拟提名2019年度国家科学技术进步奖项目公示材料一、项目
拟提名2019年度国家科学技术进步奖项目公示材料
一、项目名称
淮河流域闸坝型河流废水治理与生态安全利用关键技术研发与应用
二、提名单位
中国环境科学学会
三、提名单位意见
淮河流域人口高度密集，水资源短缺，曾因水污染事故频发而引发国内外广泛关注。该项目从2009年起，聚焦淮河闸坝型河流“基流匮乏、生境破坏、污染重、风险高”等典型问题，构建了从污染源、河道、水质目标管理到流域综合调控的“点、线、管、面”综合施治路线，提出并实践了基于水质目标标准与生态健康恢复的“三级控制、三级标准、三级循环”的“三三三”治理模式，研发了“两相双循环厌氧反应器能源化处理-芬顿流化床深度处理-多级湿地生态净化”集成处理技术与装备、高有机负荷、高氨氮村镇污水高效脱氮除磷以及基于“基质调控”为核心的重污染河道梯级生态净化技术，并选择污染最重二级支流—贾鲁河进行系统研究，为淮河流域典型工业废水与城市污水的高效处理与生态安全利用提供了重要示范。项目获授权发明专利35项、实用新型专利6项，发表SCI论文34篇，编制河南地方排放标准9项和技术指南1项，建立了73项应用工程和100余公里的河流水生态净化与修复示范和推广工程，总处理规模约210万吨/天，近三年处理废水量约14.2亿吨，削减COD约22.3万吨，氨氮约1.05万吨，产生沼气约3225万方。直接推动了贾鲁河等闸坝型污染河流水质达标和生态环境好转，支撑了十年以来淮河干流水质根本性好转，产生了巨大的经济效益和巨大的环境效益。
提名该项目为国家科学技术进步奖二等奖。
四、项目简介
淮河流域是我国粮食主产区和粮食增产核心区，人口高度密集，闸坝众多，
水资源短缺，曾因水污染事故频发而引发国内外广泛关注，列为我国重点治理的“三河三湖”之首。贾鲁河是淮河最典型的闸坝型重污染支流，是治淮的一块“心病”。在国家水体污染控制与治理重大专项淮河项目的支持下，针对淮河闸坝型河流“基流匮乏、生境破坏、污染重、风险高”等关键问题，项目创新并实践了基于水质目标管理与生态健康恢复的治理模式，研发了一批水污染治理与生态安全利用关键技术，并选取贾鲁河进行示范，历时近十年的努力，取得了如下重要创新成果：
（1）率先创新提出并实践了基于水质目标管理与生态健康恢复的“三级控制、三级标准、三级循环”的“三三三”治理模式，建立了“行业废水间接排放标准-小流域排污标准-河流水质目标标准”的三级标准体系，在国内率先编制实施了河南省化工、合成制药、发酵等工业水污染物间接排放地方标准和贾鲁河等闸坝型河流的小流域水污染物排放标准，提出了以“企业中水回用-区域尾水再生利用-河流非常规水安全生态补给”的三级循环利用模式，有力推动了污水处理厂稳定运行、排放标准提升和水资源的循环利用，并在淮河污染最重闸坝型河流—贾鲁河成功应用，为我国北方闸坝型重污染河流水质达标与生态健康恢复提供了“淮河样板”。
（2）研发了“两相双循环厌氧反应器能源化处理-芬顿流化床深度处理-多级人工湿地生态净化”集成处理技术与装备，农业伴生行业高浓度有机废水处理后主要指标达到地表水III-IV类标准，急性毒性低于美国环保署（EPA）排水毒性标准，不仅实现了高浓度有机废水的能源化，而且保障了工业尾水生态补给的安全性。其中，两相双循环厌氧反应器为国内外首创技术，相比国外商品化IC 内循环反应器，启动时间短，而且具有较强抗硫酸盐干扰的能力；相比传统单相UASB反应器，对COD去除率提高了30%。
（3）研发了高有机负荷、高氨氮村镇污水多点进水“O/A/O”高效脱氮技术，解决了高有机负荷、高氨氮村镇废水氨氮达标的难题，技术入选《河南省农村环境综合整治生活污水处理适用技术指南》；研发了基于“基质调控”为核心的重污染河道梯级生态强化净化技术，处理后COD、氨氮、总磷优于地表水Ⅳ类标准，内分泌干扰毒性和遗传毒性低于预测无效应浓度，保障了城镇污水高效安全补给。其中基于硫铁矿基质的人工湿地同步脱氮除磷技术为国内外首创
