水体污染控制与治理科技重大专项

附件3：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）申报指南住房和城乡建设部水专项实施管理办公室二〇一四年四月目录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、海河流域典型城市水环境整治技术研究与综合示范项目...............3课题1再生水补给型城市河湖水质改善与安全保障技术集成与示范..........3课题2城市污水能源资源开发及氮磷深度控制技术的集成研究与综合示范....8二、城市排水管渠数字化诊断、清淤设备及修复材料产业化项目..........12课题3城市排水管渠数字化诊断、清淤设备及修复材料产业化.............12三、小城镇污水处理成套设备产业化与整装集成应用项目................17课题4小城镇污水处理成套设备产业化与整装集成应用...................17饮用水安全保障技术研究与示范主题.................................22四、饮用水安全保障共性技术创新与应用示范项目.....................23课题5饮用水放射性污染控制技术及应急装备研发......................23课题6地下水源饮用水卤代烃及硬度控制技术研究与工程示范.............26五、饮用水安全保障管理技术集成与能力建设项目.....................29课题7城镇供水安全监管及应急支持业务化平台建设示范.................29课题8突发事件城市供水水质风险评估与应急管控技术支撑体系...........322城市水污染控制与水环境综合整治技术研究与示范主题3一、海河流域典型城市水环境整治技术研究与综合示范项目课题1再生水补给型城市河湖水质改善与安全保障技术集成与示范（一）指南说明近年来，公众对城市水生态环境质量的要求日益升高，各级政府对水生态环境改善日益关注。但由于天然禀赋不足、补水水源缺乏，北方地区城市河湖水系常见断流、局部水生态环境质量恶化、水体流动性差、水体自净能力不足、水生态系统脆弱等难以有效解决的问题。本课题将重点解决再生水补给城市河湖的水质稳定性保障、城市河湖水系的水质维护和水生态修复、再生水自然回补地下水水环境风险防范、适于城市河湖水系功能区划要求的水质水量调控以及城市水生态环境系统安全评估等科学技术难题，通过技术集成研究与大规模工程示范应用，形成一批实用的技术方法、管理体系和工程经验，为城市生态环境质量改善提供科技支撑。（二）指南内容1、研究目标针对北方特大型城市水生态环境系统建设与日常维护的科技需求，开展城市河湖多水源补水水质保障技术研究与示范、城市河湖水系生态修复技术集成与示范、河湖多水源补水对地下水的影响与控制对策研究、基于城市河湖水系功能区划的多水源水质水量调控研究、城市河湖水系水生态环境系统安全评估，结合相关依托工程，在示范区内进行综合示范研究，实现示范区水生态环境质量的明显4改善，主要水质指标符合景观水体相关标准，达到水体功能区划的要求，提升城市水生态服务价值，为实现北方特大型多水源补给河湖水体水生态环境安全提供技术支撑。2、主要研究内容（1）城市河湖再生水补水水质保障技术研究与示范针对再生水为主要补水水源的城市河湖水体补水水质安全稳定保障，着重影响水体色度、透明度和藻类繁殖的指标，开展污水深度再生处理及雨水收集处理技术的筛选与集成应用；探讨污水处理和再生处理的联动调节、再生水水质安全保障、河湖补水后的再生水水质迁移转化以及对城市河湖安全稳定补水的影响；开发再生水水质稳定保障调控及风险因子控制、再生水运移过程水质监控及保障的技术方法，建立示范工程。