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2015陕西科技年鉴:环境保护监测与治理成果

时间:2023-07-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:项目主要创新点:①废弃钻井液物化与微生物强化处理的原理创新。研究成果在黄土高原7省区沟壑治理工程的直接应用中,规划建坝5630余座,新增淤地面积60.48km2。该项目获2014年度陕西省科学技术奖一等奖。主要内容:①调查发现陕西3个生态区均存在土壤硝酸盐累积与地下水污染问题。

2015陕西科技年鉴:环境保护监测与治理成果

【水与废水强化处理的造粒混凝技术研发及其在西北缺水地区的应用】 该项目由西安建筑科技大学等4单位王晓昌等10人承担完成。项目完成絮凝体形成理论的原始创新,建立混凝造粒的技术原理,设计出不同浓度的无机和有机悬浊质中进行混凝造粒和高效固液分离的技术方案,形成三个系列的16项发明专利。根据西北缺水地区各种可用水资源开发和再生利用的需求,完成水与废水强化处理技术的工程化集成创新,技术应用于高浊度水净化、油田钻井泥浆处理、油井压裂废水资源化利用、城市商住区雨污水强化再生处理工程,直接经济效益达到23.11亿元。该项目获2014年度国家科技进步奖二等奖。

(成果处)

黄土塬区油气田废弃钻井液安全处置与水再生利用关键技术装备开发及应用】 该项目由西安建筑科技大学等3单位金鹏康等11人承担完成。项目主要创新点:①废弃钻井液物化与微生物强化处理的原理创新。针对废弃钻井液的污染物组分和分布特点,完成了多相稳定胶体体系的破胶脱稳、固液分离强化、有机物高效转化与去除、重金属回收与钝化等一系列技术原理创新,建立了多重物化处理与生物工程组合的技术路线。②单元处理技术和方法的系列发明。针对多相稳定胶体脱稳,发明了无机盐复合破胶和快速脱稳技术;针对含固率高达25%悬浊质的泥水分离,发明了延时搅拌造粒强化固液分离技术;针对泥相中长链石油烃和苯类有机物的分解,发明了专性外源菌—优势土著菌协同生物工程体系构建技术;针对液相中残余有机物的去除,发明了化学转化与分离相结合的核晶凝聚技术;针对重金属污染的控制,发明了基于化学螯合的重金属富集与钝化技术。③废弃钻井液高效处理系列装备开发。根据生产需求完成专利技术的工程转化,开发出废弃钻井液高效固液分离成套设备和分离水资源化利用成套设备,研制3个规格的随钻并行生产设备共26套,分散式井场固定式集中处理设备共12套。④技术装备应用及废弃钻井液安全处置与水再生利用工程模式的建立。项目获国家授权发明专利5件,制定企业技术规范1项,发表论文SCI收录20篇,他引132次。该项目获2014年度陕西省科学技术奖一等奖。

(成果处)

【黄土区沟壑整治工程优化配置与建造技术】 该项目由中国科学院水利部水土保持研究所等5单位曹文洪等11人承担完成。项目主要研究内容:①基于137Cs计年技术,通过对淤地坝坝地泥沙淤积信息与坝控流域内沟壁、沟坡和坡耕地土壤样品指标的分析,探索流域沟道泥沙来源及演变过程;建立不同洪水时段流域沟网水沙传输关系,构建坝系洪水叠加过程模拟模型,揭示流域多坝串、并联时在连锁溃坝下的洪水演进过程,为沟壑工程的优化配置和布局提供支撑。②开展小流域坡沟系统重力侵蚀发生机理研究,对比分析无治理措施和实施淤地坝及生态恢复措施条件下坡沟系统重力侵蚀演变机制,揭示淤地坝对减缓重力侵蚀的作用。构建坝系流域侵蚀产沙分布式模型,揭示坝系作为一个由结构、等级、功能各异的单项工程组成的复杂系统对水沙运动调控作用。并基于水沙传输机理及沟壑工程对侵蚀—输沙过程阻控机制综合分析,提出黄土高原沟壑工程建设与发展前景。③通过物理模型实验与野外施工现场试验,对水坠淤地坝快速施工、淤地坝放水建筑物设计与结构优化、淤地坝排渗和反滤工程设计、淤地坝取土面及坝体绿化等进行技术创新。基于生态—安全—高效的建设思想,建立淤地坝坝系规划布局、设计管理与运行管护综合技术体系,全面提升淤地坝规划、设计、建造、管理综合技术。④建立适应黄土高原不同沟壑区自然、社会、经济特点的沟壑综合开发利用模式,并根据流域农、林、牧、副业规划目标,建立坝系水土资源多目标统筹规划技术模式及坝地开发利用技术模式,形成黄土高原“塬面条田林网化、塬坡梯田林果化、沟壑林草郁闭化、沟底库坝川台化、资源开发效益化”的区域立体综合开发模式。项目共出版专著8部;发表论文112篇,其中SCI及EI收录32篇;获国家授权发明专利3件,实用新型5件,软件著作权1件;参编国家标准4项,行业标准5项,技术规程1项;建立试验示范基地15个。研究成果在黄土高原7省区沟壑治理工程的直接应用中,规划建坝5630余座,新增淤地面积60.48km2。该项目获2014年度陕西省科学技术奖一等奖。