技术，在未补充碳源条件下硝态氮与总磷去除率分别达70%及90%。
项目共建成示范及推广应用工程73项，工程规模累计达210万吨/天，近三年处理废水量约14.1亿吨，削减COD达22.3万吨，氨氮达1.05万吨，产生沼气达3225万方，产生了显著的经济效益。项目成果已在贾鲁河等淮河流域闸坝型重污染河流得到应用，有力支撑了淮河流域水环境质量显著改善。项目编制了河南省水污染物排放地方标准9项和技术指南1项，获授权发明专利35项和实用新型专利6项，发表SCI收录学术论文34篇；相关技术孵化企业6家，近三年产生了显著的经济、社会和环境效益；技术与装备入选国家“十二五”科技创新成就展。项目申请的“淮河流域再生水利用与风险控制产业技术创新联盟”被科技部列为国家产业技术创新联盟试点，项目负责人牵头的“再生水利用与风险控制创新团队”被评为国家重点领域创新团队。项目培养了“万人计划”科技领军人才、优秀青年基金获得者各1 人，获全国创新争先奖1人次；项目第1完成人被聘为“十二五”水专项河流主题组副组长，“十三五”水专项产业化标志性成果一级责任专家。2016年4月26日科技部以《点线管面综合调控，科学治淮实现突破》专题简报向中央办公厅、国务院办公厅等单位及国家科教领导小组成员报告了科技治淮取得的成效。
五、客观评价
1、科技部等主管部门评价
（1）2016年4月26日科技部以《点线管面综合调控，科学治淮实现突破》专题简报向中共中央办公厅、国院务办公厅、全国人大办公厅、全国政协办公厅、中央军委办公厅、中纪委办公厅以及国家科教领导小组报告了科技治淮取得的成效：“淮河项目组聚焦流域污染重、基流匮乏、闸坝多等典型问题，探索构建了从污染源、河道、水质目标管理到流域综合调控的“点-线-管-面”综合施治路线，选择污染最严重的沙颍河-贾鲁河支流开展大科研、大集成、大示范和大推广，实现污染负荷大幅下降，科技治淮取得突破。……在‘点’上，攻克并推广一批控源减排整装成套关键技术，…在‘线’上，研发示范水生态修复等集成技术体系，建设了100余公里示范工程河段，实现劣V类、V类水深度净化并维持在III类至IV类水平。…在‘管’上，建立河流水质目标管理体系并被地方政府采纳实
施。…淮河项目组率先提出了…三三三’治理模式。该模式在污染最严重的贾鲁河支流进行了综合示范，…沿淮河建立了8大成果推广平台，为300余家企业节能减排、产业升级提供了专业化服务，促进水专项成果为经济社会发展提供更有效的科技支撑作用。”
（2）项目成果作为“十二五”水专项标志性成果入选国家“十二五”创新成就展，于2016年6月7-9日在北京接受社会各界的检阅，受到时任全国人大常委会副委员长陈至立等领导、专家和公众的关注和肯定；并被科技部推荐，于2017年9月5-9日参加了中国-阿拉伯国家博览会科技成果展。
（3）河南省环保厅对项目工作进行了评价：“…，并先后建成16项污水治理示范工程，建成河流水生态净化与修复示范及推广工程110多公里，…，为河南省贾鲁河、双洎河、沙颍河等河流水质明显改善提供有力的科技支撑。”
（4）包头市环保局评价“…基流匮乏型重污染河流治理模式，通过《包头市水环境保护整体解决方案》，成功应用于我市《包头市水污染综合治理实施方案（2015-2020年）》中，…为我市城市发展和水环境保护提供了新思路和新理念”。
2、验收、评估意见
（1）2012年11月4日，国家水专办会同河南省水专办在郑州召开“十一五”水专项“淮河流域水体污染控制与治理决策支撑关键技术研究与综合管理平台构建课题”课题（2009ZX07210-010）课题专家验收，评审专家组认为“课题构建了淮河流域水环境管理支撑技术体系，提出了淮河流域水污染控制与治理总体方案，……编制并提交了地方法规（草案）3项和地主行业标准1项，……已在淮河流域得到推广应用，……为淮河流域水污染治理和综合管理提供了决策支撑，具有推广应用前景。”
