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 水利部水质 监督检验测试中心 |
 院电力环境影响 评价与研究中心 |
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| 2005年我所科研工作取得丰硕成果，3项科研成果荣获中国水利水电科学研究院科学技术奖，其中2项一等奖，1项二等奖。获奖项目分别是： 生物慢滤水处理技术研究 获应用一等奖； 洱海、滇池水质保护与水污染防治专题研究 获应用一等奖； 郑东新区龙湖水系水环境保护水体流动优化数值模拟研究 获应用二等奖。
2005年水环境所获院奖项目简介 生物慢滤水处理技术研究任务来源： 水利部 主要完成人： 周怀东、廖文根、康永滨、高继军、刘晓茹、李文奇 获奖等级： 应用一等 内容简介： 本项目是水利部科技创新重点项目（ SCX2001-01-01 ）。 据统计，我国农村约有 3 亿多人饮水水质不合格， 60% 的农村没有自来水、缺乏必要的净水设施，多数农村的饮水水源受到不同程度的工业和生活污染，主要污染物包括有机物、氮、重金属、微生物等有害物质，有些地区还存在血吸虫等水质问题。针对此问题，本项目着重研究和开发适合于农村具体情况的简单、稳定、廉价、效果好的饮用水处理技术。本项目既可为雨水资源化工程（窖水等）作配套的水处理系统，也可为广大农村的安全卫生饮水工作提供技术基础，具有十分重要的现实意义。 本项目设计了 8 个研究型生物慢滤装置，通过一系列生物慢滤试验，研究了滤料粒径、滤料装填高度、滤料类型、滤料级配等生物慢滤设计参数对各种污染物去除效果的影响，研究了水力负荷（滤速）、温度、 生物粘膜的形成与成熟等运行参数对各种污染物去除效果的影响，对生物慢滤的运行和设计参数进行了优化，确定了生物慢滤技术的最佳运行和设计参数。 研究结果表明用滤料粒径为 0.15 － 0.3mm 和 0.3mm － 0.9mm ，装填高度为 0.6-0.7m 的生物慢滤反应器，能有效的处理受污染地表水，对农村水环境中常见的污染物如浊度、色度、臭味、有机物、氨氮、重金属和细菌等微生物学指标有很好的去除效果，出水可以满足国家饮用水水质标准。（ 1 ）对大肠杆菌的去除率高达 100% ；细菌总数去除率在 97% 以上，经过生物慢滤技术净化的出水卫生学指标不经消毒即可达到国家《饮用水卫生标准》。（ 2 ）对氨氮的去除率高达 98.5% 。（ 3 ）对浊度的去除率达 99% 以上；（ 4 ）对重金属的去除效果也很好，铜、镉、铁的去除率在 95% 以上，锰、铅、锌的去除率在 60% － 88 ％之间。（ 5 ）对有机物 COD Mn 、 TOC 及苯酚的去除分别稳定在 28.1% － 37.1% 和 31% － 36% 和 41.2 ％－ 63.0 ％。 滤料粒径为 0.3mm － 0.9mm 的生物慢滤反应器的运行周期比滤料粒径为 0.15mm － 0.3mm 的生物慢滤反应器的运行周期长。 本项目对生物慢滤水处理技术的作用机制及生物特性进行了研究，生物慢滤技术对污染物的去除是物理吸附过程和生物化学过程共同作用的结果。研究结果表明，在生物慢滤上层的滤料表面形成了一层含有多种微生物的生物粘膜，生物粘膜中含有各种细菌 ( 球菌、杆菌等 ) 、藻类、原生动物以及各种微生物的分泌物，在水的净化过程中，这些微生物形成了良性循环食物链：（ 1 ）原生动物捕食藻类和细菌；（ 2 ）藻类生长需要吸收水中的 N 和 P ，同样细菌生长也需要吸收水中的 N 和 P 以合成细菌细胞，这是细菌的同化作用 , 此外在硝化细菌的作用下，氨氮转化为硝酸盐氮，然后在反硝化细菌的作用下，硝酸盐转化为氮气；在细菌的异化作用下，有机物转化为二氧化碳被除去；（ 3 ）死亡的原生动物、细菌、藻类等又成为新生微生物的营养，如此循环。由此可见，生物粘膜在生物慢滤技术中具有双重作用，生物粘膜的物理吸附、截留作用和粘膜中微生物的捕食、被捕食及生物化学作用。 根据试验与机理研究结果，本项目设计开发了一种小型、简单、经济而有效的家用型生物慢滤水处理装置，并进行了净水效果试验。提供了家用生物慢滤装置的运行和维护方法。所取得的成果为解决广大农村居民安全卫生饮水问题奠定了坚实的基础，具有重要的实践意义。 本项目已于 2005年10月通过了水利部国际合作与科技司组织的验收。 洱海、滇池水质保护与水污染防治专题研究任务来源： 滇中调水规划办公室 主要完成人： 周怀东、彭文启、李锦秀、毛战坡、王世岩、刘晓波、冯 健、杜 霞、王雨春、马 巍 获奖等级： 应用一等 内容简介： 滇中地区是云南省国民经济发展的支柱和龙头，云南国民经济发展的核心区域，具有十分重要的战略地位。同时该区域水资源短缺、水环境恶化问题日益严重。洱海、滇池的治理和保护对滇中地区乃至云南经济和区域发展至关重要，是区域可持续发展和生态环境安全的基础。