01. 成果简介 本项成果提供了一项基于单元技术的工业水-能-污染物模拟系统，模拟工业系统水资源、能源和污染排放之间相关关系并提出技术优化方案，利用工业生产物料投入数据、生产技术数据、污染物处理技术数据，根据物质流分析方法和自底向上建模思想，通过大数据计算平台进行模拟和计算，分析和研究水资源、能源和污染物三个要素之间的耦合关系和联动规律，在综合考虑三个要素的基础上对特定的行业节能减排政策进行评价并提出最佳的技术路径，为政策制定提供理论和模型支撑。 与传统技术相比，本系统可以实现特定行业生产全过程模拟，将工业生产中的多种资源消耗数据、污染物排放数据以及技术使用数据进行关联，对工业生产过程进行自底向上建模模拟，量化了水资源能源消耗和污染排放、技术与资源消耗/污染排放之间的联动关系，实现了技术与资源消耗、产品生产的耦合；针对行业多种可选技术以及技术组合，本系统对所有技术方案进行特征分析，并可将环保目标作为模型输入、输出的限定条件，对技术方案进行筛选，评估环保目标的技术可行性；同时利用帕累托优化分析方法，根据特定的多目标优化方案（如同时实现三种大气污染物排放量最小、水资源能源消耗量最小、技术成本最低）筛选技术组合。 模型系统框架示意图 02. 应用前景 工业系统环境影响大数据分析与模拟、产业布局专项规划编制、生态环境保护专项规划编制、工业产业园区转型升级管理、区域产业分析平台等。03. 知识产权 相关成果已登记软件著作权。04. 团队介绍 团队主要研究领域为复杂系统理论、环境系统分析及其在城市、产业、流域等复杂系统模拟与评估中的应用，负责人为教授、博士生导师。曾获得自然基金、科技支撑、环保公益等对于国内战略环境评价（SEA）领域研究的首项支持，承担国家第1个城市规划SEA、第1个国家级新区SEA、第1个大区域尺度SEA、第一个地市SEA和“三线一单”试点。科研成果发表论文近百篇，完成软著登记十余项。05. 合作方式 商务合作。06. 联系方式 lijiaoli2016@tsinghua.edu.cn wangchunyan@tsinghua.edu.cn

研究团队拥有可进行污染物分析的气质联用仪和尘螨分析仪，可对室内 VOC采样柱、灰尘取样等进行 SVOC、VOCs、苯系物、尘螨等过敏原进行分析。

成果与项目的背景及主要用途： 随着环境监测技术和管理需求的不断发展，海洋环境监测已经逐步从费时费 力的现场观测往自动在线连续监测的方向发展，我国海洋环境的在线自动监测系 统也不断得到管理部门的重视和认可。与此同时，由于海洋环境水质评价自身的 缺陷以及污染物的不断增加，海洋和环境管理对于环境评价也由原来的水质评价 往生态系统健康等环境综合评价方向发展。 技术简介： 本技术已应用于国家海洋局秦皇岛海洋环境监测中心站“浮标配套及管理系 统”项目，在河北省秦皇岛海域投放了 3 个海洋自动监测浮标，在秦皇岛北戴河 浴场的海洋环境保障工作中发挥了重要的监测预警作用。通过浮标监测与实时无 线传输预警系统联合监测水质数据保障入海排污口污染物达标排放，该系统可推 广至近海、河流、水库、水源地等各排污口监测保障水环境安全。 应用领域： 针对不同的水环境研发相应的自动监测与预警系统，主要可应用于水质污染 物监测（海水、地表水、废水、饮用水）、赤潮灾害预警、海上石油泄漏及钻井 施工安全等领域。

