1 成果简介我国山区河流众多，许多河流的河床侵蚀下切，并以溯源冲刷方式传播到上游沟谷，引起沟坡增大，岸坡失稳和整个流域的土壤侵蚀，在汛期暴雨作用下，常常引发崩塌、滑坡和泥石流等自然灾害。阶梯深潭系统是山区河流中常见的一种河流地貌形态，由一段陡坡和一段缓坡相间组成，在纵剖面上呈阶梯状。天然阶梯深潭系统是在水流冲刷过程中自然形成的，是一种增加河床阻力、消减水流能量、抑制河床侵蚀下切的健康河床结构，这种结构在自然界具有较大的稳定性。然而，自然发育阶梯-深潭系统往往需要经过较长的时间，在具备一定条件的山区河流，模仿天然阶梯深潭系统建造人工阶梯深潭系统，也可以取得控制河流下切、避免或减少地质灾害的效果。自 2006 年开始，清华大学先后在云南、四川、甘肃等省，开展了人工阶梯深潭系统在山区河流治理方面的野外试验研究。研究成果显示，人工阶梯深潭系统不仅能够有效地控制河流（沟谷）下切、改善河流生态环境，对于泥石流灾害也具有明显的防治作用。目前，对于阶梯深潭系统发育程度（河床结构强度）的研究正在进一步量化；同时研制了一批专用的测量工具，如用于测量河床结构的“ 河床结构测量排” 、用于阶梯深潭系统流速场测量的“ 湍流脉动流速仪” 等；阶梯深潭系统的消能减灾机理研究正在不断深入。通过对阶梯深潭系统生物栖息地多样性的定量研究，采用大型无脊椎底栖动物对山区河流的生态多样性进行评价，为山区河流生态评价量化指标体系的建立奠定了基础。  治理前                                              治理后生态条件改善，河床稳定 图 1 吊嘎河人工阶梯深潭治理前后  修建前沟道内碎石散乱                            修建后沙石沉积水沙分离，控制了泥石流发生 图 2 建造人工阶梯-深潭系统前后的文家沟  汛期前                                                  汛期后阶梯深潭系统泥沙淤埋 图 3 拦山沟人工阶梯-深潭系统治理汛期前后2 应用说明实例 1：云南东川市吊嘎河（小江流域支流）人工阶梯深潭方法试验。近年来吊嘎河的河床下切迅速，同时带来了一系列的地质灾害与生态环境问题。 2006 年，课题组在吊嘎河设立了试验站，开展了人工阶梯深潭方法试验研究。试验结果表明，试验段水面面积有所增大，河床底质、水深和流速多样性也得到提升，河床侵蚀下切得到有效控制，维持了较为稳定的河床环境。人工阶梯和深潭段的河床底质、流速和水深环境交替出现，在空间层次上塑造了富于变化和多样性的水生动物栖息环境。对大型底栖无脊椎动物的采样及评价结果显示，人工阶梯深潭布置后，随着水生栖息地多样性增加，单位面积底栖动物密度、物种丰度及生物群落多样性指数均呈上升趋势，水生生态得到改善。吊嘎河的试验成果，还为 2009年以来采用人工阶梯深潭方法治理泥石流奠定了基础。 实例 2：四川省绵竹市清平乡文家沟滑坡堆积体泥石流治理方法试验。文家沟滑坡是汶川地震造成的第二大滑坡，滑坡堆积体总量达 8160 万方，文家沟内堆积体厚度达 20-180 米。2008 年暴雨在滑坡体上形成深达 50 米的 V 型冲沟，并引发了多次泥石流灾害。暴雨使沟床不断下切，两岸坡度变陡而坍塌，碎屑物进入水流就形成泥石流。 2009 年，课题组在文家沟滑坡体上的冲沟内建造了 33 级人工阶梯深潭对泥石流进行治理，取得了良好的效果。所建造的人工阶梯深潭试验工程虽然十分简易、单薄，但是工程造成的巨大阻力消减了水流能量，使沙石沉积、水沙分离，成功地控制了沟床下切，对于控制泥石流发挥了重要作用，避免了泥石流灾害的发生。 实例 3：甘肃省礼县拦山沟泥石流治理。长江上游白龙江、西汉水等流域是典型的干旱河谷，其特点是高原上深切宽阔河谷，河谷比周围高原明显干旱。区域内植被覆盖度低，由于长期干旱和风化，流域内积累了大量的土石碎屑，遭遇突发暴雨时可能发生滑坡和特大泥石流，对城镇和村庄造成极大威胁。甘肃武都地区礼县的拦山沟是西汉水的支流，由于沟谷深切，侵蚀极为强烈，泥石流常常发生，据调查沟口泥石流堆积泥沙约 170 万吨。 2009 年 6月课题组在拦山沟开展了泥石流治理试验，建造了 17 级人工阶梯深潭试验工程。试验结果表明，沟道在人工阶梯深潭系统的保护下不再下切，维持了沟岸的稳定，且阶梯深潭系统消散水流能量，使得泥石流不能起动，当年 6、 7、 8 月降雨 196.8 mm，其中最大日降雨量达31.9 mm， 拦山沟仅有不足 100 吨泥沙物质进入西汉水，达到了控制泥石流的目标。3 效益分析阶梯深潭系统发育较好的山溪常常伴随着良好的河流生态环境和优美的溪流景观，因此仿照天然的人工阶梯深潭系统常用于河流的生态修复与景观塑造，用于山溪森林公园建设可带来额外的休闲旅游经济收益。4 合作方式技术转让或合作开发，商谈。5 所属行业领域能源环境。

