1、水处理工程技术研究中心建设项目可行性研究报告1. 项目摘要1.1项目名称、依托单位项目名称：河南省水处理工程技术研究中心依托单位：河南城建学院河南省水处理工程技术研究中心依托单位为河南城建学院，主实验室设于河南城建学院9号楼B座第1-3楼，将整合河南城建学院环境与市政工程系实验中心的实验室和设备仪器、分析测试中心实验室和设备仪器、环政系市政工程和环境工程重点学科团队人力资源和与合作企业的实习培训中试基地资源等建设而成。1.2 项目的必要性在我院成立水处理工程技术研究中心，对污水深度处理技术、污废水的资源化利用技术、中小水厂的节能改造关键技术进行研究，并对新的净水工艺、新材料和新设备研究开发，对
2、促进当地社会经济发展和实现我院建设“特色鲜明、优势突出的高水平城建大学”的发展目标做有着重要的意义。（1）该中心的建立旨在研发出一批具有自主知识产权的污染控制与资源化技术，为有效控制日益严重的环境污染和有限资源循环利用提供理论支撑与技术储备。 随着环境污染日益严重，大批城镇污水处理设施改建、扩建和新建问题以及中小水厂的节能改造问题急需解决。另外，目前我国大部分地区饮用水水源污染严重、供水水质污染事故频发所导致的饮用水水质差和安全性低，饮用者的安全与健康正面临严重威胁和潜在危害，在这种状况下成立水处理工程技术研究中心，研究开发新的净水工艺、新材料和新设备，以及中小型水厂的节能改造关键技术的研发可
3、为保障生活饮用水安全提供技术支撑。针对目前我国所面临的水污染日益严重及水资源日益短缺的现状，研发有效的水污染控制与污水资源化利用技术，为有效控制日益严重的环境污染和有限资源循环利用具有重要意义。（2）促进我院服务地方经济、促进产学研相结合具有重要意义水处理工程技术研究中的建立将扩大与地方的科技合作，扩大与企业的合作，使学校的应用性科研更好地面向市场，创造出对国民经济发展有较大影响的科研成果。高校的科研活动与地方经济紧密结合，既能为地方经济发展作贡献，满足社会发展的需要，也为学科发展开拓新的科研资源，寻求新的增长点，显现出更大的活力。在我院成立水处理工程技术研究中心，可以利用我院环境与市政工程系
4、、省污水处理综合利用工程技术中心的人才优势，开展更全面、更科学的测试和分析工作，改进污水处理工艺，提高对外检测服务的能力，更好地为本地区的经济发展服务。1.3 项目建设的目标、地点、内容、规模与方案河南省水处理工程技术研究中心依托单位为河南城建学院，主实验室设于河南城建学院9号楼B座第1-3楼，根据研究中心团队成员的研究领域以及目前我国水体污染及其饮用水安全所表现出的突出问题，拟开展三大方向的课题研究。（1）污水处理与资源化；(2)饮用水安全性研究；（3）水处理设备材料研究。水处理工程技术研究中心的实验室共设置为六个，污水深度处理与资源化研究室、污水生物处理实验室、饮用水预警与应急技术和体系研
5、究室、饮用水深度处理实验室、新型绿色水处理材料研究、新型水处理（节能）设备研究室。本中心建成以后，将拥有1460m2的实验室面积，其中可用于技术研发的实验室面积1000 m2以上，用于工程技术培训的实验室面积不少于300 m2，校内用于中试的实验室面积约200 m2，与企业联合的中试及培训场地面积非常充分，现已与20多家水处理公司建立良好的合作关系。1.4项目总投资、投资构成与资金筹措本水处理工程技术研究中心建设资金额度总计1910万元。其中已有设备仪器1230.74万元，即由环政系实验中心和分析测试中心设备整合而来；共需申请省下拨经费679.23万元，其中一期所需经费为376.76万元，二期
6、302.47万元。计划总投资1910万元已完成投入1230.74万元拟新增投入合计679.23万元其中：设备投入559.23万元场地投入50万元运行费用投入20万元研究费用投入50万元投入来源及到位情况类 别经 费到位情况依托单位投入977.01万元到位银行贷款200.00万元到位科技经费投入52.99万元 到位政府其它资助万元其 他万元年度投资计划年 度投入经费用 途来 源第一年度300万元设备购置、改善场地、研究课题科技经费、单位投入第二年度200万元设备购置、研究课题科技经费、单位投入第三年度180万元运行费用、研究课题科技经费、单位投入科技经费投入用途124 按经费使用情况选择不超过三