因此，从外流域调水是从根本上解决洱海、滇池水环境问题具有重要的现实意义，使得滇中调水工程不仅是一项重要的水利工程，也是一项意义重大的环境治理和生态保护工程，得到云南省委、省政府的高度重视。 《洱海、滇池水质保护与水污染防治专题研究》是《滇中调水工程规划》的专题研究之一。本专题的研究目标是提出洱海流域和滇池流域的水质保护和水污染防治规划，回答洱海能否作为在线调蓄水库，滇池环境补水量规模等问题，为滇中调水工程的输水路线选择与输水工程设计参数提供科学依据。 《洱海、滇池水质保护与水污染防治专题研究》成果由一个总报告和四个子报告组成。子题报告一《洱海水质预测模型研究报告》根据洱海水文及水污染特征，开发洱海水质预测模型，研究洱海水环境容量和水质响应，回答洱海作为在线调蓄水体的可行性。子题报告二《洱海水资源保护对策研究报告》和子题报告三《滇池水污染控制对策研究报告》，在对洱海和滇池生态环境调查和实地监测基础上，对污染源和水质状况进行全面评价，并提出水质保护规划。子题报告四《引水济滇模拟试验方案研究报告》在滇池水质模型研究基础上，分析滇池水环境容量，优化引水方案，计算环境补水量。总报告《洱海、滇池水质保护与水污染防治专题研究报告》对上述四个子题研究报告进行汇总和集成。 通过全面深入的调查分析得到洱海、滇池流域的水环境特征及污染源现状， 洱海、滇池 2000年不同类型污染源入湖量比较，分别为非点源、点源贡献率占首位。 建立流域分布式非点源污染模型，对洱海、滇池流域在不同的土地利用、控制措施以及水文年条件下的非点源污染负荷进行模拟，分析污染流失的时空分布特征。分析结果表明，在不同水文年条件下，洱海流域污染负荷主要来自非点源污染，其中丰水年的非点源污染比例最高；滇池流域的污染负荷主要由非点源污染和生活污染源提供，在不同的水文年型下，生活污染源是流域化学需氧量、总氮的主要污染源，而在平水年和枯水年，生活污染源和非点源污染提供的总磷负荷接近。 提出一套系统的内源调查评价技术体系，对洱海、滇池内源分析表明，洱海中区和南区沉积物的总磷含量则较北区低；洱海表层沉积物的总氮含量高值主要分布在靠近苍山的河流入湖口和东岸 ,而湖心区的总氮含量较低。滇池沉积物总磷含量的空间分布，主要高值在草海和西南部海口附近湖区；总氮的主要高值区在草海。并根据底泥释放试验研究得到规划水平年的内源释放量。 洱海流域提出以控制非点源污染为重点的保护策略，滇池流域坚持生活点源污染、非点源污染并重的控制策略，并分析和评价不同污染控制措施的效果和经济效益。通过基于 GIS的可视化湖泊水质模型软件的计算分析可知，洱海水质在规划年基本上可以实现规划目标，水生态状况也将进入良性循环。从水质角度分析，在引水水质保持良好状态、洱海水质保护措施到位的前提下，洱海作为滇中调水工程的在线调蓄水体基本可行。但为了保护洱海，洱海能否作为在线调蓄水体，必须进行水文、水流条件改变程度及其对生态影响的系统分析，才能做出最终的决定。滇池在相同引水量及其年内季节分配下，引排水线路2（东大河引水－西园隧洞排水）的水质改善效果最好；引排水线路3（捞渔河引水－海口河和西园隧洞排水）相对最差；要达到相同的水质目标，线路2所需引水量最少。滇池2030年实施环境补水后，枯水年、平水年均能维持现有的水质状况，年均值不超过 Ⅲ 类目标，其中枯水年水质最好；丰水年 TN满足Ⅲ类目标，TP有一定程度的超标。 《洱海、滇池水质保护与水污染防治专题研究》已于 2005年7月通过云南省滇中调水办公室组织的成果验收。其主要成果已经被长江水利委员会勘测规划设计院的滇中调水工程规划设计所运用。 郑东新区龙湖水系水环境保护水体流动优化数值模拟研究任务来源： 水利部黄河水利委员会勘测规划设计研究院 主要完成人： 李振海、张士杰、彭文启、陈凯麒、祝秋梅、刘兰芬 获奖等级： 应用二等 内容简介： 郑州市城市规划重要建设项目 — 郑东新区采用日本著名建筑设计大师黑川纪章提出的 “ 郑东新区总体发展概念规划 ” 设计方案，提出城市建设 “ 以人为本 ” 的思想理念，从人与自然和谐共处、生态环境与经济生活协调持续发展的角度，提出了建设 “ 龙湖水系 ” 人工景观，把现有养鱼塘改造成为人工湖，取名为龙湖，面积与杭州西湖大小相当，通过运河将龙湖与新区的 CBD （中心商务区）中心连接起来。龙湖水系作为郑东新区概念规划的点晴之笔，龙湖大面积水面的形成及诸运河网络的连接，与湖周建筑物及中心 CBD 建筑物相互辉映，将使未来的郑州以崭新的姿态呈现在人们眼前。而龙湖水系的水环境保护就成为龙湖水系规划设计中的重要内容，龙湖和运河在实际应用中，要满足景观用水和行船用水的需要，始终维持一定的水面水位，同时又要为城市防洪服务，不能增加城市的防洪压力，在满足上述要求的同时，必须保护好龙湖的水体水质，避免出现水质恶化、水体富营养化等水环境问题。 |