本发明公开了一种直流偏磁多阶段递进式综合治理评估方法，包括:步骤 1，收集接地极和接地站 点的相关资料;步骤 2，从接地极向土壤注入小电流，获得接地站点的直流电流测试值;步骤 3，采用 直流电流仿真模型计算接地站点的直流电流仿真值;步骤 4，基于接地站点的直流电流测试值和直流电 流仿真值调整直流电流仿真模型，并进行第一阶段直流偏磁治理;步骤 5，从接地极向土壤注入逐步增 大的小电流，观察治理站治理设备动作情况，测量测试站直流电流，检查观察站的运行情况和噪声;步 骤 6，采用直流电流仿真模型计算测试站的直流电流仿真值，调整直流电流仿真模型;并进行下一阶段 直流偏磁治理。本发明计算简单、准确度高、效率高、切实可行。

水生植物修复技术是一种成本少、耗能低、效果好的生物－生态新技术，即利用植物的吸收、吸附作用，富集导致水体富营养化的氮、磷，降解、富集其它有毒有害污染物，同时由于水生植物生长对藻类的抑制作用，使水体中藻类数量降低，提高水体透明度，达到化害为利、净化水质的目的，实现水域资源的可持续发展和利用。针对不同生态环境污染，从现场环境中筛选和构建具有高效污染修复的水生植物- 微生物群落体系，更具有针对性强、适应性强、效率高、成本低和对原有生态环境没有威胁等优点。

