染控制与水环境改善的技术应用效果评估、工程绩效评估和水环境整体改善成效评估技术方法及技术经济评价指标体系,跟踪评估综合示范类课题的关键技术应用效果、工程实施绩效和水环境整体改善成效,研究建立城市水污染控制与治理的绩效评估网络平台,开展城市水环境主题关键技术成果与示范工程的业务化评估与跟踪分析。

3、考核指标及成果形式

(1)提出基于城市水环境功能分类的城市水环境系统构建指标体系1套,形成城市水环境系统科学发展理论体系(基础理论、关联模型、专著、数据库等),提出我国城市水污染控制和水环境治理的总体方略和“十三五”实施框架。

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(2)形成城市水污染控制与水环境整治的技术体系和工程体系,提出重点流域城市尺度上水环境改善整体解决方案和分类指导办法。

(3)提出城市水环境治理技术与设备产业化发展模式和引导机制,引导成立专业技术设备产业联盟2-3个,培育核心龙头产业化孵化基地1-2座,构建城市水污染控制技术与设备信息服务和推广应用平台1座。

(4)建立城市水污染控制与治理关键技术及示范工程的绩效评估方法和指标体系1套,构建绩效评估网络平台1座,完成对重点流域城市水环境综合整治技术应用和工程示范的绩效评估。

(5)出版专著2部以上,申请软件著作权2项以上。

4、实施年限

2014年1月至2018年12月。

5、课题经费来源及构成

课题国拨经费不超过2200万元。

6、其它要求

申报单位(团队)在城市水环境系统发展理论、技术综合集成、水环境设施监管与产业化平台建设、工程绩效评估等方面具有一定的基础,具备与主题相关课题承担单位协调、配合、沟通的能力。鼓励研究机构、企业及管理事业单位相结合组建团队。

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饮用水安全保障技术研究与示范主题

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六、饮用水安全保障管理技术集成与能力建设项目

课题1:饮用水全流程水质监测技术及标准化研究

(一)指南说明

为有效支撑《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)的全面实施,“十一五”期间主要围绕饮用水水质检测技术和方法的标准化开展了比较系统的研究,初步编制了主要基于实验室分析的《城市供水水质检验方法标准》和主要基于免疫荧光分析的快速检测方法及基于特征光谱识别的快速筛查方法的《城市供水水质应急监测方法指南》,以及包含9项水质指标的《城市供水水质在线监测技术规程》。

随着水环境污染问题的日趋复杂化和国际上水质监测技术的进步,需要在不断充实《城市供水水质检验方法标准》和逐步完善污染物快速筛查及检测方法体系的基础上,重点研发低成本、低药耗、多目标、高通量、高灵敏的新型水质检测技术和相关的仪器设备,建立城市供水全流程的水质监测方法体系,为饮用水水质安全监管提供科学依据和技术支持。

(二)指南内容

1、研究目标

为适应饮用水水源污染的日趋复杂化和水质监测技术的快速发展形势,本课题在不断完善《生活饮用水卫生标准》中污染物的标准检测方法的基础上,建立针对国内外高度关注的饮用水新兴污染物的检测方法,研发低成本、低药耗、多目标、高通量、高灵敏新型水质检测技术和相关的仪器设备,优化集成并完善包括实验室检测、应急筛查检测和在线

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监测在内的供水水质监测技术和标准方法体系,为实现“从源头到龙头”全流程的水质监管提供技术支撑。

2、主要研究内容

(1)水质监测创新技术研发与设备研制

针对现有一些水质监测仪器设备体积大、购置费用昂贵、使用成本高、进样量大等突出问题,研发基于微流控生物芯片、低成本、低药耗、多目标的饮用水水质监测创新技术,研制适用于饮用水及水源水质监测的微型化、智能化的仪器设备,并在重点流域/地区进行应用验证,提升我国水质监测仪器设备研制和应用的技术水平。

(2)饮用水特殊污染物检测方法标准化

针对饮用水水质安全管理的需求,以多指标同时检测、低检测限、低成本及环保为目标,对《生活饮用水卫生标准》附录A中26项指标的检测方法进行补充完善,优化针对《生活饮用水卫生标准》中所有污染物的标准检测方法;针对国内外高度关注的饮用水中新型污染物,如致嗅物质、亚硝胺类及新兴卤代消毒副产物、大宗农药、全氟化合物、药物及个人护理用品等,研究建立标准化的检测方法。

(3)饮用水水质筛查与评价技术研究

针对突发性污染事件中污染物识别困难的问题,开展基于飞行时间质谱、二维气相色谱质谱等手段的污染物筛查技术研究,进一步补充完善用于应急管理的污染物指纹库及案例库,构建饮用水污染物筛查及应急监测技术体系;参照国际饮用水水质安全评价经验,

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系统评价各种生物测试方法的水质评价效果,在此基础上开发高效、稳定、灵敏的生物测试系统,完善饮用水生物测试方法体系。

(4)城市供水全流程监测技术集成与优化

针对城市供水从水源到供水末端各环节的监管需求,在长期运行的基础上进行系统的技术比较,进一步优化水源、水厂和管网在线监测系统,规范用于工艺优化运行的消毒副产物生成势、水质毒性生物监测系统以及用于管网优化运行的可同化有机碳(AOC)等测试方法,优化、集成包含实验室检测、应急筛查监测和在线监测的城市供水系统全流程水质监测技术体系。

3、考核指标

(1)开发具有自主知识产权、基于微流控生物芯片的水质检测创新技术和微型化的仪器设备一套以上,检测指标不少于5项,精度不低于同类常规设备,造价下降30%以上,使用成本降低50%以上;

(2)开发《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)中26项污染物以及不少于110项新兴污染物的分析方法,进一步补充完善城市供水水质检验方法行业标准;

(3)开发2-3种水中污染物筛查技术,形成污染物筛查技术体系,建立具有推广应用价值的污染物指纹库及案例库,提交《城市供水应急监测方法指南》修订稿;