7、种填入空格 1.购置设备 2.改善场地3.运行费用 4.研究课题 5.其他2. 项目背景、必要性2.1国内外本领域技术状况及发展趋势，项目的目标市场及关联度卫生部门和水利部门初步调查显示，我国目前还有3.23亿农村人口饮水不安全，占农村人口的34%。其中各类饮水水质不安全的有2.27亿人；水量不足、取水不方便以及供水保证率低的近9600万人。2.27亿水质不安全人口中，饮用水氟砷含量超标的有5370万人，引用苦咸水的3850万人，地表水或地下饮用水资源被严重污染的9080万人，饮用水中铁锰超标的4410万人，饮水安全形势十分严峻。农村饮水不安全问题直接影响农民身体健康和农村稳定，成为人们最关心
8、、最迫切需要解决的问题之一。 针对我国目前所面临的水污染现状及其饮用水安全问题，我国一些城市、高等院校相继成立了水处理工程技术研究中心、水处理及资源化工程技术研究中心等科研机构对水污染控制及污废水资源化问题进行研究，并且有逐步增多的趋势。 目前省外城市成立的对水污染控制和饮用水安全问题进行研究的科研机构有国家工业水处理工程技术研究中心、国家城市污水处理及资源化工程技术研究中心、四川省水处理及资源化工程技术研究中心、江苏省中小城镇污水处理工程技术研究中心、山东省城市污水处理与资源化工程技术研究中心、河北省工业节水工程技术研究中心等。国家工业水处理工程技术研究中心先后承担完成了13项国家水处理化学
9、品的创制和开发，其中有11项获得国家专利，有2项获得法国专利。经国家科委及有关部门组织的专家鉴定，这13项水处理化学品科研成果全部达到了国际先进水平，其中有一项达到了国际领先水平。这些新产品不仅在化学结构上有新突破，而且在应用性能方面也有很大提高，从而形成了我国新一代具有自主知识产权的水处理新产品、新技术。国家城市污水处理及资源化工程技术研究中心重点开展城市污水处理及资源化工程技术研究及产业化开发，在环保新技术和新设备的开发、成套设备制造及系统集成等方面形成了自身的优势。主要研究方向是：污水处理新技术、新工艺研究、开发和应用；城市污水处理厂的投资、建案设和运营管理；膜、膜组器及成套设备与技术的
10、开发和应用；污水处理自动化、智能化控制与管理系统的研发、集成。2.2 国内本领域成果转化与产业化现状、存在的问题及原因省外高校成立的对水污染控制和饮用水安全问题进行研究的科研机构有：清华大学水环境保护研究所、清华大学饮用水安全研究所、同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室、哈尔滨工业大学城市水资源与水环境国家重点实验室；中国科学院生态研究中心；西安建筑科技大学教育部西北水资源与环境生态重点实验室等。清华大学水环境保护研究所的主要研究目标是，瞄准国际前沿并立足于我国迫切需要解决的实际问题，以现代生物技术、新型材料技术、化学技术、信息技术等为支撑点，并通过这些高新技术手段的集成与融合，发展工业
11、废水、城市污水净化与资源化的新理论与新技术；研究污水能源与资源回收的前瞻性技术与理论；建立水污染控制过程的检测技术与数值模拟；构建水环境修复的新技术与理论，为我国水污染控制和水环境修复提供理论和技术支持。饮用水安全研究所正是为解决饮用水安全所存在的关键技术问题，为推动饮用水安全领域的科学研究、技术进步和工程应用等而成立。研究的主要领域有：饮用水水质对人体健康的影响、微污染水源饮用水处理、饮用水预警与应急技术和体系、饮用水预处理和深度处理、安全氯消毒和紫外线消毒、管网水质生物稳定性和化学稳定性、管网水质模型和应用、饮用水处理中的铝化学、高砷、高氟和苦咸水处理技术等。同济大学污染控制与资源化研究国
12、家重点实验室重点研究城市污水除磷脱氮、工业园区污水处理与调控、有毒物质污染控制与资源化、污泥处理与资源化、饮用水深度处理原理和技术，为水污染控制与治理、保障饮用水安全提供科技支撑。课题组所取得的研究成果在区域水污染治理、城市污水处理等工程中得到广泛应用，并取得了良好的环境效益、社会效益和经济效益，在遏制我国环境污染和生态破坏、合理利用有限资源和促进社会与经济可持续发展提供理论和先导性技术。中国科学院生态研究中心水污染控制技术研究组主要致力于水污染控制与资源化技术及污染物转化机制的研究与应用。以研究污水生物处理技术为主，同时对污水处理过程产生的污泥和挥发性有机污染物及恶臭物质的生物处理技术进行研