目前重金属及含砷废水的处理是世界性难题，缺乏有效的处理技术，尽管生物法、电解法、混凝、吸附、反渗透技术等能达到一定的处理效果，但存在处理成本过高、能耗大 、操作困难、易产生二次污染的问题，难以被企业接受。本项目针对混合重金属废水处理成本高、出水难达标的难题，基于纳米铁(nZVI)的核壳结构理论，合成一种经济高效、协同去除废水中多种金属的高活性铁基材料，即结构态羟基活性亚铁（SRF），具有大于传统材料10000倍以上的比表面积和界面反应活性，它具有纳米铁的反应活性，但是克服了纳米铁昂贵的成本，对废水中的重金属离子具有高效网捕功能。但避免了表面钝化、团聚带来的nZVI活性降低、颗粒增大、反应效率低的问题。SRF是无毒、无害、无污染的绿色试剂，通过吸附、还原、共沉淀的方法去同步除水中的重金属离子和砷，而且适用pH范围广，产泥量少，成本低。能广泛适用于各类重金属工业废水处理（如冶金、电镀、化工、电路板、皮革等行业产生的重金属废水），并有利于实现金属资源化利用，具有较好的市场前景。 课题组相继承担国家级项目（863计划项目3项、国家自然科学基金2项、国家科技支撑计划2项）和省部级项目（上海市、教育部、江苏省）二十余项，并获得上海市技术发明一等奖一项，上海市技术发明二等奖一项，中国国际工业博览会创新奖一项。目前拥有难降解工业废水处理处理及相关领域发明专利十多项。课题组目前主要研究难降解工业废水深度处理相关课题，在金属废水处理方面，已承担自然科学基金项目“纳米铁壳层物种反应活性及原位矿物转化同步除砷机制”。 市场前景： 近年来我国经济快速发展，工业布局、产业结构没有明显改善，工业生产工艺、污染治理水平没有有效提高，全国涉重金属重点行业产能产量持续增加，重金属污染物排放量（铅除外）仍在增加，一些污染物排放量增幅还很大（汞增幅为26％）。我国重金属污染较为严重，主要体现在以下两个方面：一是重金属污染物产生和排放量大，根据第一次全国污染源普查结果，2007年全国废水中铅、汞、镉、铬、砷等五种重金属产生量为2.54万吨，排放量近900（897.3）吨。大气中上述五种重金属污染物排放量约9500吨。列入国家危险废物名录中含上述五种重金属的危险废物产生量为1690万吨。再一个是重金属污染的危害是影响较为突出，重金属土壤污染会导致农作物中重金属超标，从而影响人体健康；一些地方由于重金属的大气污染或水污染导致人体健康受到损害或威胁，对群众健康造成了严重威胁。据统计，在2011年1到8月，全国发生了11起重金属污染事件，对周边生态环境的影响范围之广、对民众生命健康的危害之大，引发了社会的高度关注。 环境污染事故的发生也多为工业污水事故，为了有效地改善水质，中国每年用于水资源保护项目的资金近千亿元。传统的水处理工艺很难满足水处理方面的要求，新兴的污水深度处理技术在价格与处理效率上存在一定的缺陷，开发成熟廉价的污水处理技术及其配套产业设备等具有广阔的商业市场。目前市场上存在多种应用于工业金属废水处理的技术手段，深度处理技术种类多，没有形成一种主导的技术手段，所以废水深度处理领域具有强大的竞争优势。而且，重金属废水处理系统工艺复杂，运营成本高，废水中重金属含量超标，不能达标排放，排到环境中污染土壤和水源，有价值的金属白白流失，难以回收，废水处理产生的重金属污泥成为危险废弃物，处置要求严格花费高。因此，开发技术成熟、成本低廉的金属废水处理技术具有广阔的应用市场，且市场需求大，进驻门槛低。本项目研发的多羟基亚铁材料技术，具有技术成熟，投资、运行成本低等优势，高效处理重金属以及含砷废水，广泛适用于各类重金属工业废水处理，回收重金属，实现循环经济与清洁生产，在重金属废水深度处理领域具有强大的竞争优势。

本发明是一种凹凸棒矿物制造印染废水脱色材 料的技术方法，它是以凹凸棒石粘土为主原料(80～100目)， 与1.5～ 3.0mol/LH2SO4，固液比1∶2～3，在常温下活化1～2h，并加入 0～5％的Fe、Mn、Al等金属硫酸盐(按金属氧化物计)，再经3～ 6mol/L碱溶液中和至pH值7～8，一次固液分离，造粒(3～ 5mm)，烘干，再经700℃煅烧0.5～2h后制成。产出的滤液副 产回收 Na2SO4·10H2O或 (NH4) 2SO4；该脱色料 对印染废水脱色后，颗粒料经1.5～6.0mol/L硫酸铵溶液浸泡 2～5min、在300℃下焙烘5～25min后，可重复循环使用四次 以上；脱色材料对印染废水的脱色率≥94％，循环使用的脱色 率≥91％。具有制造过程简单、成本低廉、无污染物排放等特 点。