(4)分别提出或完善针对水源、水厂和管网的在线检测系统技术规范,形成饮用水生物测试技术规范以及城市供水全流程水质检测方法指南;

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(5)形成发明专利不少于5项。

4、实施年限

2014年1月至2016年12月。

5、课题经费来源及构成

课题国拨经费不超过2000万元。

6、其它要求

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课题2:城市供水系统监管技术与业务化平台建设示范

(一)指南说明

“十一五”期间,针对我国饮用水污染事件频发问题,为加强水质监测预警技术支撑和提升应急响应能力,饮用水主题“预警监控”项目有关课题在多信源三级监测网络构建、时空分析和可视化表达、水质安全评价及预警方面开展关键技术研究。通过系统集成,初步建成了“城市供水水质监测预警系统技术平台”,并在建设部城市供水水质监测中心、山东省、济南市等进行了国家、省和城市三级技术平台的示范应用。

围绕城市供水系统全方位、多层次监管的业务需求,结合“智慧城市”建设的思路,“十二五”期间将进一步扩展平台功能,加强系统集成,形成国家、省、市三级城市供水系统监管业务化平台,实现由单一水质管理到供水系统综合监管的功能拓展,为全面提升我国城市供水系统的监管能力提供技术支撑。

(二)指南内容

1、研究目标

围绕我国城市供水系统全方位、多层次监管的业务需求,结合住建部“智慧城市”建设总体要求,在“十一五”成果的基础上,开展国家、省、市三级城市供水系统监管业务化平台构建和运行管理关键技术研究,优化平台体系总体设计,完善平台业务化功能,形成由平台建设和运行管理的关键技术、基础标准、技术指南及监管方法构成的城市供水系统监管技术体系并进行示范应用,为国家和地方的城市供水安全监管业务提供科技支撑。

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2、主要研究内容

(1)城市供水系统监管业务化平台体系总体设计

在“十一五”城市供水水质监控技术平台的基础上,进一步梳理国家、省、市三级城市供水系统监管业务化平台所需功能及基本要素,分析各功能和基本要素之间的相互关系,优化三级业务化平台体系的顶层设计,形成平台总体设计技术方案以及平台建设相关的标准规范,为规范化我国城市供水系统监管业务化平台提供技术支撑。

(2)城市供水系统监管业务化平台构建关键技术研究

根据我国城市供水系统监管业务化平台体系顶层设计,应用云分配、云储存和云计算等技术,开发信息管理、督察管理、考核管理、远程会商、应急支持、决策支持、通用资源管理等功能系统,集成相关技术和系统形成开放性、多层级、多功能的城市供水系统监管业务化平台构建技术。

(3)城市供水系统监管业务化平台运行保障技术研究

研发基础信息的优化采集、网络传输与质量保证技术,异构数据整合和海量信息提取技术,以分级管理和分项业务为导向的信息数据化处理和系统化处理技术,建立城市供水系统监管信息流和业务流管理关键技术;研发依托业务化平台开展供水系统风险评估和绩效评估的技术系统,建立各项评估中所需数据采集的技术途径,形成城市供水系统监管评估专家决策支持技术体系。

(4)国家级城市供水系统监管业务化平台构建

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根据城市供水管理的业务需要,建设国家级平台数据库、案例库、知识库,开发具备支撑全国城市供水安全管理各项主要业务功能的系统,集成应用信息化管理相关技术和各子功能系统,支持国家级城市供水系统监管业务化平台的建设和运行。

(5)省、市级城市供水系统监管业务化平台构建

选择典型省、市,开展省市两级平台建设技术和运行管理技术研究,建设省市两级平台数据库,优化完善水质预警技术,集成应用信息化管理相关技术和各子功能系统,支持省、市级城市供水系统监管业务化平台的建设和运行,最终形成可向全国推广的平台构建和运行管理模式。

3、考核指标

(1)提出国家、省、市三级一体化的城市供水监管平台体系顶层设计方案,对未来全国省、市级城市供水监管业务化平台建设提出总体目标、技术路线和分步实施策略,编制城市供水系统监管业务化平台建设与运行管理技术指南(建议稿)。

(2)建立基于云分配、云储存、云计算等多类技术集成应用的城市供水系统监管业务化平台构建和运行保障技术体系,提出相关的技术标准和规范(建议稿)3项。

(3)建成三个层面的城市供水系统监管业务化示范平台,包括国家平台1个、省级平台2个和市级平台6个,并结合“智慧城市”建设规划,在不少于20个城市中推广应用平台建设管理技术体系。

(4)省级示范平台的供水安全监管业务要覆盖省域范围内的全部城市和县城镇,并具

备对流域内重要水源的水质监测和预警功能。

(5)提出供水系统风险评估以及绩效评估的技术标准/指南,并建立通过城市供水系统监管业务化平台进行评估的技术导则。

(6)形成发明专利、软件著作权等知识产权不少于10项。

4、实施年限

2014年1月至2016年12月。

5、课题经费来源及构成

课题国拨经费不超过4500万元。其中,省市级示范平台建设的配套经费不低于相应国拨经费的1.5倍。

6、其它要求

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七、重点流域饮用水安全保障工程技术集成与综合示范项目

课题1:应急供水技术研究与重点区域应急能力建设示范

(一)指南说明

应急供水是保障城市供水安全、维护社会稳定的重要任务。当前应急供水的主要科技需求是:针对突发水污染的多样性和复杂性,进一步发展应急处理技术,扩大污染物的应对种类,并能够适应复杂的水源水质条件;大力推进应急供水区域能力的建设,形成应急供水的区域支援能力;进一步完善全国应急供水的管理技术体系,提升全行业的应急能力。本课题将在“十一五”水专项相关课题的研究基础上,根据当前全国应急供水的迫切需求,开展研究。

(二)指南内容

1、研究目标

为应对突发事件,保障城市供水安全,本课题将在“十一五”水专项研究的基础上,扩展完善应急处理技术,进行区域应急支援中心的示范建设,进一步完善应急供水管理技术体系。通过开展应急供水的技术创新、能力建设和管理创新三个方面的协同性、系统性的研究,提高我国应急供水的水平与能力。