（2）城市再生水补水为主型的河湖水系生态修复技术集成与示范针对北方城市河湖水源紧缺、水质复杂、流动性差、连通不足、人为干扰严重、富营养化普遍存在等现状问题，开展适合于北方地区气候和地域特征的河湖污染水体生态修复技术筛选与集成技术应用，重点开发和集成应用有效控制水体色度、透明度和藻类繁殖的技术方法及运行管理措施，并研究河湖水系水生态修复技术及评估方法，筛选适于北方特大型城市河湖特点的修复技术方案及工程方案，建立河湖水生态修复示范工程。（3）城市河湖再生水补水对地下水的影响与控制对策研究5针对北方城市河湖多水源补给，尤其再生水主水源状况，通过自然回归可能引起的特征污染物对地下水的潜在污染风险，研究河道再生水中典型污染物在包气带介质中的迁移转化机理；开展典型水文地质单元再生水利用区地下水环境监控及示范，构建分层地下水环境立体监测网，识别再生水自然回归的地下水风险因子及其对地下水环境的影响程度；评价典型再生水利用区水文地质特征及防污性能，划分再生水利用的适宜区及水质标准，并提出地下水污染风险控制的对策方案。（4）适于城市河湖水系功能区划的水质水量调控研究针对城市河湖的水量水质功能定位（区划）、目标差距的定量化分析和维护管理中的问题，综合考虑城市河湖水力关系的复杂性、再生水补水水质的时空变异性以及水质改善措施的多样化，开展城市河湖示范区水量水质综合数值模型研究，判识水质水量的关键影响要素，研究河湖水质生态改善措施的参数化方法。提出在保障不同水体功能区划要求下的再生水补水调配及水力调度方案；建立再生水补水示范河道水质水量联合调度管理平台，并初步实现业务化运行示范应用。（5）城市再生水补水为主型的河湖水系水生态环境系统安全评估针对北方特大型城市河湖水系大量利用再生水带来的水生态环境潜在安全问题，从水化学、水质毒理、水生态等方面研究构建城6市河湖水系水生态环境安全评估指标体系，筛选适合于北方特大型城市河湖水系多水源补水的水生态环境安全评估模型，对不同调度情景下的水生态环境安全进行评估与预测，并提出相应的控制对策与技术支撑体系，为北方特大型城市河湖水系及海河流域类似城市水系的管理和良性运行提供技术支撑。3、考核指标（1）再生水补给型城市河湖水质安全保障与生态修复技术集成应用的示范区面积不小于100km2的城市河湖流域。（2）在城市河湖流域示范区内建立再生水水质稳定保障调控及风险因子控制技术示范工程，运行规模不低于10万m3/d，出水水质主要指标稳定达到地表水Ⅳ类标准要求（其中总氮≤8mg/L，总磷≤0.3mg/L，色度≤10），达标率达到96%以上。（3）建立现状为劣Ⅴ类的再生水补给型城市河道（近自然型河道，至少河底无衬砌）生态治理示范工程，河道长度不低于10km，修复后河道水体水质主要指标稳定达到地表水Ⅳ类标准（其中总氮≤8mg/L）、总磷≤0.3mg/L、DO≥3.0mg/L、色度≤10、透明度≥1.0m、SS≤5mg/L，提供一年以上第三方连续监测数据报告。（4）建立城市再生水景观水体（湖库）生态修复示范工程，示范区总面积不少于300公顷，水体总面积不低于60公顷，修复后示范区内水体水质主要指标稳定达到地表水Ⅳ类标准（其中总氮≤6mg/L、总磷≤0.1mg/L、DO≥3.0mg/L、色度≤10、透明度≥1.2m、SS≤5mg/L），达标率达到90%以上，并提供一年以上第三方连续监测7数据报告。（5）结合示范区建设和运行，制定和形成再生水补给型城市河湖水系的水生态修复技术评估方法及指南、水生态环境安全评估技术方法及指南、城市水系再生水利用适宜区划方法及指南（通过主管部门认定）；完成100km2示范区的再生水利用适宜区划示范，区划方案得到行政主管部门认可（批复）；提出在保障不同水体功能区划要求下的再生水补水调配及水力调度方案，在示范工程中应用，达到设计的控制目标。（6）提出城市水系再生水补给对地下水水质安全评估与控制技术体系，构建出示范区分层地下水环境立体监测网；对示范区开展评价，提出的控制方案得到行政主管部门认可；编制《基于地下水安全的非饮用水水源地河湖再生水利用水质标准（建议稿）》（通过主管部门认定）。