（2）2012年10月23日，河南省质量技术监督局、河南省环境保护厅在郑州共同主持召开了《化学合成类制药工业水污染物间接排放标准》河南省地方标准审定会议，认为“该标准是规范我省化学合成类制药企业间接排放行为及其环境管理的需要，……对我省化学合成类制药行业可持续发展具有重要意义”。2014年3月5日，《贾鲁河流域水污染物排放标准》审查会议认为“该标准的制定对缓解流域社会经济快速发展所面临的水环境压力，推动流域污水深度处理，改善贾鲁河流域水环境质量，具有重要意义。”
（3）2014年12月11-13日分别以钟登华院士和侯立安院士为组长科技部与环保部监督评估组专家对贾鲁河课题进行评估，得分为优（86.2分）。“十二五”水专项贾鲁河课题（2012ZX07204001）通过以王子健研究员为组长的专家组验收，综合得分为优（93.2分），该课题验收意见“研发的贾鲁河上游城市污水深度处理与回用、贾鲁河流域造纸行业污水达标与资源化回用、贾鲁河流域村镇水污染控制与治理、COD/NH3-N强去除型人工湿地构建技术……均属于自主研发，并达到工程化推广应用阶段…实现了贾鲁河流域水质改善与水生态健康初步恢复，破解了基流匮乏重污染河流的治污困境。”
（4）2015年国家科技重大专项水体污染控制与治理专项监督评估报告中，“基流匮乏型重污染河流治理模式”入选7项标志性成果，可在全国推广。
（5）2016年，国家水专办管理办公室委托河南省水专项领导小组办公室对该项目实施的新密造纸群污水处理厂Fenton流化床污水深度处理示范工程进行了验收，验收意见“突破了造纸行业达标与资源化回用集成技术。此示范工程支持了课题目标的实现，通过对造纸废水进行深度处理与回用，出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准，有效削减了造纸废水进入双洎河的COD”。
3、权威机构的技术检测
（1）郑州市环境保护监测中心站对南三环、五龙口、马头岗污水处理厂深度处理与回用示范工程进行了跟踪监测，结果表明COD、氨氮、总磷等指标优于地表水IV类水质。
（2）生态环境部南京环境科学研究所对新密市造纸群污水处理厂出水、马头岗和南三环污水处理厂再生水、双洎河人工湿地出水和索须河生态净化工程出水进行了水生生物急性毒性测试，结果表明以上水样对斑马鱼和大型溞均没有急性毒性效应。
4、学术评价
由Springer出版集团出版的专著《Bioreactors for Microbial Biomass and Energy Conversion》采用了项目厌氧反应器的研究结果。
5、查新报告
（1）教育部科技查新工作站分别对项目技术的各创新点查新报告均表明：国内外公开发表文献中，除本委托项目组文献外，未见与本项目研究内容相同的文献报道”。
6、标准发布、制定
（1）编制了6个行业的河南省地方排放标准：DB41/1135-2016、DB41/681-2011、DB 41/756-2012、DB 41/758-2012、DB 41/ 538-2017、DB 41/ 276-2011。
（2）编制了3项流域水污染物排放标准：DB 41/757-2012、DB 41/790-2013、DB 41/908-2014。
（3）项目技术入选《河南省农村环境综合整治生活污水处理适用技术指南（试行）》。
7、项目所获奖励/荣誉
获得全国创新争先奖（2017），环境保护科学技术奖一等奖（2018）。
六、应用情况