2、主要研究内容

(1)水源突发污染风险污染物的应急净水技术研究

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针对突发环境事件污染物种类繁杂的现状,以基本覆盖主要的环境风险污染物为目标,选取约一百种事故风险高且危害性大的标准外污染物开展试验研究,确定适宜的城市供水应急净化技术,并确保能够适应同时含有多种污染物和高泥沙颗粒物的水源水质条件;建立相关的预测模型,能够对更多污染物进行应急处理特性预测,为应急供水提供技术支持和决策参考。

(2)应急供水东北区域支援中心示范建设

针对我国东北辽河流域、松花江流域诸多城市水源依赖长距离水库引水,存在水源污染风险和工程风险等供水系统可靠性脆弱问题,在东北地区某中心城市进行应急供水东北区域支援中心的示范建设,包括:重点供水系统应急能力评估、移动式应急供水辅助系统(预处理、产水消毒与分装等)评价、移动式应急供水设备的系统集成与综合测试、移动式应急检测装备、应急物资储备建设方案研究等,以形成面向东北地区的应急供水区域支援能力。

(3)应急供水西南区域支援中心示范建设

针对我国西南地区污染事故和地震泥石流等自然灾害频发等问题,在西南地区某中心城市进行应急供水西南区域支援中心的建设示范,包括:重点供水系统应急能力评估、移动式应急供水辅助系统(预处理、产水消毒与分装等)评价、移动式应急供水设备的系统集成与综合测试、移动式应急检测装备、应急物资储备建设方案研究等,以形成面向西南地区的应急供水区域支援能力。

(4)全国应急供水管理体系与能力建设制度化研究

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针对城市供水行业应急能力建设与组织管理方面存在的共性关键问题,结合行业主管部门的技术需求,开展针对性的研究,提出全国应急供水区域支援中心建设的规划方案,完成全国应急供水管理和能力建设的制度化指导文件,主要内容包括:应急预案编制指南完善,城市供水应急能力评估,以及应急能力建设中备用水源、处理设施和资源支撑体系的建设方案研究等,以整体提高全国应急供水的建设与组织管理的水平。

3、考核指标

(1)对新增加的约100种环境风险污染物确定适宜的应急供水净化处理技术。建立污染物的应急处理技术预测模型,对另外约200种污染物进行应急处理特性的模型预测。综合应急处理研究与应用成果,形成面向自来水厂的应急处理技术支持软件一套;

(2)在东北某中心城市进行应急供水东北区域支援中心的建设示范,形成对东北地区应急供水的技术支援能力,包括:完成重点供水系统应急能力评估报告;形成能应对不同风险、适应不同需求的系列化的移动式应急供水能力,具有供水消毒与分装的装置,并具备移动式应急水质监测等辅助/配套系统;

(3)在西南某中心城市进行应急供水西南区域支援中心的建设示范,形成对西南地区应急供水的技术支援能力,包括:完成重点供水系统应急能力评估报告;形成能应对不同风险、适应不同需求的系列化的移动式应急供水能力,具有供水消毒与分装的装置,并具备移动式应急水质监测等辅助/配套系统;

(4)完成全国应急供水管理和能力建设的制度化指导文件,形成以下文件的报批稿:应急预案编制指南修订、城市供水系统应急能力评估工作导则、应急供水备用水源建设规范、应急供水资源支撑体系建设方案、地方应急能力建设的考核指标体系等;

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(5)形成发明专利不少于4项。

4、实施年限

2014年1月至2016年12月。

5、课题经费来源及构成

课题国拨经费不超过4000万元。地方/企业为区域中心建设提供配套支持条件,涉及经费不少于1500万元。

6、其它要求

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课题2:重点流域水源污染特征及饮用水安全保障策略研究

(一)指南说明

我国城镇化和工业化快速发展,点源污染和面源污染负荷大、情况复杂,各流域饮用水源污染情况因其生产布局和自然环境的不同而呈现差异性,依照现行有关水质标准获得的水质监测数据尚不足以判明我国饮用水的水质风险。针对我国饮用水水质安全问题,“十一五”期间建立了针对我国饮用水污染物的风险评价方法,并对重点城市部分水厂的水源水质进行了初步筛查,发现水源污染具有明显的区域性特征。

本课题将进一步查明重点流域饮用水水源污染物特征,明确水源水质风险并研究其可处理性。在此基础上,建立重点流域水资源配置、水源污染治理和饮用水净化三者相协调的饮用水安全保障策略,并为构建科学合理的饮用水水质标准制定方法体系提供科学基础和技术支持。该研究是我国饮用水安全保障体系建设中十分重要的一项基础性科研工作。

(二)指南内容

1、主要目标

针对我国重点流域饮用水源污染情况复杂、水质风险基础数据缺乏等问题,通过系统研究明确重要水源中污染物的时空分布特征以及典型净水工艺技术对主要风险污染物的去除效果,针对重点流域提出水资源配置、水源污染治理和水质净化三者相协调的饮用水安全保障策略,并通过调查、实验和数据挖掘等手段补充完善水质标准制定所需关键基础数据,为构建科学合理的饮用水水质标准制定方法体系以及相关标准的修订及其顺利实施提供科学基础和技术支持。

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2、研究内容

(1)重点流域饮用水水源污染特征解析

以国际和我国饮用水水质标准以及国际关注热点问题为基础,筛选对我国饮用水水质安全可能产生较大影响的约200项水质指标,对研究区内重要饮用水源及饮用水开展水质监测与安全性评估,研究重点流域水源及饮用水中主要污染物的分布特征和饮用水源地污染物主要来源。

(2)重点流域饮用水风险污染物可处理性研究

通过水厂工艺效果分析和模拟实验,系统评价典型净水工艺对风险污染物的处理特性以及副产物在净水工艺流程中的生成规律,明确主要风险污染物的工艺可处理性,提出有效控制风险污染物的技术路线,为水厂工艺改造提供科学依据和技术指导。