13、究。通过对单元技术的创新与优化组合，形成了适用于城市污水处理、中水回用、村镇分散型污水处理、工业废水处理与回用等一系列技术与工艺。目前研究主要包括：新型污水生物处理技术研究、挥发性有机污染物及恶臭物质的生物降解机理与新型反应器的研究、污泥减量化与资源化研究。开发出立体循环一体化氧化沟、新型膜生物反应器、膜曝气生物膜反应器、一体化生物脱氮除磷技术、分散型污水处理技术、高浓度难降解有机废水处理技术、复合式生物除臭技术、污泥减量化与资源化及污泥堆肥技术等。西安建筑科技大学教育部西北水资源与环境生态重点实验室针对日益严重的水环境污染问题，通过对污水处理理论、水污染控制方法、污水处理与回用技术与成套设备
14、的研究，为水污染控制提供理论基础，研制开发出能够有效控制水环境污染的有效方法、先进技术和配套设备。研究内容主要包括：水污染控制方法与技术研究；污水处理新理论、新技术、新工艺研究；城市污水以及各类工业废水的处理方法、处理技术研究以及处理设备的研制与开发；各类污水的资源化与回用技术研究。通过技术推广和成果转化直接带动了相关行业的技术升级，促进了地方经济建设健康快速发展。在参与本行业的产品开发和工程应用的过程中逐步成为陕西省本领域的主要研发中心。相对于其它省份尤其是东南部省份来说，河南省在水处理工程技术研究方面的科研机构还相对较少。目前河南省设立有河南省城市规划设计研究院、郑州城市规划设计院等。河南
15、省城市规划设计研究院和郑州城市规划设计院主要是从事水处理厂及其建筑给排水、城市给排水的设计工作，其在水处理技术方面的研究人才较为欠缺，所从事的相关研究项目也较少。在河南省高校中，目前设立有给水排水专业和环境工程专业的学校，除了我们河南城建学院外，还有郑州大学、河南师范大学、华北水利水电学院、中原工学院、河南理工等。目前河南师范大学设有河南省环境污染控制重点实验室。河南省环境污染控制重点实验室结合国内外本学科发展动态及河南省科技战略发展和区域特征，紧密围绕黄淮水环境污染防治的关键问题，形成了“黄淮水环境污染控制技术与修复策略、黄淮流域农业面源污染与防治、绿色化学与清洁生产、黄淮区域特征污染物检测
16、技术”四个区域特色突出、稳定的研究方向。在水环境污染的削减控制技术、环境污染物化学行为、绿色化学、超痕量分析检测新技术等方面取得了一系列具有影响的研究成果。近两年多来，实验室成员新增主持省部级以上及企业横向科研项目85项。其中，国家级项目19项（国家自然科学基金13项），教育部项目6项（教育部新世纪优秀人才计划1项），省级重大/重点项目30项，省级一般及横向合作项目30项，新增科研经费1708.8万元。在基础研究方面，近几年，实验室成员在SCI源期刊、核心期刊以上刊物发表论文356篇，其中被SCI、EI收录184篇。在应用研究方面，有8项技术成果先后通过省级科技成果鉴定；获得国家发明专利授权7
17、项，申请受理14项；获得省部级以上科技进步奖5项。多项科研成果在企业得到推广和应用，取得了良好的经济、社会和环境效益，为促进区域经济、社会与环境的可持续发展做出了积极贡献。郑州大学水利与环境学院设有环境与水利实验教学中心，水利与环境实验教学中心为中央与地方共建特色优势学科实验室和河南省高等学校实验教学示范中心。该实验教学中心是一个以本科教学实验为主的综合性实验室，面向环境工程、给水排水工程、地理信息、环境科学、水利水电工程五个专业，由水处理实验室、环境监测实验室（含水质分析）、环境微生物实验室（水微生物实验室）、水泵站实验室四个分室组成。实验室面积3000m2，实验仪器449台/件。 主要开出
18、实验项目有：pH及电导率的测定、废水氨氮的测定、总铬的测定、CODcr的测定、溶解氧的测定BOD5的测定、挥发酚的测定；显微镜的使用与细 胞形态的观察、真核微生物的个体形态观察、空气中微生物的培养、空气中菌落总数测定、微生物的染色；给水混凝沉淀实验、污水混凝沉淀实验、絮凝沉淀实验、 活性炭吸附实验、活性污泥曝气沉淀实验、软化与除盐实验、实验模型演示实验；水泵的构造及零部件认识实验、水泵基本性能实验等。学院还拥有河南省石化环保科技培训中心，环境工程咨询公司、环境评价室、水利水电工程设计室、水资源评价与论证所、市政工程设计室、勘察测量室等培训及设计机构。2000年以来：共承担国家杰出青年科学基金、