项目成果/简介:本服务体系主要依托 SPARROW 模型，它是一款由美国国家地质调查局（USGS）开发的非线性流域污染物评估模型，其介于传统统计学模型与机理模型之间，用于估计流域地表水体中污染物负荷与污染源之间的关系。是美国 TMDL 计划推荐流域模型方法之一。 原始 SPARROW 模型基于 SAS（统计分析系统）平台运行，使用 IML 语言编写，其嵌套的统计模块可以轻松调用非线性加权最小二乘法（NWLS）进行方程的求解，完成所需参数的估计，虽然SPARROW 本身可以免费使用，但是 SAS 平台购买费用不菲，为此我们基于 SPARROW 模型的原理，使用 FORTRAN 语言开发了面向我国特点的具有空间响应特性的水环境管理模型，简化了原SPARROW 模型中不适用于中国的模块，并增加 jackknife 不确定性分析模块，按照中国水环境管理需求补充可能实现的模块，优化模型功能，改善人机交互形式，使数据输入及模型运行更加方便易学并符合中国的数据特点。利用 ArcGIS 生成河网、划分子流域等，提取与整合必要的与流域河流属性相关的输入数据，并利用该平台将模拟结果进行可视化表达。应用范围:模型已应用于东北松花江流域、黄山新安江流域，成功完成对这些地区 N、P、COD 等污染负荷的空间解析，并设置敏感断面（松花江流域的同江断面，新安江流域的跨省断面--街口断面）进行溯源分析，能够为流域（区域）水环境管理决策的制定与实施提供技术支持。效益分析:（1）污染源空间解析：进行各子流域污染源组成比例分布预测以及各子流域的污染来源追溯等，由于监测站点只能评价静态的理化指标，SPARROW 模型则综合考虑流域内的地质地貌、气象要素等，通过监测数据追溯污染来源，分析来自不同污染源的污染量和比例，有针对性地对水质进行控制和管理，找出污染贡献最大的区域加以治理，实现投入产出的效益最大化； （2）面向水质达标的监测站点空间布局优化与设计：利用有限水质监测站点过去一段时间的监测数据外推流域内其他未监测河段 的水质情况，有效解决布设监测站点成本高、监测网络点位数量少、代表性差的问题，通过对流域整体水质状况的预测分析，找出水质较差河段，进而有效优化监测站点的空间设置，为水环境质量达标提供支持。 （3）面向敏感区（达标断面）的削减措施优化：例如海岸带、湖库、饮用水取水区、达标考核断面等，作为考核或评估断面进行污染物传输分析，分析上游各子流域对其污染贡献大小，甄别污染贡献最大的区域，优化管理措施的设置。

本服务体系主要依托 SPARROW 模型，它是一款由美国国家地质调查局（USGS）开发的非线性流域污染物评估模型，其介于传统统计学模型与机理模型之间，用于估计流域地表水体中污染物负荷与污染源之间的关系。是美国 TMDL 计划推荐流域模型方法之一。 原始 SPARROW 模型基于 SAS（统计分析系统）平台运行，使用 IML 语言编写，其嵌套的统计模块可以轻松调用非线性加权最小二乘法（NWLS）进行方程的求解，完成所需参数的估计，虽然SPARROW 本身可以免费使用，但是 SAS 平台购买费用不菲，为此我们基于 SPARROW 模型的原理，使用 FORTRAN 语言开发了面向我国特点的具有空间响应特性的水环境管理模型，简化了原SPARROW 模型中不适用于中国的模块，并增加 jackknife 不确定性分析模块，按照中国水环境管理需求补充可能实现的模块，优化模型功能，改善人机交互形式，使数据输入及模型运行更加方便易学并符合中国的数据特点。利用 ArcGIS 生成河网、划分子流域等，提取与整合必要的与流域河流属性相关的输入数据，并利用该平台将模拟结果进行可视化表达。

项目成果/简介: 源头防治是实施大气污染防治行动、打赢蓝天保卫战的基本保障。针对大气污染主要固定排放源的火力发电厂，研发的电厂烟气污染物浓度平面分布智能传感系统，解决了环保脱硝要求和过量喷氨的核心矛盾，实现了SCR系统动态分区喷氨和精细化运行调整。 1、巡检间隔≤20 s，两侧烟道总巡检周期≤20 min，可实现三种巡检模式； 2、网格式混合平均值测量时间≤2 min，控制氨逃逸量≤3ppm 3、防腐设计，高压反吹防堵，高效制冷、排水，零点自动校正，长期稳定运行。 以600MW煤电机组为例： 减少总喷氨量10%~15%，节约成本30~50万元/年；控制氨逃逸量≤3ppm，降低空预器堵塞的风险，减少送引风机电耗和空预器维护费用，年经济效益200万元；减少空预器堵塞维护时切换清洗引起的降负荷发电量损失约300万元；减少喷氨格栅优化试验，年减少试验费用约30万元。取样系统现场安装图智能巡险柜与烟气分析柜知识产权类型:发明专利技术先进程度:达到国内领先水平成果获得方式:独立研究获得政府支持情况:无