(3)饮用水水质标准制定技术体系研究

通过抽样调查和对已有数据的统合分析,补充完善我国标准制定过程中所需的各类关键基础数据;系统开展饮用水源地微量污染物控制策略、污染物毒性评价方法以及饮用水途径暴露量贡献率计算方法研究,形成以定量风险评价和成本-风险削减定量分析为基础的饮用水水质标准制定方法体系和饮用水源地环境质量标准制定方法体系,结合全国污染物分布特征,全面评估我国现有水质标准的适用性,提出标准的修订方案。

(4)重点流域饮用水水质安全保障策略研究

根据饮用水水源污染源解析结果和典型净水工艺对污染物的处理特性,结合净水工艺

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技术发展趋势和饮用水源地污染物可控性分析,开展不同工程方案的技术经济性比较,提出水源污染物控制、水质净化和水源调配相协调的饮用水安全保障技术策略,为科学合理和优先利用重点流域当地水源提供技术依据。

3、考核指标及成果形式

(1)提交重点流域饮用水源污染特征与环境风险评估报告。范围为研究区的重要水源,涉及城镇数量不少于20个、水厂不少于100个,水质指标数量不低于200项,反映各流域重点水源和饮用水的污染特征,以及污染物的来源和可控性。

(2)提交重点流域主要污染物可处理性评估报告。污染物种类不少于20种。

(3)构建城镇饮用水水质标准制定支撑技术体系。包括:《生活饮用水卫生标准制定技术细则》(征求意见稿);《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)、《饮用水源地环境质量标准》等修订建议稿。

(4)编写“重点流域饮用水安全保障策略”。针对重点流域饮用水水源风险污染物的控制、典型净水工艺的处理特性以及跨流域调水的效益分析,提出重点流域城市饮用水安全保障技术策略与建议。

4、实施年限

2014年1月至2016年12月。

5、课题经费来源及构成

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课题国拨经费不超过4500万元。

6、其它要求

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课题3:江苏省域城乡统筹供水技术集成与综合示范

(一)指南说明

江苏地处太湖和淮河两大流域下游,是我国经济社会高度发达的地区之一,城镇化、工业化水平高,人口密度大。随着经济社会的快速发展和生活水平的提高,城乡居民对饮用水水质要求越来越高,但是对于这样一个人口密集、工业生产强度非常高的省份,供水安全保障始终面临巨大的压力。同时,江苏省在城乡统筹区域供水方面走在全国前列,全省城乡统筹区域供水通水乡镇覆盖率为79%,在太湖流域该指标高达90%以上。但是,在城乡统筹区域供水这一新形势,面临如何进行水源的优化配置,如何保障乡镇末梢的水质,以及如何加强监管等问题,迫切需要开展针对性的研究,在示范应用的基础上,构建城乡统筹区域供水条件下省级监管技术体系。

(二)指南内容

1、研究目标

针对城乡统筹区域供水新形势下出现的饮用水安全保障问题,以江苏省为对象,在省级层面开展饮用水安全保障关键技术集成及监管技术研究,并在江苏省全域开展规模化应用示范,为江苏省实现城乡双水源供水全覆盖、深度处理全覆盖、城乡供水全覆盖、二次供水管理全覆盖、水质监控全覆盖提供有力的技术支撑,为国家重点流域饮用水安全保障的全省域监管提供范例。

2、主要研究内容

(1)城乡统筹供水关键技术集成与推广应用

针对省内不同水源水质差异大的特点,开展深度处理适用条件研究,提出适用水源水质特点的饮用水深度处理技术规程;针对城乡统筹区域供水面临的水源和水厂选择问题,开展城乡统筹区域供水条件下乡镇村管网的输送距离与水龄、水压、水质等的关系,在成本效益分析的基础上,提出指导水源、水厂优化配置的技术导则、城乡统筹区域供水系统运行模式以及联合调度技术规程;配合各地城乡统筹区域供水工作的推进开展相关集成技术的应用示范,并在全省进行推广。

(2)江苏省城乡供水监管技术体系运行示范

针对各地在水源保护、水厂工艺、供水管网、二次供水以及供水规划等环节存在监管手段严重缺失的问题,开展省域范围内的调查分析,总结提炼各地的成功经验,形成面向全省的监管技术规程和规范化文件;针对“水源—水厂—管网”供水全流程进行供水水质关键点分析,构建覆盖全省内流域上下游的水质监测预警技术体系,研究提出省域内不同部门间的数据信息交流模式与机制;针对供水行业信息化水平低、各地发展水平差异大的问题,构建全省统一的信息化系统,建设集预警、监测、运行管理、信息服务为一体的省级监管平台,并与国家平台对接。

(3)宜兴市城乡供水全覆盖安全保障综合示范

围绕宜兴市全面提升饮用水安全保障水平的客观需求,以市域城乡统筹供水为主线,开展宜兴市水资源配置与调度、复杂水源系统保护和调配技术、适用于各类原水水质的饮用水处理工艺、城乡统筹供水管网水质、城乡供水全流程综合管理平台构建等研究,通过技术集成与市域综合应用示范,形成有效的城乡统筹供水新模式,全面提升宜兴市供

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水水质和安全保障综合能力。

3、考核指标

(1)集成多水源调配、深度处理、二次供水等技术,通过技术推广与应用,实现江苏省内90%以上县级以上城市和85%以上的乡镇龙头水质稳定达到《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006);

(2)出台5-6项支撑饮用水安全保障监管的省级标准与规范,具体包括:应急备用水源的维护管理标准与启用调度规程、管网与二次供水设施的水质日常监测点和在线监测点规定、深度处理工艺选用管理技术规程、二次供水技术和管理标准、水质信息公示管理办法等;

(3)建立全省统一的信息化系统,建设集水质监测、预警、运行管理、信息服务为一体的省级监管技术平台及相应的运行管理机构,并与国家平台实现对接;