本技术成果根据当前各种难降解有机废水的处理技术的优缺点，提出将传统的内电解技术与作为当前 研究热点的高级氧化技术进行耦合，开发和研究出一种对难降解污染物具有高效降解效率的层级式催化电 解耦合反应器。在设计上解决了以下几个问题：1.通过超声震荡辐射作用解决了传统的铁内电解床在实际 运行中存在反应柱堵塞、铁屑结块、填料更换困难等问题；2.将铁内电解产生大量Fe2+作为超声氧化和三 维电极氧化的催化剂，使Fe2+得到最大限度的利用；3.进水区上部的布水管即可使铁内电解去的活性炭处 于流化状态，同时又能为三位电极层供氧；4.超声的震荡辐射还能对三维电极的微电极进行活化，提高三 维电极的电流效率。5.微电极采用一种新型方法制备，其主要成分是复合的高岭土，加入多种催化离子。 能反复使用，不易流失。

1. 背景随着工农业生产的不断发展和人民生活水平的提高，氨氮的排放量急剧增加，已成为环境的主要污染源并引起了社会各界的关注。氨氮是引起水体富营养化的主要因素之一，对饮用水的安全构成一定的威胁。如何进一步削减工业废水氨氮/总氮的排放总量，是改善水质富营养化状况的根本措施。2. 关键技术：高效吹脱与氨资源化技术及装置3. 技术原理本项目针对传统氨氮吹脱技术目前存在的缺点，通过对氨吹脱塔填料及塔内件结构等的改进，强化气液传质过程，在提高氨去除效率的同时，降低气液比，缩短吹脱时间，从而显著降低能耗；同时开发新型氨吸收-解吸溶剂，采用高效吸收-解吸技术获得一定浓度的氨水，从而实现吹脱气中氨的高效回收与资源化，同时吸收-解吸溶剂能循环使用，从而消除二次污染，变废为宝，进一步降低氨氮吹脱技术的运行成本；进而运用集成化技术，对氨氮吹脱技术和氨高效回收资源化技术进行优化集成，形成高效、节能、低成本的高浓度氨氮废水处理与资源化预处理集成技术，满足工业企业对高浓度氨氮废水处理的技术需求。

本发明属于污水处理技术领域，涉及一种活性染料废水的处理工艺技术，特别是一种新型活性染料废水的物化处理方法。染料是最主要的污染物，其中活性染料因其具有色泽艳丽、染色牢固、应用简便等特点而被广泛应用。然而活性染料会给水环境带来很严重的色度问题，其浓度在0.005mg/L便会使水体带有颜色，因此，无论是出于环保考虑还是视觉美观要求，都要将活性染料从废水中去除。但是由于活性染料对于光、热和某些氧化剂均具有良好的稳定性，采用传统废水处理技术难于将其有效去除。因此发展一套技术和经济上可行的活性染料废水处理技术非常必要。本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计提供一种新型工艺和原理的活性染料废水处理方法，该方法以印染纺织行业排放的活性染料废水为对象，采用物化新技术对废水进行处理。

项目针对工业废水浓度高、难降解的特点，从高级氧化前处理、厌氧处理及资源化方面集成研发废水处理技术，建立高浓度、难降解废水处理的技术体系，形成如下主要成果： （1）开发了高浓度工业废水的前处理技术，采用非均相催化臭氧氧化，光电协同催化氧化等高级氧化术，降解高分子、难生物降解的污染物，提高废水的可生化性、降低废水浓度，使废水 COD 浓度降低 40%以上，B/C 提高至 0.35 以 上； （2）开发和设计了针对高浓度有机废水的厌氧生物处理反应器系统，利用高效厌氧反应器技术提高反应器内微生物浓度、提高微生物对污染物的利用效率，使废水的 COD 去除率达到 90%以上，实现了在污染物削减的基础上对于资源的高效回收，沼气转化率达到 0.1-0.2 m3/kg，沼气成分达到 67%。成果在废水的高级氧化前处理、厌氧处理及资源化等方面实现了科技创新和技术进步，在国内外期刊上发表研究论文 50 余篇，SCI 收录 15 篇；申请发明专利 19 项，其中授权发明专利 14 项；另获授权实用新型专利 7 项。技术成果已在苏圣科技（无锡）有限公司、无锡市惠联科轮环保技术发展有限公司、无锡市碧 天源环境工程有限公司和无锡江大技术转移工程公司等企业开展了推广应用