我校首个国家重点研发计划项目《城镇污水高效低碳资源化利用技术集成与示范》通过绩效考评

2021年6月16日，中国21世纪议程管理中心组织专家在北京开展了国家重点研发计划“城镇污水高效低碳资源化利用技术集成与示范”项目（项目编号：2016YFC0401100）综合绩效评价，项目组审查了项目组提供的课题绩效材料、项目绩效考评材料、示范工程视频，并进行了质询，一致同意项目通过绩效考评。

该项目属于国家重点研发计划“水资源高效开发利用”专项中“十三五”首批项目，于2016年8月启动，项目由哈尔滨工业大学牵头，负责人为任南琪院士，联合北京大学、中国科技大学、天津大学、北京工业大学、中科院地理科学与资源研究所、北控水务等14家单位共同参与，共有近200人参与项目的研究工作。该项目针对城市工业、景观生态等再生水利用需求，基于“产品”与“生态服务”一体化的研发思路，以建立“绿色”+“灰色”的耦合城市污水处理、多目标回用技术系统为总目标，开展城镇污水低碳、安全、资源化利用及风险评估技术研究。项目组经过5年研究，紧密围绕我国水资源可持续利用的国家重大需求，以建立城镇污水高效低碳处理及多目标回用为目标，围绕低碳、高效、安全、资源化污水处理与回用的关键科学与技术问题，开展新材料、新技术、新装备、新方法等单元技术开发，以及安全、风险、健康、生态功能等评价方法研究，共计开发12种新材料，24项创新技术，7套新装备，建设7座中试基地及5座示范工程，建立4项新方法，开发一套风险评估软件，全面超额完成项目预定的研究任务。

项目以“灰色+绿色”为技术路线研发总体指导思想，在国际上首次开展了“灰绿”耦合污水回用技术系统研究，完成了5座示范工程建设，全面验证了技术系统的可行性。包括：高效智能曝气系统示范、强化混凝预处理和反渗透浓水余压回收技术为核心的高品质再生水处理示范、复合介体物化强化混凝过滤深度处理景观水体回用技术示范，实现了项目提出的高效低碳污水处理及回用目标。我校冯玉杰教授课题组基于微生物电化学原理研发出了电荷补偿污水处理技术，实现水中污染物高效转化，在国际上首次在实际工程中应用，实现了对初期雨水及散排污水混合的地表水体净化，出水达地表IV类，是国际上首例微生物电化学污水处理景观回用工程，也是首次应该技术的绿色高效深度处理景观回用工程应用案例。

项目面向水生态系统和人体健康保护，完成了多物种、多效应终点的再生水综合评价方法体系。包括再生水多目标回用生态风险和人体健康风险评价方法，基于生态补水、水质净化、生命承载和水文化的再生水生态系统服务评估指标体系，以及基于全生命周期的污水处理及资源化利用评价方法，开展了不同工艺系统对环境影响评价、人体健康影响评价和生命周期成本分析。项目研究首次得出：灰绿结合的技术系统中，绿色系统可以避免灰色系统过度治理，可贡献碳减排达73%，灰绿结合污水处理出水对生态环境及人体健康安全可靠，满足需求。

项目通过污水污泥资源化途径，可实现污泥减量50%以上，回收污泥碳源达到70-80%，高效回收了污水中蕴含的碳素资源，并减少了后续污泥处理处置的压力。污泥厌氧发酵产生的甲烷气体、合成的PHA 产品及好氧发酵产生的营养基质等实现了未来水厂输出有价值能源及化学产品的目标，改变了传统污水处理厂的末端处理位置，使其成为能源资源循环的重要环节。