(4)建设宜兴市为城乡一体化从源头到龙头的饮用水安全保障技术与监管体系示范市,实现供水城乡市域全覆盖,建立城乡供水全流程综合管理平台,形成宜兴市城乡统筹供水运行管理技术规程,龙头水水质稳定达到《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006),直接受益人口110万。

4、实施年限

2014年1月至2016年12月。

5、课题经费来源及构成

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课题国拨经费不超过6000万元,地方等配套经费不低于国拨经费的2倍。

6、其它要求

技术优势突出的单位可针对本课题中的单项任务进行申报。

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课题4:巢湖市水源优化与水质保障技术研究与示范

(一)指南说明

巢湖富营养化状况严重,是国家水污染重点治理的“三河三湖”之一。巢湖市以巢湖水为唯一水源,净水工艺落后,配水系统布局不合理,特别是高藻期面临取水困难、水质水量难以保证的严峻问题。因此,加强水源地保护,优化取水方案,确定应急备用水源,加强城市供水系统能力建设是巢湖市整体提升饮用水安全保障能力的当务之急。针对巢湖市上述需求,设立“巢湖市水源优化与水质保障技术研究与示范”课题。

(二)指南内容

1、研究目标

针对巢湖市以巢湖水为唯一水源、高藻季节取水困难的突出问题,在系统研究巢湖水源地水文、水质时空变化规律的基础上,优化取水点设置和取水口工程设计方案,研究提出备用水源地建设方案,并通过示范工程建设,结合水厂工艺提升、管网优化以及监管平台建设,形成巢湖市从水源、水厂、管网到用户的饮用水全流程保障系统。

2、主要研究内容

(1)巢湖水源取水方案优化及备用水源地示范建设

针对湖库型水源取水点确定方法不规范的问题,系统分析各类湖库型水源地水质变化规律,评估取水方式对取水水质的影响,在此基础上分析巢湖东半湖水源地水文水质特征及其时空变化规律,优化巢湖市取水方案,并进行水源安全取水工程应用示范;深入分析

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河湖交互作用,研究利用入湖河流建设备用水源地的可行性,提出巢湖市备用水源地建设方案,并示范建设供水规模为10万吨/日的备用水源地。

(2)巢湖季节性高藻水水质净化工艺优化与示范

针对巢湖水源水存在季节性高藻和嗅味等污染的特点开展水质净化工艺研究,探讨以臭氧预氧化和低强度深度处理技术为核心的藻类和嗅味强化去除工艺的可行性,并进行工程示范;针对现有水厂工艺落后、水源水质适应性差的问题进行工艺及运行优化技术研究,强化冬季低温期浊度去除效果,并进行应用示范。

(3)巢湖市供水管网优化与运行管理技术研究及应用示范

依据巢湖市规划建设用地布局及地形,研究适宜本区域供水特征的分区供水模式,优化分区供水及管网布置方案;研发地下管息动态维护系统,建立具有管网水质水量模拟、动态仿真、优化调度、实时控制和专家决策等功能的配水管理系统,并进行相应的工程应用示范。

3、考核指标

(1)形成湖库水源取水口建设技术指南,在巢湖东湖水源区优化选择和示范建设日供水规模为20万m3的取水口,确保水华爆发期水厂能正常取水;建设10万m3/d规模深度处理示范工程,臭氧投加量不高于2mg/L,出厂水水质稳定达到《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)要求;

(2)建设8万m3/d规模水厂升级改造技术应用示范工程,示范工程运行增加制水成

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本不超过0.10元/m3,出厂水水质达到《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)的要求;

(3)建设日供水规模为10万m3的备用水源地,备用水源水质主要指标满足地表三类水标准(GB3838-2002),高藻期藻类细胞密度低于2000万个/L;

(4)建设供水管网安全保障示范工程,示范区覆盖整个城区供水区域,管网末梢水质达到《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006),受益人口30万以上;供水管网漏损率在现状基础上降低5个百分点,配水能耗降低2.5%;建成城市供水系统管理平台1个;

(6)形成发明专利不少于5项。

4、实施年限

2014年1月至2016年12月。

5、课题经费来源及构成

课题国拨经费不超过5000万元,地方等配套经费不低于国拨经费的2倍。

6、其它要求

技术优势突出的单位可针对本课题中的单项任务进行申报。

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课题5:村镇安全供水技术体系构建及重点流域规模应用

(一)指南说明

针对目前农村饮用水安全保障工程及监管技术基础薄弱、饮用水供水水量和水质不稳定、供水工程连续运行性能差等问题,在“十一五”研究基础上,通过开展农村水源保护技术研究、供水适用技术集成、水质保障管理技术体系构建及重点流域规模化应用示范,形成较为完整的、具有适应城镇化进程的农村饮用水安全保障工程技术体系,提出解决农村饮用水安全保障的技术方案,初步解决重点流域农村饮用水安全保障工程技术和管理技术中的关键问题,为保障农村居民饮用水安全提供强有力的支撑。

(二)指南内容

1、研究目标

通过全国范围内的典型工程调查、技术测试、问题分析、经验总结,结合中试研究,对适用的农村安全供水共性技术和管理措施进行集成、完善和规范化,构建适宜不同区域的农村饮用水源配置与保护方法、不同类型农村饮用水安全工程设计与建设规范以及相关监管技术等,在淮河、辽河等重点流域选择2个典型县,开展县域规模的工程应用示范研究,全面提升示范区的农村饮用水安全工程建设质量和管理水平,将其建成能引领全国的农村饮用水安全保障科技示范县。

2、主要研究内容

(1)农村饮用水适用技术集成与监管技术体系研究

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在“十一五”村镇饮用水项目适用技术初步研究的基础上,进一步研究集成普适性强的地表水、地下水等不同农村水源保护、水质净化与消毒、水质检测与监管等技术,形成适应城镇化进程的农村饮用水工程技术与监管技术体系。

(2)农村地表水供水适用技术集成及重点流域规模示范

选择淮河流域典型县,针对地表水源地污染和饮用水水质不能稳定达标问题,重点开展水源地污染防控、以慢滤为核心的水质净化、饮用水配送、安全消毒等的规范化建设技术和运行维护技术研究,并在县域规模上开展技术应用工程示范。