源头防治是实施大气污染防治行动、打赢蓝天保卫战的基本保障。针对大气污染主要固定排放源的火力发电厂，研发的电厂烟气污染物浓度平面分布智能传感系统，解决了环保脱硝要求和过量喷氨的核心矛盾，实现了SCR系统动态分区喷氨和精细化运行调整。 1、巡检间隔≤20 s，两侧烟道总巡检周期≤20 min，可实现三种巡检模式； 2、网格式混合平均值测量时间≤2 min，控制氨逃逸量≤3ppm 3、防腐设计，高压反吹防堵，高效制冷、排水，零点自动校正，长期稳定运行。 以600MW煤电机组为例： 减少总喷氨量10%~15%，节约成本30~50万元/年；控制氨逃逸量≤3ppm，降低空预器堵塞的风险，减少送引风机电耗和空预器维护费用，年经济效益200万元；减少空预器堵塞维护时切换清洗引起的降负荷发电量损失约300万元；减少喷氨格栅优化试验，年减少试验费用约30万元。 取样系统现场安装图 智能巡险柜与烟气分析柜

本服务体系主要依托 SPARROW 模型，它是一款由美国国家地 质调查局（USGS）开发的非线性流域污染物评估模型，其介于传统 统计学模型与机理模型之间，用于估计流域地表水体中污染物负荷与 污染源之间的关系。是美国 TMDL 计划推荐流域模型方法之一。 原始 SPARROW 模型基于 SAS（统计分析系统）平台运行，使 用 IML 语言编写，其嵌套的统计模块可以轻松调用非线性加权最小 二乘法（NWLS）进行方程的求解，完成所需参数的估计，虽然 SPARROW 本身可以免费使用，但是 SAS 平台购买费用不菲，为此 我们基于 SPARROW 模型的原理，使用 FORTRAN 语言开发了面向 我国特点的具有空间响应特性的水环境管理模型，简化了原 SPARROW 模型中不适用于中国的模块，并增加 jackknife 不确定性 分析模块，按照中国水环境管理需求补充可能实现的模块，优化模型 功能，改善人机交互形式，使数据输入及模型运行更加方便易学并符 合中国的数据特点。利用 ArcGIS 生成河网、划分子流域等，提取与 整合必要的与流域河流属性相关的输入数据，并利用该平台将模拟结 果进行可视化表达。

化工、制药、印染、造纸等行业废水排放量大、污染物浓度高，并且这些重污染行业排放的废水一般都含有难降解生物、甚至有毒害作用的污染物质，常规的物化、生化处理工艺很难把这些行业的废水处理到国家一级排放标准。为此，很多企业不得不通过稀释手段来实现COD达标排放的目标。但是，随着节能减排计划的实施，各地都加大了对COD总量的控制力度。同时，地方政府也给企业下达了COD减排任务。此外，一些地方政府还颁布了高于国家废水排放标准的地方标准。为了完成COD减排任务或达到更加严格的废水排放标准，大部分企业都必须对现有污水处理设施进行技术改造。华东理工大学环境工程研究所针对化工、制药、印染、造纸等行业废水的特点，研究开发了多项难降解有机废水处理技术，包括各种预处理技术、生物处理技术、深度处理技术，及多项处理技术的组合与集成。目前，这些技术已成功应用于多个化工、精细化工、制药企业的废水改造工程或新建工程，为这些企业解决了高COD、高盐分、高氨氮废水处理的难题，使企业在较低的成本下实现了达标排放的目的，并超额完成了COD减排任务。（1）处理有机废水的BCB组合工艺，授权发明专利，专利号：ZL200510024414.6（2）一种氧化反应催化剂可循环使用的废水处理方法，授权发明专利，专利号：ZL200610030562.6

项目成果/简介:大气颗粒物源解析技术可定性定量解析环境受体中大气污染来源，为制定有针对性的大气污染防治政策，实现精准治污及重污染实时成因分析提供科学依据。 国家环境保护城市空气颗粒物污染防治重点实验室是环保部重 点实验室，多年从事颗粒物防治领域相关工作，拥有国内首个大气颗粒物源和受体样品库，积累 40 余个城市的大气颗粒物源与受体成分谱，保存 5000 余个颗粒物源与受体的样品及成分数据。 实验室拥有完备的颗粒物样品采集及化学分析系统。目前，大气颗粒物源解析技术已在全国 40 余个城市推广应用。其中，自主研发的二重源解析技术、因子分析-CMB 复合受体模型和 CMB-Iteration模型等新型源解析技术被《大气颗粒物来源解析技术指南（试行）》列为推荐使用模型。同时，因子分析-CMB 复合受体模型被写入美国EPA 官方公布的《EPAPMF5.0 使用指南》，相关论文被列为“关键文献”。实验室建有大气环境超级观测站，并研发了大气多组分在线源解析系统。应用范围:技术主要用于城市或区域大气颗粒物来源解析，大气污染成因分析及环境空气质量达标或改善规划，重污染成因分析及应急预案，大气污染防治决策管理支撑等。