“污水中碳源及氮磷硫组分资源化技术”主题项目申请指南

2010-12-16 00:00 来源: 科技部
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国家高技术研究发展计划(863计划)资源环境技术领域“污水中碳源及氮磷硫组分资源化技术”主题项目申请指南
  在阅读本申请指南前,请先认真阅读《国家高技术研究发展计划(863计划)申请须知》(详见科学技术部网站国家科技计划项目申报中心的863计划栏目),了解申请程序、申请资格条件等共性要求。

  一、指南说明

  根据《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》和“十二五”863计划资源环境技术领域的总体部署,设立“污水中碳源及氮磷硫组分资源化技术”主题项目,针对污水中碳、氮、硫、磷、氢等资源回收率低与工程化实施困难等问题,研发污水稳定产甲烷及调控技术、除磷脱氮耦合氮磷回收技术、碳源有机物回收利用技术、碳氮硫脱除与单质硫回收技术、污泥有机碳快速稳定技术、规模化生物产氢系统、微生物燃料电池耦合净化处理技术,构建污水中碳源及氮磷硫组分资源化的工艺技术系统,由传统的“必须从污水中尽量去除各种污染物”逐步转变为“尽量从污水中回收各种有用之物”,为污水资源化及节能减排提供 “理念到实践”的技术支撑。

  本项目按项目整体进行申请,项目申请者应针对指南内容,围绕项目总体目标和任务进行申请,不要只针对项目部分目标和任务进行申请。项目应由多家单位共同申请,自行组合形成项目申请团队(一个法人单位只可参加一个申请团队),并提出项目牵头申请单位和申请负责人,由项目牵头申请单位具体负责项目申请。项目申请要提出项目的分解(包括任务分解和经费分解)方案,项目课题安排及承担单位建议,并填写课题申请书(项目拟分解的课题数不超过7个)。

  二、指南内容

  1、项目名称

  污水中碳源及氮磷硫组分资源化技术

  2、项目总体目标

  以构建基于污水资源回收利用并满足环境质量需求的新型污水处理工艺流程及配套技术为基本出发点,研发从污水中回收能源、碳源、氮磷硫矿物组分的新工艺、新技术和新方法,结合生产性或中试规模示范应用研究,初步构建出污水碳能源及氮磷硫组分资源化的工艺技术系统,形成污水资源回收与稳定达标处理相结合的污水处理工艺技术路线,并提出可工程化应用的完整工艺流程和工程实施技术方案。

  3、项目主要研究内容

  (1)针对高浓度有机污水高效厌氧产甲烷,研究开发新型高效厌氧反应器的设计构建、稳定运行、在线监测和调控技术及工艺系统,结合高效厌氧产甲烷过程动态预测技术,突破现有工艺的缺陷和技术瓶颈,实现高效厌氧产甲烷反应器的稳定运行和工业化示范应用。

  (2)针对含高浓度氮磷污水及污泥处理液,研究开发污水高效除磷脱氮与氮磷回收相耦合的工艺技术、反应器系统及技术设备,有效回收污水中的磷酸盐和氮,形成可商品化产品;开发基于好氧颗粒污泥的生物脱氮与磷回收技术;建立污水氮磷回收的示范应用系统。

  (3)针对不同类型污水中的有机物含量及碳氮比差异,研究开发高碳氮比污水碳源高效回收利用技术、低碳氮比污水内部碳源高效开发利用技术,形成相应的可商品化反硝化碳源产品和污水碳源高效利用工艺流程,建立相应的示范应用系统。

  (4)针对含硫含氮有机污水及生物沼气,研究开发基于微生物反硝化脱硫的同步脱硫脱氮技术及装置、强化碳氮硫共脱除工艺装置、沼气生物转化脱硫-强化单质硫同步回收工艺装置,建立污水碳氮硫共脱除-同步回收单质硫、沼气生物脱硫-硫回收的示范应用系统。

  (5)针对我国诸多污水处理厂污泥稳定化设施建设征地困难及设施运行中消化污泥氮磷流失量大的问题,研究开发占地小的污泥有机碳快速稳定化及固化技术与设备、氮磷高效利用技术与设备;研究开发污泥制成生物碳的技术与装置;建立相应的示范应用系统。