(3)农村地下水供水适用技术集成及重点流域规模示范

选择辽河流域典型县,开展系统的地下饮用水源地污染物分布特征调查,进行地下水盐异位去除、环保除氟、铁锰高效稳定去除、安全消毒等技术的集成研究,建立适应当地水质条件和饮用水消费习惯的优化组合工艺和运行管理模式,并在县域规模上开展技术应用工程示范。

3、考核指标

(1)构建1套适用的农村饮用水安全供水工程技术体系,形成相应的监管方案与技术,并由主管部门发布实施。主要内容包括水源保护、水质净化与消毒、水质检测与监管技术等;

(2)研究制定2个示范县的农村饮用水安全保障发展规划和实施方案,支持建立2个县级专业化运营的饮用水综合服务中心,形成适合农村供水专业化和规模化运行管理的

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长效机制。

(3)建成2个农村饮用水安全保障科技示范县,涉及人口不少于60万人。新建和改建供水工程的水源及工程布局合理,水处理和消毒设施齐全,工程均能良性运行,饮用水水质稳定达到《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)的要求。

(4)形成发明专利6-7项。

4、实施年限

2014年1月至2016年12月。

5、经费来源及构成

课题国拨经费不超过3500万元,示范县配套的工程建设经费不低于国拨经费的1倍。

6、其它要求

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八、饮用水安全保障共性技术创新与应用示范项目

课题1:建筑水系统微循环重构技术研究与示范

(一)指南说明

建筑水系统是城镇供水的末端系统和排水的始端系统,直接关系到用户水质安全、节水需求以及排水卫生。但是,由于系统构成中开口多、管材多样、设备器具多、水力条件差、管理难度大等原因,造成了水质易污染、节水效果差、排水卫生性能低等问题,特别是城市开发中高楼比例越来越大,相关问题更加突出,亟待突破水质安全、节约用水以及排水卫生的技术与管理瓶颈。本课题针对建筑水系统水质安全、节约用水、设备材料、管理模式、排水性能等开展研究,在技术集成的基础上进行示范工程建设,为解决供水“最后一公里”的安全保障问题提供科技支撑。

(二)指南内容

1、研究目标

针对建筑水质安全存在的问题,围绕建筑水质安全、节水技术、设备材料、排水卫生以及微循环系统构建等环节开展关键技术研究和关键设备开发,编制完成相关技术标准规范,在技术集成的基础上建设示范工程,着力强化提升建筑水质安全、节约用水和排水卫生水平的技术创新能力,实现节水、节能、节药,解决“最后一公里”的水质安全保障问题,并通过雨水、灰水的收集、处理和利用,构建健康微循环系统。

2、主要研究内容

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(1)建筑给水水质安全保障技术研究

针对城市建筑给水系统存在的各种风险和问题,在系统调查分析城市建筑给水系统的水质及影响因素的基础上,研究建筑给水和热水系统水质二次污染规律与控制技术;开展二次供水设施与系统优化技术研究,研发热水系统军团菌杀灭技术研究与设备,形成二次供水与热水水质保障关键技术,修订/编制相关技术规程/标准。

(2)建筑水循环系统重构关键技术研究

针对建筑用水量基础数据缺乏的问题,以节水、节能、节药为前提,在系统全面调查研究建筑用水量及用水规律的基础上,进行建筑用水定额研究与修编;针对目前高层建筑排水系统普遍存在的卫生安全问题,通过对现有典型建筑物的系统调查、模拟实验和模型模拟研究,研发高水封保持能力的地漏、存水弯构造技术等臭气控制技术,优化高层建筑排水系统,提升高层建筑排水系统卫生安全保障能力;研究用水器具节水性能评价技术,研发适用于住宅户内的节水成套技术和设备,并开展基于多功能高效改性滤料的雨水、灰水的收集、处理、储存和利用研究,构建健康微循环系统。

(3)二次供水主要设备及材料评价与选用技术研究

针对城镇二次供水设备和管材种类繁多、相关环节监管缺失等问题,在研究分析现有二次供水设备和材料的性能及技术参数的基础上,提出二次供水主要设备和材料的评价技术,构建建筑给水系统综合测试平台;在针对全国代表性城市进行全面调查的基础上,研究分析二次供水建设、运行维护与监管过程中存在的关键问题,研发二次供水管理信息系统,提出符合我国国情及地域特点的二次供水管理模式和技术。

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(4)建筑生活用水系统安全保障技术集成与应用示范

分别在重点流域和典型城市(北京、天津、沈阳等地)选择不同建筑类型和规模的民用建筑,分别进行排水、节水及微循环系统研究成果的工程示范和成果验证,促进新技术和设备材料在工程上的推广应用,在此基础上进行建筑给排水设计规范的更新。

3、考核指标

(1)形成建筑给水水质保障技术体系:提出建筑给水和热水系统二次污染关键指标的控制技术;形成高层建筑多级转输供水的水质变化规律与水质安全控制技术;提出并优化建筑给水的安全消毒技术,制订出《生活热水水质标准》(行业标准),修订完成《二次供水技术规程》(行业标准)。

(2)研发水质保障技术设备2项:

生活热水生物安全技术设备。研发建筑给水安全消毒设备与控制系统1套,出水满足世界卫生组织规定:军团菌小于1cfu/100mL,设备规格:DN25-DN100。

(3)研发完成建筑节水节能关键技术:高位水箱与变频泵供水系统的节能特性比选研究与技术指南;节水器具工程应用指南;编制完成《城市建筑与小区用水定额标准》(建议稿)。

(4)研发完成住宅户内节水成套设备1套:建筑室内排水资源化安全利用集成装置研发,储水容积 0.05-0.1m3,满足户内安全回用要求 。

(5)提出二次供水设备与材料选用、评价技术:开发出建筑用供水管材与设备评价体

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系和数据库,编制选用与评价指南,完成相关软件系统开发1套。