本项目共建成示范及推广应用工程73项，工程规模累计约210万吨/天，建设了110多公里的河流水生态净化与修复示范和推广工程。近三年累计处理废水量达14.1亿吨，削减COD达22.3万吨，氨氮达1.05万吨，产生沼气达3225万方。“三三三”治理模式已在淮河流域贾鲁河、双洎河、清潩河、八里河、清安河等闸坝型河流、太湖流域复合污染型支浜永胜河和小西圩沟以及内蒙古包头城市水环境综合治理中得到推广应用。建立了“技术研发—成果孵化—联盟集成—平台推广—机制保障”全链式技术成果产业化创新体系，成立了一批成果推广和平台，孵化了多家科技实体，创造了巨大的经济效益和显著的环境、社会效益。
七、主要知识产权及标准规范等目录
八、主要完成人情况
1、李爱民，排名1，副院长、教授，工作单位：南京大学，完成单位：南京大学，作为“十二五”国家水专项淮河项目以及“十一五”、“十二五”贾鲁河课题负责人，对项目创新点一、二具有突出贡献，对创新点三具有较大贡献：（1）提出并设计了闸坝型河流“三三三”治理模式（创新点一）；（2）研发了高浓度高硫酸盐有机废水两相双循环厌氧反应器能源化、芬顿流化床深度处理、工业/城市尾水生态安全利用关键技术；（3）作为负责人建立了2个国家水专项成果转化载体—南京大学盐城环保技术与工程研究院和南京环保产业创新中心有限公司，对项目三个创新点技术进行了应用推广，形成了显著的环境和一定的经济效益。是专利
2、10-12、29、31、32 的第一发明人，专利1、8、9、20、24、25、30、34、35、的发明人之一，论文
3、8、9、11-16、18-23、25、28-34的通讯作者。
2、安树青，排名2，教授，工作单位：南京大学，完成单位：南京大学，是“十一五”国家水专项淮河项目下属贾鲁河课题之子课题“城市生活与工业尾水生态净化关键技术研究与示范”子课题负责人，负责研发了项目创新点二、三中的梯级湿地生态净化技术，对创新点二、三具有重要贡献，是专利
3、22的第一发明人，论文5、6、17的通讯作者。
3、徐洪斌，排名3，教授，工作单位：郑州大学，完成单位：郑州大学，是“十二五”国家水专项淮河项目下属贾鲁河课题“贾鲁河流域村镇集中式生活污水控制技术研究与应用”的任务负责人，对创新点三具有重要贡献，研发出多点进水O/A/O技术及工艺。是专利5、6、13、15、17的第一发明人，专利14的发明人之一，是标准1和指南1主要起草人之一。
4、买文宁，排名4，教授，工作单位：郑州大学，完成单位：郑州大学，是水专项淮河项目“十一五”贾鲁河课题“典型工业行业废水高效处理与回用关键技术研究与示范”子课题负责人和“十二五”贾鲁河课题“造纸废水提标处理与尾水高效净化关键技术研究与示范”的任务负责人，负责新型两级分离厌氧生物反应器的技术研发和推广工作，对项目创新点二具有重要贡献，是专利16、21、33的发明人之一。
5、何争光，排名5，教授，工作单位：郑州大学，完成单位：郑州大学。是水专项淮河项目“十二五”贾鲁河课题“双洎河流域重点污染源治理关键技
术研究、集成与应用”的子课题负责人，研发了改进型多点进水多级循环AO工艺，并进行了技术推广，对项目创新点三具有重要贡献，是发明专利7的第一发明人，实用新型专利3、4、6的第一发明人。
6、李洁，排名6，高级工程师，工作单位：河南省环境保护科学研究院，完成单位：河南省环境保护科学研究院，参与水专项淮河项目“十一五”和“十二五”贾鲁河课题，对项目创新点一具有重要贡献，是标准1、8的第一起草人，是标准2、3、6、
7、9的主要起草人之一。
7、谭云飞，排名7，正高，工作单位：郑州市污水净化有限公司，完成单位：郑州市污水净化有限公司，参与了“十二五”水专项淮河项目，是贾鲁河课题“城市再生水资源分质多功能回用综合配置方案研究、贾鲁河上游城市污水深度处理与回用示范工程”的任务负责人，对项目技术进行了实施/推广和应用，对部分示范工程的设计、方案的实施具有重要贡献，对项目创新点二、三有较大贡献。