（7）建立再生水补水示范河道的水质水量联合调度管理平台；（8）申请国家发明专利10项、软件著作权3项以上。4、实施年限2015年1月～2018年6月。5、课题经费来源及构成课题中央财政经费额度不超过2500万元，课题承担单位及地方/企业等按不低于中央财政资金1.5倍的比例筹集配套资金。6、其他要求无8课题2城市污水能源资源开发及氮磷深度控制技术的集成研究与综合示范（一）指南说明课题在“十一五”城市污水有机及氮磷污染物控源减排、管网完善、提标改造、污泥减量化稳定化等关键技术研究开发和工程示范的基础上，以城市污水的能源资源开发利用为主线，重点突破污泥高浓度厌氧消化及沼气热能利用、沼液磷酸盐回收利用及高效脱氮、氮磷深度控制及优化运行、资源回收-除磷脱氮耦合等关键技术，将城市污水能源化、资源化开发利用技术融入城市污水处理主流工艺，通过工艺整合与集成，形成代表城市污水处理发展方向的新型工艺系统，建立城市污水能源资源开发及氮磷深度处理相互关联的综合示范工程，为提升我国城市污水处理厂的总体运行效能、能源化和资源化利用水平提供技术支撑和工程实践经验。（二）指南内容1、研究目标针对全国城镇污水处理及再生利用设施规划建设和优化运行的需求，秉承资源循环利用、控源减排、节能降耗和可持续发展理念，以城市污水的能源化利用、资源化利用、氮磷深度控制及出水稳定达标为共同目标，集成开发污泥高浓度厌氧消化及热能利用工艺系统、城市污水磷酸盐回收利用工艺系统、高氮磷污泥消化液厌氧氨氧化工艺系统和氮磷深度去除工艺系统，研究开发耦合磷氮与蛋白质回收的除磷脱氮新工艺，通过不同类型工艺系统的集成应用，建9立相互关联和依托的示范工程，为提升我国城市污水处理厂的总体运行效能、能源化和资源化利用水平提供技术支撑。2、研究内容（1）污泥高浓度厌氧消化及热能利用工艺系统研究开发与示范针对城市污水处理污泥处理处置技术需求，以污泥能源化利用及减容减量化为目标，研究开发和集成应用污泥预处理、污泥高浓度厌氧消化、沼气净化与利用、高干度脱水、沼气热源污泥热干化等关键技术及工艺系统，形成污泥高浓度厌氧消化及热能利用示范工程。（2）城市污水磷酸盐回收利用工艺系统研究开发与示范以城市污水磷酸盐回收利用为主要目标，重点突破城市污水磷酸盐富集（浓缩）技术和鸟粪石法磷回收技术，形成高含磷量厌氧消化沼液和活性污泥磷酸盐富集液，集成开发基于鸟粪石法的城市污水磷酸盐回收工艺系统，建立城市污水磷酸盐浓缩与回收利用示范工程并优化工艺参数。（3）污泥厌氧消化沼液厌氧氨氧化工艺系统研究开发与示范以污泥厌氧消化沼液的高效低耗脱氮为目标，针对沼液高氮磷水质特点，与磷酸盐回收技术相配合，研究开发和集成应用污泥厌氧消化沼液厌氧氨氧化脱氮技术，优化关键控制参数及运行方法，建立颗粒污泥法厌氧氨氧化技术示范工程，建立生物膜法厌氧氨氧化脱氮新技术中试系统。（4）城市污水处理厂氮磷深度控制和运行优化技术集成示范10以城市污水处理厂氮磷高标准稳定达标和节能降耗为目标，开展城市污水处理全流程综合诊断和运行优化技术研究，集成应用预处理强化、初沉污泥产酸、除磷脱氮工艺强化、碳源优化配置、滤池深度脱氮、季节性运行调整等方面关键技术，形成城市污水氮磷深度控制的工艺系统及成套技术方法，建立稳定达到一级A及更高标准的集成应用示范工程。（5）耦合蛋白质与磷氮回收的城市污水除磷脱氮新工艺研究开发针对稳定达标、节能降耗和资源化利用的发展需求，研究开发耦合污水磷氮与活性污泥蛋白质回收的城市污水除磷脱氮新工艺，重点突破活性污泥蛋白质回收和污泥定向产酸技术，集成生物絮凝沉淀、污泥定向产酸、活性污泥蛋白质回收、污水磷酸盐回收等技术，建立中试规模示范系统。3、考核指标及成果形式（1）形成污泥高浓度厌氧消化及沼气热能利用工艺系统及成套技术方法，建立污泥处理设计规模不低于500m3/d（按80%含水率）示范工程，包含污泥高浓度厌氧消化、高干度脱水、热干化和沼气利用工艺系统，有机物降解率40%以上，污泥减量30%以上，连续稳定运行半年以上。（2