(成果处)

城市污水资源化宽目标利用深度处理技术、工艺研究与应用】该项目由西安建筑科技大学等2单位王磊等11人承担完成。项目主要成果:①建立了城市二级处理水的胶体特征、颗粒分布、分子量分布、亲疏水性等与深度处理关键技术理论相关的新的指标体系,提出了绿化、冲厕、浇洒、工业冷却、工业生产锅炉补给、水体生态补给及景观水等不同用途再生水深度处理的新标准。②研究发现城市污水二级水残留有机物的带电特性及与地表水中胶体的差异,得到满足工业冷却、绿化、浇洒等回用要求的以混凝—沉淀—过滤为核心的深度处理工艺及适用流程,研究了该工艺的运行条件、药剂种类和投加量等关键因素,获得工艺稳定、高效运行的技术参数。③解决了高品质再生水以超滤为核心,能满足工业产品生产、锅炉补给、景观用水、生态补给等用途要求的深度处理工艺中的关键问题:建立了膜结构参数模型并以模型为基础开发出运行过程调控技术与设备,针对城市污水二级出水水质特征对超滤膜进行亲水化改性研究,得到高通量、抗污染的改性膜,并进行产业化开发,填补了国内膜产品的空白。④研究得到高效低耗的“短程生物脱氮”预处理技术,形成“低溶解氧下生物预处理实现脱碳除氮与超滤耦合、石灰除硬度微絮凝与超滤耦合及生物曝气滤池与超滤耦合”3种以超滤为核心的再生工艺。项目共获国家授权发明专利4件、实用新型专利6件;发表论文100余篇,其中SCI收录18篇;参编著作2部,产生经济效益26355.55万元。该项目获2014年度陕西省科学技术奖一等奖。

(成果处)

硝酸盐污染控制及氮素高效利用技术研究与示范】 该项目由西北农林科技大学同延安等9人承担完成。主要内容:①调查发现陕西3个生态区均存在土壤硝酸盐累积与地下水污染问题。土壤硝酸盐累积量与土地利用模式有关,0~400cm土层硝酸盐累积量依次为8年以上果园>15年以上菜地>高产农田>一般农田,土壤硝酸盐的累积对地下水水质产生潜在影响。调查发现:陕北地下水硝酸盐含量超出WHO饮用水标准样点占21.5%,关中灌区和渭北旱塬占29.73%。②从农田施氮量、施氮技术、有机肥、灌溉、土壤质地等方面明确了陕西农田土壤硝酸盐累积与地下水硝酸盐污染主要影响因素。③通过分析小麦玉米等作物养分吸收利用规律,明确了作物氮素需求量,结合土壤氮素转化、迁移及输入输出规律,总结出氮肥后移技术、NPK配合施用技术、冬小麦/夏玉米轮作施肥一体化管理技术、基于环境氮输入的氮素平衡管理技术等多项兼顾作物高产与控制硝酸盐污染的技术。项目2011~2013年共推广280万亩。氮肥利用率提高了15%,节省氮肥(尿素)2240万kg,粮食增产8950万kg,增产节支总额1.87亿元。培训农民3万人次。该项目获2014年度陕西省科学技术奖二等奖。

(成果处)

【渭河水污染防治专项技术研究与示范】 该项目由陕西省环境科学研究院等4单位司全印等9人承担完成。项目研究内容:①污染源控制。从工业和生活两方面开展。工业以浓缩果汁和废纸造纸为重点,按照全过程控制的理论和思想进行污染控制技术研究和示范;生活污染选择分散与集中的城镇污水资源化回用技术与方案进行重点研究与示范。②河道基流保障。鉴于河道基流保障是全新的课题,因此围绕与河道基流保障有关的10个关键问题,从理论到技术逐一研究并综合示范。③水环境管理平台。从经济社会发展与环境污染的关系中认识渭河的水污染成因;基于环境污染管理的核心是对污染源管理的体会,研发出准动态半智能污染源数据管理系统,使之成为水环境管理的核心技术;同时提出基于环境容量的总量控制要求,从调整产业结构、分配行业和地区总量、制定地方环境排放标准、污染转移补偿等政策以及加强在线监控等基础建设,形成渭河关中段科学有效的水环境管理体系和方案。创新成果:①以节能高效的厌氧生物处理技术为核心,按照清洁生产的全程控制思路转化整套建设体系,有效解决了浓缩果汁低碱度废水的高成本运行、烂果果渣的发酵利用以及废纸造纸水循环中的钙积累等技术难题。②开发的准动态半智能污染源数据管理系统有效解决了污染源数据收集困难、更新周期长、数据可靠性差等问题,为环境的科学管理和决策提供了有效工具。③完成的河道生态基流保障成果与示范,从理论认识、方法思路、技术工具、经济政策等方面,为中国北方地区河流枯水期河道生态基流保障提供了方法和有益经验。2007年以来,渭河水质持续改善,有机污染指标(COD)从75毫克/下降到34毫克/升。渭河入黄断面水质从劣Ⅴ类恢复到Ⅳ类水质。该项目获2014年度陕西省科学技术奖二等奖。(www.xing528.com)