  (6)围绕污水复杂源碳水化合物定向生物转化和规模化低成本生物产氢,研究开发碳源梯级利用技术、高能量转换效率规模化工艺系统、高氢收率与碳源高值利用技术,建立高效稳定的规模化产氢装置。

  (7)针对微生物燃料电池(MFC)成本高、产电能力低等问题,开发廉价高效功能材料,优化MFC构型、提高产电性能;开发MFC电能原位利用MFC功能扩展技术;建立MFC中试设备系统。

  4、项目主要考核指标

  (1)形成高浓度有机污水高效厌氧消化稳定产甲烷成套工艺技术及监测调控技术系统,有机负荷率不低于18kg COD/(m3·d),示范规模不低于5000m3/d,工艺运行故障率每年不超过1次,在线监测平台及调控系统成本控制在20万元以下。

  (2)形成城镇污水高效除磷脱氮与氮磷回收相耦合的成套工艺技术系统,进水磷回收率不低于60%,出水氮磷指标达到GB18918-2002一级A标准;形成高浓度氨氮污水高效氮回收中试示范系统,氮回收率不低于70%,好氧颗粒污泥生物脱氮与磷回收工艺技术系统,进水磷回收率不低于50%。示范污水处理厂规模不低于50000m3/d。

  (3)形成污水有机碳源高效回收利用技术系统,污水有机碳源利用率不低于50%,反硝化碳源产品优质碳源含量不低于50%,产品示范应用规模不低于50000m3/d;内部碳源高效利用除磷脱氮工艺系统,污水中可快速利用碳源比例提高20%以上,出水氮磷指标达到GB18918-2002一级A 标准,示范规模不低于25000m3/d。

  (4)形成污水碳氮硫共脱除强化单质硫回收工艺技术系统及设备,含硫含氮污水示范规模5000m3/d以上,生物硫回收率不低于80%;沼气限氧生物转化脱硫-硫回收工艺系统,示范规模不低于300m3沼气/d,生物硫回收率不低于80%,硫磺纯度不低于85%。

  (5)建立污泥高温微好氧消化示范研究系统,对应的污水处理规模不低于10000m3/d,比传统消化节约占地60%,成本降低10%,氮磷回收率60%以上;污泥热化学制备生物碳工艺系统,污泥处理能力5t/d,80%以上磷在生物碳中固定;污泥预处理装置,处理能力100m3/d以上,有机碳与总固体比率提高30%以上,电耗≤1.0KWh/m3污泥。

  (6)建立污水梯级利用规模化生物产氢示范工艺系统,年产氢能力不低于10万m3、高浓度有机废水处理量不低于500m3/d,生物产氢速率超过6.0m3/(m3·d),有机废水生物制氢成本低于1.2元/m3,系统稳定运行6个月以上;对生物产氢与产甲烷过程耦合的技术经济性进行评价,研究制定相关技术标准。

  (7)建立体积大于1.0m3微生物燃料电池污水净化中试研究装置,有机物转化效率不低于20%,功率密度不低于40 W/m3或电流密度不低于30A/m3,系统连续稳定运行6个月以上;研发MFC非Pt催化剂,MFC材料成本降低50%以上;形成MFC电能原位利用技术。

  (8)申请国家发明专利20项以上,提出技术标准2项以上,发表论文50篇以上,培养博士和硕士研究生30名以上。

  (9)建立污水中碳源及氮磷硫组分资源化技术研发基地6个以上。

  5、项目支持年限:2011年1月至2015年12月

  6、项目国拨经费控制额度为5000万元,要求申请单位自筹经费不少于2550万元。

  三、注意事项

  1、本项目鼓励高校或研究机构与企业联合申报,项目下设每个课题的协作单位原则上不超过5家。

  2、受理时间:项目申报受理截止日期为2011年2月4日17时。

  3、申报要求:通过国家科技计划项目申报中心统一申报(http://program.most.gov.cn)(不需要报送纸质材料)

  4、咨询联系人及联系方式、电子邮件

  联系人:刘静,王顺兵,王磊

  电话:010-58884866,58884867,58884869

  Email:liujing@acca21.org.cn; wangsb@acca21.org.cn

863计划资源环境技术领域办公室

2010年12月14日