(6)完善二次供水管理技术体系:编制完成《热水水质安全技术规程》,提出热水运营管理模式。

(7)研发建筑排水卫生安全技术:编制完成《住宅排水系统排水能力测试标准》(行业标准);建立预测超高层建筑排水系统排水能力的数学模型;研究确定出高层建筑排水系统反臭气控制指标;研发出厨余垃圾排放系统成套技术和关键设备。

(8)编制修订《建筑给排水设计规范》(国家标准),主要修编点:建筑水质保障措施、生活用水量定额、二次供水系统节水节能设计、热水消毒技术、排水卫生安全措施、排水能力设计参数。

(9)进行公共建筑、住宅建筑微循环单项技术试点与集成技术示范:

公共建筑示范:二次供水水质保障技术集成、热水消毒技术、建筑节水节能技术、排水卫生安全保障技术等技术集成示范,并建立水质水量监测控制系统;示范区为建筑面积4万平方米以上的公共建筑。

住宅建筑示范:住宅户内排水资源化安全利用成套技术示范(示范建筑面积为10万平方米以上);围绕辽河、海河流域典型城市沈阳和天津进行二次供水管理模式、水质保障技术、排水卫生性集成、厨余垃圾排放系统等综合示范(示范总建筑面积50万平方米以上)。

(10)形成发明专利不少于5项。

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4、实施年限

2014年1月至2016年12月。

5、课题经费来源及构成

课题国拨经费不超过4000万元,配套经费不低于国拨经费的1.5倍。

6、其它要求

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课题2:城市供水管网智能管理系统关键技术研究与示范

(一)指南说明

信息化、智能化给供水行业提升管理水平带来了机遇。但目前我国供水行业存在数字化管理缺乏统一标准、各地供水企业信息化应用水平差别较大、不同管理系统信息共享困难等问题,在很大程度上导致资源浪费和效率低下。本课题将重点研究城市供水系统运行管理关键技术与应用技术,全面优化供水系统的运营模式,通过建立具有标准化和开放架构的供水管网系统智能化管理平台,集成相关技术与配套产品,开展应用与示范,为全面提高我国供水企业安全运行与智能化管理整体水平提供技术支撑。

(二)指南内容

1、研究目标

通过建立具有标准化和开放架构的供水管网系统管理平台,集成相关技术与配套设备,制定供水企业智能化技术行业标准,建立通用性供水管网系统智能化管理平台,研制与供水系统运营管理配套的智能水表以及其他相关仪表接入技术标准。供水管网系统智能化管理平台通过提供免费的基础服务与有偿的增值服务相结合的运行模式,形成新型的服务产业,为全面提高我国供水行业安全运行与智能化管理整体水平提供技术支撑。

2、主要研究内容

(1)供水管网系统智能化管理支撑框架和数据标准化研究

研究我国城市供水管网系统管理的系统框架与行业标准,开展供水系统基础数据、监

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测数据的采集、编码、分类、存储的标准化和管理系统对外交互接口的标准化研究,为建立可扩展、可移植的智能化管理系统奠定统一的数据基础,为形成适合我国供水企业特点并支持行业共享的供水管网系统智能化管理平台提供技术支撑。

(2)供水管网系统智能化管理关键技术研究

开展面向供水系统业务流程的关键技术研究,结合系统框架设计要求和相关行业技术标准,开发供水系统各管理子系统,为后续的系统集成和平台开发奠定基础。同时,研制与供水系统运行管理配套的智能化配套产品,提高供水管网系统管理平台的执行力。

(3)供水管网系统智能化管理平台技术集成与示范应用

根据供水管网系统智能化管理支撑体系的框架设计,构建供水管网系统综合数据中心,集成各管理子系统、数据采集设备和配套产品,重构并整合现有信息管理系统,选择典型城市供水系统示范建设供水管网系统智能化管理平台。

(4)城市供水管网智能化管理系统的产业化研究

开展供水智能化管理系统的产业化模式的研究,根据供水系统对水流量数据的要求,着重研究智能水表设备及智能系统的产业化,依托示范工程,提出适合我国供水行业情况的可持续性产业化实施方案。

3、考核指标

(1)提交3个标准规范:《供水信息化体系标准(征求意见稿)》、《供水管网系统信息采集接口标准(征求意见稿)》、《智能水表行业技术标准(征求意见稿)》。

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(2)开发出供水管网系统动态水力计算引擎软件、供水管网系统专用GIS集成系统软件和基于SOA架构的通用供水管网系统智能化管理平台。

(3)具有无线通信功能的宽量程高准确度超声电子水表和电磁电子水表样机各1台,供水系统水参数的检测与控制系统1套,智能水表成本降低15%以上,市场占有率达到8%以上,市场增长率年递增20%以上。

(4)完成“供水管网系统智能化管理产业化集成平台”的开发并开展示范运营,智能化管理平台增值模块产业化应用不少于20例,综合示范应用城市2-3个,平台应能涵盖示范城市的整个管网系统,并应用于示范城市供水管网的抢修维护,缩短应急抢修响应时间50%。

(5)形成发明专利等知识产权不少于6项。

4、实施年限

2014年1月至2016年12月。

5、课题经费来源及构成

国拨经费不超过4500万元。

6、其它要求

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课题3:饮用水特殊污染物去除原创性技术研究与应用

(一)概述

本课题指南提出了一批开放式的原创性技术类的研究任务,原则上以任务为单元进行招标,主要任务包括但不限于以下三类:第一类是国外已取得显著成果,国内尚未应用于实际工程的技术,例如地下水氯代烃类污染物去除技术,基于纳滤膜、反渗透膜的水质净化技术,结晶法高硬度水软化技术,河岸过滤技术等;第二类是国外已开展广泛研究,国内尚未或较少涉及的技术,例如基于正向渗透法、膜蒸馏的水质净化技术,地下水盐生物去除技术,低成本高效的重金属去除技术等;第三类是可应用于本领域的其他学科的创新性技术,例如饮用水中放射性物质去除技术、微鼻高效吸附材料等,基于新能源、新材料、新工艺的水处理技术等。本指南仅以饮用水中放射性物质净化技术和地下水氯代烃类污染物深度去除技术研究与示范两个任务作为申报模板,其他选题每个任务经费支持强度一般控制在500-1000万元之间。