19、国家973项目专题、国家“十一五”科技支撑计划、国家重大水专项淮河项目、国家自然科学基金等国家级和河南省杰出人才创新基金、河南省杰出青年科学基金等省部级科研项目及50万元以上的重大横向课题112项，累积科研经费到款6000多万元；先后获得国家科技进步奖3项，省部级科技进步奖22项。到目前为止，郑州大学水利与环境学院针对对水污染控制及污废水资源化以及饮用水安全问题的研究还较为欠缺。 河南是我国水资源极为紧缺的省份，全省人均水资源占有量约为全国的，太行山、大别山、伏牛山和桐柏山等山区的人均水资源占有量更少。特殊的地理位置、气候环境等因素，造成郑州、三门峡和安阳等个市的山丘区农村人口存在严重的饮水困
20、难，制约了当地居民生活条件的改善和农村经济的发展。而随着我省现代工业的发展及人口城市化的加速，城镇污水量愈来愈大，水环境污染日益加重。与此同时，我省城镇生活污水处理设施却严重滞后和不足。这就需要我省在短时期内新建或扩建大批污水处理设施，尽快地提高我省城镇的污水处理率。河南省已成为中国化工基地，各种化工废水处理程度低且各种污废水的资源化利用程度偏低。以平顶山、焦作为代表的煤炭城市在煤炭生产中所产生大量洗煤废水、矿尾水资源化利用程度偏低，我省的城镇污水回用率还有相当大的提高空间，研究开发新型污废水回用技术，在我省面临水危机的形势下，污水资源化是我省解决城镇水资源短缺和水环境污染的有效途径。河南是人
21、口大省、农业大省，农村人口迅速膨胀，农村人口占全省总人口的76.8%。最近召开的中央经济工作会议和中央农村工作会议，都对加快推进城镇化和城乡一体化发展提出了明确的要求，特别是提出了要坚持规划先行，加强政府资金的引导，多渠道筹集资金，推进重点城镇供排水、污水和垃圾处理等基础设施建设，提高城镇承载能力。推进城镇化进程和加快城乡一体化发展步伐，将成为今后一个时期保持经济稳定较快发展的持久动力。为了尽快适应这一形势， 就需要在短时期内新建、扩建或改建大批污水处理设施和给水处理设施，与此同时也必须大力开发切实可行、高效低耗的水处理技术、工艺与设备。结合我省水体污染现状以及许多地区饮用水安全难以保证等问题
22、，在我院建立水处理工程技术研究中心为有效控制日益严重的环境污染、保障饮用水安全以及有限资源循环利用提供科技支撑。3. 工程技术研究中心组建方案拟建的水处理工程技术研究中心，依托河南城建学院环境与市政工程系和河南城建学院市政工程、环境工程两个重点学科和给水排水工程省级特色专业，整合该系的师资力量、环境工程省级教学示范教学中心和分析测试中心的设备和实验室资源、并与多家企业合作和协作建设而成。3.1 建设条件1学院的实验室及设备资源是本申请中心实验室建设的基础环境与市政工程系现有环境科学与工程实验教学中心、分析与测试中心，与水处理相关实验室有“饮水安全工程实验室”、“水污染控制工程实验室”、“环境生
23、物技术实验室”、“流体力学实验室”、“微生物实验室”和“水质监测实验室”，实验室面积为1460m2，现有试验教学仪器设备146台（件），总价值为1230.74万元。现有试验人员8人。现有可用于水处理工程研究的仪器设备见下表。表3-1 现有可用于水处理工程技术研究中心的仪器设备序号仪器名称型号数量隶属实验室1便携式PM2.5采样器PM2.52污水生物处理实验室2燃烧热实验装置SHR-152污水生物处理实验室3光电感烟探测仪LH-934新型水处理材料研究室4离子感烟探测仪LH-92D4新型水处理材料研究室5可燃气体检测报警仪BY-200-EX4新型水处理材料研究室6一氧化碳检测仪BY-200-CO