(成果处)

【黄陵矿区强制非均质复合致灾水源水害防治技术研究】 该项目由陕煤黄陵矿业有限公司等2单位范京道等9人承担完成。项目研究目的:重新认识矿区的地质和水文地质条件,评价和定位矿井的水害类型,采取切实可行的矿井防治水技术路线和符合矿井水害特点的矿井防治水方法与措施,以确保矿井生产安全。主要研究内容:提出以一号煤矿水文地质条件与安全采煤水害综合防治技术研究为基础,深入研究黄陵矿区煤矿水害机理,以二号煤矿工作面水文地质条件探查、开采煤层顶板覆岩破坏规律研究和岩层水治理技术,形成黄陵矿区煤矿安全回采防治水技术与工程保障体系,确保矿井生产安全。该项目获2014年度陕西省科学技术奖二等奖。

(成果处)

骆驼山煤矿特大突水灾害快速抢险堵水与水害治理关键技术研究】 该项目由中煤科工集团西安研究院有限公司董书宁等15人完成。项目采用物探缩小排查范围、钻探验证的思路,应用三维地震精细解释确认突水构造的性质、瞬变电磁圈定突水构造的空间特征与富水区范围,采用快速定向钻机进行钻探验证,实现了突水构造性质与特征的快速探查。研究制定并实施了骆驼山煤矿过水巷道快速抢险堵水与突水点治理工程技术方案,54天完成整个抢险堵水工程,创造世界采矿史上同等条件下注浆堵水用时最短纪录。解除了骆驼山煤矿9#、 16#煤层安全生产的威胁,解放了受水威胁的煤炭储量300万吨,创经济效益3.5亿元。项目首次应用三次降深排水试验法检测阻水墙稳定性与渗透性,结合钻孔压水试验与涌水量实测法评价堵水效果,形成了一套实用有效的注浆效果评价体系。形成“前截后堵”双液浆巷道堵水新工艺、“一步法”过水巷道底部淤积层置换与封堵工艺、阻水墙安全性检测方法与评价标准、陷落柱内“水泥一骨料反过滤”注浆技术共4项专有技术,项目形成的关键技术、工艺方法及评价体系在韩城桑树坪煤矿、峰峰黄沙煤矿、磁县申家庄煤矿、淮北桃园煤矿、安徽太平铁矿等水害治理项目中得到成功应用。该项目获第六届安全生产科技成果一等奖。

(曹 明)

【华亭煤业煤制甲醇废水深度处理及资源化利用】该项目由中联西北工程设计研究院有限公司欧红锋等9人承担完成。项目根据水质情况、现场工况及达标排放要求,通过改进和自主研发,采用芬顿氧化和钙盐沉淀法辅助斜板沉淀联合处理工艺保证沉淀效果,使介质浊度在0.5NTU以下;改进了双膜技术、并使用汽水联合冲洗和酸碱间歇性清洗技术对超滤系统进行保护,避免了膜系统频繁污染堵塞,保持中水回用率在80%以上;研发了浓盐水脱氮除有机物技术,使得出水的CODcr<36mg/L,氨氮<5 mg/L,远优于国家强制要求的排放标准值;创新设计了24小时在线实时监控、检测和远程控制系统,实现了环保部门对排污口的实时监控。项目获得授权发明专利1件,实用新型专利2件,通过自有专利技术,解决了煤制甲醇废水高能耗、高污染的问题,实现了高效率的水资源回用。项目整体技术水平达到国际先进。该项目获2014年度机械工业优秀工程勘察设计一等奖。

(田 进)

【一种基于矿渣型泥石流形成机理的防治方法】该发明专利(专利号:ZL201310151158.4)由中国地质调查局西安地质调查中心徐友宁等7人承担完成。该发明通过采用一种透水性能高的拦挡废渣措施,让暴雨山洪快速通过废石渣堆,避免废渣进入行洪通道成为泥石流物源的方法,达到防治“堵溃型泥石流”的形成与减少灾害损失的目的;同时减少因修建泥石流重力坝蓄积泥石流、隔删坝拦大放小等最终可能因溃决而放大了泥石流的灾害效应。发明基于以疏导为主的防治理念,采用高透水性能的铅丝笼等轻型工程措施,减少因修建拦挡坝、排水渠的工程费用,具有良好的实际应用与推广前景。

(谢 群)

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