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自来水厂安全消毒工艺的关键技术集成与工程应用
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  • 公布年份:
    2018
  • 中图分类:
    TU991.25
  • 关键词:
  • 成果简介:
    消毒是自来水处理必不可少的工艺过程,在保障公众饮水安全方面起着重要的作用。然而实际工程中存在生物与化学风险识别技术水平有限、工艺运行效率不高、液氯使用不安全等突出问题,导致致病微生物与“三致”性消毒副产物(DBPs)超标,长期困扰着中国众多自来水厂的安全运行。在国家水专项、国家863计划等二十余项课题资助下,该项目围绕自来水厂安全高效运行与水质风险削减这个关键难题,经过十多年持续研发,取得以下创新性成果: 1)攻克了饮用水中多类型致病微生物与DBPs识别与检测关键技术,解决了城市自来水厂消毒工艺水质安全风险解析难题。构建了实时定量q-PCR分析检测技术体系,实现条件致病菌、水中常见耐药细菌及其抗性基因的高通量识别和定量;建立了饮用水中50种高致毒性DBPs的分析检测技术、前体物的定量和定性识别新方法,检测限可达到ng/L的水平,较传统方法精度提升15%~35%。该成果被国内外多个大学研究机构实验室参考使用,并广泛应用于上海供水调度监测中心等权威机构,有力支撑了上海市《生活饮用水水质标准》的制定。 2)研发了适用于城市自来水厂安全消毒的集成关键技术,为饮用水消毒工艺高效运行提供了综合技术解决方案。开发了大型城市自来水厂游离氯转一氯胺顺序组合式消毒关键技术,实现总余氯中一氯胺占比90%以上,水厂氯耗节支15%~20%;利用自来水厂清水池水力和消毒效能CFD模拟技术,优化了自来水厂现有消毒方式,可实现致病微生物与DBPs的协同控制。成果广泛应用于上海、浙江、河南、广东等地自来水处理工程,确保水质稳定达标,总处理规模达到745.8万吨/天,三年新增总产值22.5亿元、节约消毒剂5479.1吨。 3)发明了压力CO2消毒、新型固定式纳米抗菌材料、微纳米气泡氧化、纳米铁/零价铁还原等多种新型消毒方法与DBPs控制技术,为分散式终端控制致病微生物和DBPs提供了系列技术方案。 4)解决了电解食盐生成消毒剂次氯酸钠过程中产率低、产氢、电极污染等关键问题,研制了具有自主知识产权的电解制氯成套技术,开发出多型号次氯酸钠发生装置和辅助应用装备。单台次氯酸钠产量可达50 kg/h,直流电耗<4.2 kW/kg-Cl2。相关产品在浙江、上海、山西、广东、河北等9座自来水厂应用,同时也对外出口至俄罗斯、塔吉克斯坦等海外水厂,装备销售三年新增产值6808万元以上,创收外汇188万美元。 项目成果获发明专利19项,实用新型专利10项;发表学术论文106篇,其中SCI论文62篇(平均影响因子5.33),SCI源期刊引用次数1375次,ESI论文3篇。成果应用于中国27个工程(总处理规模880.8万吨/天),服务人口达到4500万人,三年实现新增产值23.1亿元。推动了中国自来水消毒工艺和DBPs控制技术的发展,有效保障了居民饮水健康,创造了显著的社会、经济和环境效益。
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