(二)指南内容

任务一:饮用水中放射性物质净化技术研究

1.指南说明

随着我国经济的高速发展,核能开发利用和国防安全等对核材料需求量日益增加,由此可能导致的饮用水源放射性污染将会给饮用水安全保障带来新的问题,而核事故等突发的放射性水污染事件更是饮用水安全保障的一大隐患,影响社会稳定。为此,设置“饮用水中放射性物质净化技术研究”任务。

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2.指南内容

(1)研究目标

在系统调查的基础上完成《我国典型区域放射性水源水质化学特征分析报告》;针对放射性事故等可能导致的低放射性水污染问题,研发与水源中主要核素形态相匹配的机制与技术,强化集中式水厂工艺去除放射性污染的能力,形成放射性核素去除组合工艺和应急处理装置,并编制《饮用水放射性核素污染净化处理技术指南》,为解决因放射性污染导致的饮用水安全问题提供技术支撑。

(2)主要研究内容

① 典型放射性核素污染水源水质化学特征研究

选择重点流域/区域潜在的具有天然或人为放射性核素污染风险的饮用水源开展水质调查,对水中放射性物质进行定性定量分析,明确其存在形态、污染水平、变化规律和共存污染物,在此基础上提出我国典型区域饮用水放射性污染状况分析报告。

② 低放射性污染水源水厂强化处理技术与工艺研究

针对受持续性低水平放射性核素污染的集中式给水厂,以去除饮用水中放射性物质为目标,研制适用于集中式给水厂处理工艺的高效水处理药剂,形成适应集中式给水厂的低放射性污染强化去除关键技术。

③ 突发性核素污染应急供水技术研究

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针对突发性放射性污染事故,根据放射性核素种类研发相关药剂,开发以混凝沉淀-吸附-膜过滤为主体的低水平放射性污染应急净化技术;探索膜浓缩液、废弃吸附剂等物质的安全处置技术和方案;根据水源放射性污染特征和供水规模,进行净化设备的模块化、成套化设计,并研制出相应的样机。

(3)考核指标

① 编制《我国典型区域放射性水源水质化学特征分析报告》和《饮用水放射性核素污染净化处理技术指南》各1部;

② 开发用于持续放射性污染水源和突发性核事故污染水源水质净化的专用水处理药剂,使出厂水的放射性指标满足《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)放射性指标(总α和总β)的要求;

③ 研制达到中试或小型工程应用规模的样机1套,实现对污染水源中铀等典型核素的有效净化,出水放射性指标(总α和总β)达到《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)的要求,样机处理规模不小于50m3/d;

④ 形成发明专利不少于3项。

(4)实施年限

2014年1月至2016年12月。

(5)经费来源及构成

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国拨经费不超过1500万元,配套经费不低于国拨经费的1倍。

(6)其它要求

无。

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任务二:地下水氯代烃类污染物去除技术研究与示范

1. 指南说明

随着我国工农业的迅猛发展,地下水污染越来越严重,由此而产生的饮用水安全问题也逐渐凸显。调查显示,在全国31个省69个城市地下水检测中有个城市至少能够检出一项有机污染物,其中氯代烃类污染物检出率较高;黄淮海、辽河、太湖重点流域工业密集,地下水氯代烃类污染有加重趋势,近年来经成为影响这些地区饮用水安全的一个新问题。我国目前尚缺乏地下水厂氯代烃污染物适用性去除技术,还没有可供推广的规模化工程案例。为此,设置“地下水氯代烃类污染物去除技术研究与示范”任务。

2. 指南内容

(1)研究目标

针对黄淮海地区地下水氯代烃污染来源复杂、浓度变化大等现状,开展地下水氯代烃污染源分析及分布特征研究,研发高效实用的氯代烃去除技术,优选建立地下水厂氯代烃净化处理集成技术体系和示范工程,保障示范区地下水氯代烃类污染物的有效控制与饮用水安全。

(2)主要研究内容

① 氯代烃污染物源分析与分布特征研究

针对地下水氯代烃污染物来源复杂的污染现状,以实现准确判断地下水氯代烃污染来源为目标,开展氯代烃污染物源分析与分布特征研究。在调查区内石油、冶炼、化工等工

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业企业的点源地理位置、工艺流程及产排环节的基础上,开展源解析技术研究,查明地下水中氯代烃类污染物的污染源,明确其分布迁移特性。

② 氯代烃水厂高效去除技术研究

针对调研区氯代烃污染特性,研发曝气吹脱、活性炭吸附、膜过滤、高级氧化以及零价铁还原等创新性去除技术,综合比选去除氯代烃技术的效率和成本,提出高效实用、经济合理的氯代烃去除工艺,建立最优化的工艺运行条件。

③ 氯代烃去除技术改造示范工程建设

开展氯代烃去除工艺中试验证研究,并应用于受氯代烃污染的地下水厂技术改造,建立氯代烃去除技术示范工程,为受类似污染的地下水厂水质稳定达标提供技术支持。

(3)考核指标

① 编制研究区地下水有机物污染现状报告1部,研究区面积不小于50平方公里,明确污染物分布特征和污染源。

② 形成地下水厂氯代烃去除技术及工艺组合方案,明确不同技术的最佳运行条件。

③ 在黄淮海流域调查区建成规模不少于5万m3/d示范工程水厂1座,水中主要氯代烃类污染物去除率不小于80%,出水水质符合《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006),处理成本增加不超过0.2元/m3。

④ 编写地下水氯代烃深度处理工程技术导则1部。

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⑤ 形成发明专利不少于5项。

(4)实施年限

2014年1月至2016年12月。

(5)经费来源及构成

国拨经费不超过1200万元,配套经费不低于国拨经费的1倍。

(6)其他要求

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