8、李睿华，排名8，副教授，工作单位：南京大学，完成单位：南京大学，是水专项淮河项目“十二五”贾鲁河课题参与人，研发出基于基质调控的人工湿地脱氮除磷技术，对项目创新点三具有重要贡献，是专利4、23-28的第一发明人。
9、谢显传，排名9，副教授，工作单位：南京大学，完成单位：南京大学，参与了“十一五”水专项“淮河流域水体污染控制与治理决策支撑关键技术研究与综合管理平台构建课题”课题（2009ZX07210-010）；是“十二五”水专项贾鲁河课题“再生水利用风险评价与控制关键技术研发”和“双洎河流域造纸再生水风险评价和资源综合配置方案研究”任务负责人；对项目创新点一和三有重要贡献，是论文1、7-9的通讯作者，是专利8的第一发明人。
10、刘福强，排名10，教授，工作单位：南京大学，完成单位：南京大学，是“十一五”水专项淮河项目贾鲁河课题之子课题“工业园区废水治理与回用关键技术与示范”负责人，参与本项目创新点二关于两相双循环厌氧反应器和流化床芬顿技术的研制和应用推广工作，是专利31、34的发明人之一。
九、主要完成单位及创新推广贡献
1、南京大学，排名1，负责项目整体的管理和实施，围绕淮河闸坝型河流“基流匮乏、生境破坏、污染重、风险高”等问题，项目构建了从污染源、河道、水质目标管理到流域综合调控的“点、线、管、面”综合施治路线，提出并实践了基于“三级控制、三级标准、三级循环”的“三三三”治理模式，研发了“两相双循环厌氧反应器能源化处理-芬顿流化床深度处理-多级湿地生态净化”集成处理技术以及基于“基质调控”梯级生态净化技术，开展了示范与推广工作，取得了重大的社会、环境和经济效益，得到了科技部、环境生态部“水专项”管理办公室、河南省等管理部门的高度认同，是该项目1、
2、4、8-12、18、19、20、22-32、34、35专利的第一权利人，是项目论文的通讯联系单位。
2、郑州大学，排名2，作为子课题承担单位，郑州大学参与了国家水体污染控制与治理重大专项“十一五”与“十二五”淮河项目“贾鲁河流域废水处理与回用关键技术研究与示范”课题和“贾鲁河流域水质改善综合控制研究与示范”课题，研发了“多点进水O/A/O”工艺，并与南京大学合作开发了以两相双循环厌氧反应器与流化床芬顿技术与工艺，是本项目专利5-7、14-17、21、33的第一权利人，标准1的起草单位之一，指南1的起草单位之一。
3、河南省环境保护科学研究院，排名3，作为“十一五”及“十二五”国家水体污染控制与治理重大专项项目的主要参与单位，河南省环境保护科学研究院积极探索创新环境管理方式模式，开展地方标准研究制定，创新河南省地方标准管控模式，形成行业标准和流域标准并举、排放标准与技术并用，直排标准与间排标准并重的环境保护标准工作格局，为污染减排和环境质量改善提供有力支撑，在河南地方标准体系建立和标准制定实施方面做出了重大贡献，是本项目专利13的第一权利人，9项河南省地方标准和1项技术指南的第一起草单位。
4、郑州市污水净化有限公司，排名4，是“十一五”、“十二五”水专项淮河项目贾鲁河课题示范工程建设单位，建立了五龙口污水处理厂的二期、南三环、马头岗等示范工程，参与了“十一五”、“十二五”水专项淮河项目贾鲁河课题，采用了项目研发的城市污水深度处理关键技术，实施了水专项提出的管理体系和水质标准。
5、南京大学盐城环保技术与工程研究院，排名5，成立于2011年，是南京
大学下属科技平台之一，是水体污染控制与治理国家科技重大专项（简称“水专项”）成果孵化基地，主要从事科技成果转化工作。自2012年起，对水专项淮河流域水污染治理技术研究与集成示范项目所研发的改进型两相厌氧反应器、流化床芬顿和以基质调控为核心的湿地生态技术和装备进行产学研科技成果转化，形成了较好的经济和环境效益。是专利1，2，11，30，34的权利人之一。