24、4饮用水深度处理实验室7臭氧检测仪BY-200-O34饮用水深度处理实验室8硫化氢检测仪BY-200-H2S4饮用水深度处理实验室9氨气检测仪BY-200-NH34饮用水深度处理实验室10超声波测厚仪MT1502新型水处理材料研究室室11水质自动采样器7722饮用水深度处理实验室12COD测试仪COD1饮用水深度处理实验室13电热鼓风干燥箱10111饮用水深度处理实验室14CG1型测汞仪CG11饮用水深度处理实验室15显微镜1污水生物处理实验室16稳压稳流电泳仪DYY21饮用水深度处理实验室17电泳仪DYY1饮用水深度处理实验室18声级计ND102饮用水深度处理实验室18精密酸度计PHS2A1
25、饮用水深度处理实验室20生化培养箱TFIA2污水生物处理实验室21微处理机离子计ZP8611饮用水深度处理实验室22托盘扭力天平TN1001饮用水深度处理实验室23COD快速测定仪5B11污水生物处理实验室24BOD测定仪8802污水生物处理实验室25光电浊度计WGZ2004污水生物处理实验室26生化培养箱LRH2502污水生物处理实验室27酸度计PHS251污水生物处理实验室28精密pH计PHS3E9饮用水深度处理实验室29便携式多参数水质分析DZS-7072饮用水深度处理实验室30溶解氧测定仪JPBJ-6082饮用水深度处理实验室31台式电导仪DDS3079饮用水深度处理实验室32微机离子
26、计PXC-31饮用水深度处理实验室33数字积分仪SJQ-12饮用水深度处理实验室34恒温水槽HWC-511新型水处理材料研究室35BOD两用恒温箱HW-31新型水处理材料研究室36通用离子计PXD-21新型水处理材料研究室37极谱仪AD-2A1新型水处理材料研究室38精密数显酸度计PHS-3G1饮用水深度处理实验室39汞富集解吸器FJ-11饮用水深度处理实验室40石英亚沸高纯水蒸馏器SYZ-A1饮用水深度处理实验室41定时电动搅拌器JJ-13饮用水深度处理实验室42磁力搅拌器GSP-79-031饮用水深度处理实验室43水峪恒温振荡器SHY-4-91饮用水深度处理实验室44调速多用振荡器ZD-3
27、1饮用水深度处理实验室45箱式电炉SX21污水深度处理与资源化46微波消解样品制备系统MULTIWAVE 3001污水深度处理与资源化47数控超级恒温槽S1-52污水深度处理与资源化48康氏振荡器KS-2污水深度处理与资源化49电动离心机80-2B2污水深度处理与资源化50电导率仪DDS-11D4污水深度处理与资源化51电热鼓风干燥箱101A-31污水深度处理与资源化52亚佛石英蒸馏器810-131污水深度处理与资源化53机械搅拌澄清池1污水深度处理与资源化54除铁实验装置1污水深度处理与资源化55曝气沉淀装置1污水深度处理与资源化56间歇式活性污泥法装置1污水深度处理与资源化57生物转盘1污
28、水生物处理研究室58加压气浮实验装置1污水深度处理与资源化59生物接触氧化池1污水生物处理研究室60成层沉淀实验装置1饮用水深度处理实验室61过滤反冲洗实验装置1饮用水深度处理实验室62虹吸滤池1饮用水深度处理实验室63无阀滤池1饮用水深度处理实验室64斜板沉淀池1饮用水深度处理实验室65油份分析仪OCMA-3501饮用水深度处理实验室66紫外分光光度计755B2饮用水深度处理实验室67分析天平328A4饮用水深度处理实验室68酸度计PHC-3C4饮用水深度处理实验室69比表面积分析仪SA31001新型水处理材料研究室70浊度仪WGZ-2004新型水处理材料研究室71六联电动搅拌机DJ-6C3
29、新型水处理材料研究室72六联磁力加热搅拌器CJJ-9312新型水处理材料研究室73电动振筛机84112新型水处理材料研究室74空压机上海1新型水处理材料研究室75余氯测定仪HANNA10饮用水深度处理实验室76浊度计WGZ-12饮用水深度处理实验室77溶解氧测定仪JPSJ-6054饮用水深度处理实验室78数字BOD测定仪870#1饮用水深度处理实验室79光电浊度仪2饮用水深度处理实验室80电光显微镜BS2036污水生物处理研究室81水浴恒温振荡器THZ-822饮用水深度处理实验室82电子天平BS224S1饮用水深度处理实验室83生化培养箱LRH-2501污水生物处理研究室84洁净工作台SW-CJ-2G1污水生物处理研究室85立式压力蒸汽灭菌锅50KBS1污水生物处理研究室86多功能厌氧生物反应器KL-16污水生物处理研究室87水静压强仪2水力学实验室88能量方程实验仪2水力学实验室89多功能水力学实验台