6、南京环保产业创新中心有限公司，排名6，成立于2013年，是国家重大水专项创新联盟和产业基地。自2014年起，对水体污染控制与治理国家科技重大专项—淮河流域水污染治理技术研究与集成示范项目所研发的“两相双循环厌氧反应器”、“流化床芬顿”、“以基质调控为核心的湿地生态技术和装备”进行产学研科技成果转化，是专利31的权利人之一。
7、河南君和环保科技有限公司，排名7。公司创业团队主体是“十一五”和“十二五”水体污染控制与治理国家重大专项淮河项目贾鲁河课题的参与人员，毕业于郑州大学。自2015年公司注册后，持续对“十一五”期间建立的工程进行维护和运行，并对项目所研发的“两相双循环厌氧反应器”、“流化床芬顿”技术和工艺进行推广。是专利16、21的权利人之一。
十、完成人合作关系说明
提名项目由李爱民、安树青、徐洪斌、买文宁、何争光、谭云飞、李洁、
李睿华、谢显传和刘福强共10人共同合作完成，主要合作关系如下：（1）李爱民、安树青、买文宁、何争光、李洁、李睿华、谢显传和刘福
强8人共同参与了“十一五”水体污染控制与治理科技重大专项“淮河流域
水污染治理技术研究与集成示范”项目的立项和研究任务完成。其中，李爱
民担任“贾鲁河流域废水处理与回用关键技术研究与示范”课题技术负责人，安树青是该课题下属“工业及城市生活尾水生态净化关键技术研究与示范”
子课题的技术负责人，买文宁是该课题下属“典型工业行业废水高效处理与
回用关键技术研究与示范”子课题的技术负责人，刘福强参与该课题下属“工
业园区废水治理与回用关键技术与示范”子任务研究；何争光是项目下属“沙
颍河上中游重污染行业污染治理关键技术研究与示范”课题技术负责人，李
睿华参与了课题“有机高氮废水污染负荷削减与提标处理技术研究与示范”
子任务研究；谢显传参与了项目下属“淮河流域水体污染控制与治理决策支
撑关键技术研究与综合管理平台构建课题”课题（课题编号：2009ZX07210-010），是该课题科研秘书，李洁参与了该课题下属“河南省淮河流域治理关键问题及对策研究”子任务研究。
（2）李爱民、安树青、徐洪斌、买文宁、何争光、谭云飞、李睿华、谢显传和刘福强9人共同参与了“十二五”水体污染控制与治理科技重大专项“贾鲁河流域水质改善综合控制研究与示范”课题立项和研究任务完成。其中，李爱民是此课题技术负责人，安树青承担了“基质内电解调控与COD、氨氮强去除型人工湿地构建技术研究及应用”研究任务，徐洪斌负责承担了课题中“贾鲁河流域村镇集中式生活污水控制技术研究与应用”研究任务，买文宁承担了课题中“造纸废水提标处理与尾水高效净化关键技术研究与示范”研究任务，何争光承担了课题中“高氨氮城镇生活污水提标处理与尾水高效净化关键技术研究与应用”研究任务，谭云飞承担了课题中“城市再生水资源分质多功能回用综合配置方案研究”和“贾鲁河上游城市污水深度处理与回用示范工程”研究任务，谢显传承担了课题中“再生水利用风险评价与控制关键技术研发”和“双洎河流域造纸再生水风险评价和资源综合配置方案研究”研究任务，李睿华参与了“城市污水处理厂高效深度脱氮除磷、脱色除浊关键技术研究与示范”研究任务。
（3）李爱民、安树青、徐洪斌、买文宁、何争光、李洁、李睿华、谢显传和刘福强9人是2018年度环境保护科学技术奖一等奖获奖项目《淮河流域闸坝型河流废水再生利用与风险控制关键技术研发与应用》主要合作完成人。
（4）李爱民、安树青和谢显传共同开展再生水生态利用的风险评估与控制方面研究，其中李爱民、安树青和谢显传共同发表1篇SCI论文（论文7），李爱民和谢显传合作发表共同发表3篇SCI论文(论文1、8、9)以及共同申请并获授权发明专利1项（专利8）。
（5）李洁和徐洪斌在2016年共同编制了《河南省化工行业水污染物间接排放标准DB41/1135-2016》