申報2021年度湖南省科學技術進步獎二等獎

申報2021年度湖南省科學技術進步獎二等獎項目公示內容項目名稱：典型工礦區(qū)土水重金屬污染修復與管控關鍵技術及應用2、項目單位：湖南凱迪工程科技有限公司提名單位：岳陽經濟技術開發(fā)區(qū)管委會4、提名意見：工礦區(qū)重金屬污染形勢嚴峻，其土水生態(tài)環(huán)境修復和管理是我國的重大戰(zhàn)略需求。但工礦區(qū)土水污染的類型多樣、空間變異大、管控標準缺乏，因此，如何針對典型工礦區(qū)土水重金屬污染問題，創(chuàng)建綠色、高效、廣適、經濟的修復和管控技術體系，是環(huán)境修復領域的重大前沿課題。該項目針對典型工礦區(qū)土水重金屬污染問題，創(chuàng)造性構建了一整套修復與管控關鍵技術體系，并在多個省區(qū)實現(xiàn)了規(guī)?；茝V應用。（1）針對工礦區(qū)土壤及地下水污染問題，研發(fā)了重度污染土壤異位修復一體化裝置、中度污染土壤耐性微生物-電動聯(lián)合修復技術、輕度污染土壤根際促生菌強化植物修復關鍵技術、土壤地下水聯(lián)合修復技術等一體化分級修復關鍵技術，進一步降低了土壤修復的成本，提高了重金屬污染修復效率；（2）針對工礦區(qū)污水難收集和處理效率不高的問題，構建出一套污水智能收集裝備與重金屬污染深度處理技術體系，包含“管道自動鋪設-管道自動清理-污水自動預處理”的一體化自動化污水高效收集技術，易分離碳基納米材料高效富集與定向轉化水中重金屬技術、一體化裝置協(xié)同修復材料高效處理重金屬污水技術；（3）針對現(xiàn)有工礦區(qū)污染風險評估和預警能力不足的問題，研發(fā)了一套實時智能的土水污染監(jiān)測一體化系統(tǒng)，并制定了關于污水零排放、水體生態(tài)修復治理、地下水污染防治等相關技術規(guī)范，最終形成了工礦區(qū)污染智能監(jiān)測及運營管理關鍵技術體系。成果關鍵技術大規(guī)模推廣應用后，近3年新增產值超過2.9億元，新增利潤0.5億元。形成了工礦區(qū)重金屬污染修復的新模式，并向全國輻射推廣，為我國工礦區(qū)的綠色健康發(fā)展提供了重要的技術支持。該項目擬提名申報2021年度湖南省科學技術進步獎二等獎。5、項目簡介：工礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境修復和管理是一個有待攻克的世界性難題，也是我國的重大戰(zhàn)略需求。由于工礦區(qū)土水污染的類型多樣、空間變異大、管控標準缺乏，因此，如何針對典型工礦區(qū)土水重金屬污染問題創(chuàng)建綠色、高效、廣適、經濟的修復和管控技術體系，是環(huán)境修復領域的重大前沿課題。本項目主要圍繞典型工礦區(qū)土水重金屬污染問題，經過近十年的攻關，創(chuàng)造性構建了土壤及地下水一體化分級修復、污水智能收集裝備與重金屬污染深度處理、污染智能監(jiān)測及運營管理等修復與管控關鍵技術，在多個省區(qū)實現(xiàn)了規(guī)?；茝V應用，并持續(xù)性服務于國家和區(qū)域工礦區(qū)重金屬污染修復和管理工作。主要技術內容如下：（1）研發(fā)了工礦區(qū)土壤及地下水一體化分級修復關鍵技術。針對重度污染土壤，研發(fā)了異位修復一體化裝置，進一步降低了土壤修復的成本，提高了重金屬污染土壤修復裝置的實用性。針對中度污染土壤，研發(fā)了耐性微生物-電動聯(lián)合修復技術，重金屬去除率比傳統(tǒng)電動修復可提高19.53%；單位修復能耗可降低116.54kW·min/mg。針對輕度污染土壤，研發(fā)根際促生菌強化植物修復關鍵技術，復合菌群接種到基質后,能在高濃度重金屬脅迫下有效促進蓖麻種子萌發(fā)及幼苗生長,同時促進其根系對重金屬的富集，對Pb的累積量最大可提升38.6%，對Zn的累積量最大可提升25.2%。針對工礦區(qū)土壤和地下水重金屬污染問題，開發(fā)了土壤修復植物剩余生物質資源化產物修復地下水重金屬污染技術，紅麻生物炭/BiFeO3耦合磁性材料對地下水中的六價鉻去除量達到109.5mg/g。研發(fā)了一種耐性功能菌修復地下水中鉛鋅污染技術，生長菌株對地下水中的Pb2+和Zn2+的去除率分別為92.2％和87.7％。還開發(fā)了一種鐵改性蛭石-腐殖酸復合物去除地下水中三價砷技術，對三價砷的去除率達到96.06%。（2）開發(fā)了污水智能收集裝備與重金屬污染深度處理技術。首先針對工礦區(qū)污水難收集和自動化程度不高的問題，構建出一套“管道自動鋪設-管道自動清理-污水自動預處理”的一體化自動化污水高效收集技術，能有效解決污水收集和預處理的問題。并研發(fā)了易分離碳基納米材料高效富集與定向轉化水中重金屬技術，有效解決銅、鉻、鎘等重金屬污染問題。還開發(fā)了一套集重金屬吸附、六價鉻還原和有機物氧化協(xié)同去除、污泥分離等的一體化裝置，一體化裝置能有效完成進水-反應-分離-再用等過程。同時，研發(fā)了一種濱水水體環(huán)境修復裝置，與現(xiàn)有技術相比，該裝置能夠將凈化水定量、有規(guī)律的摻進水體內，防淤效果好，裝置結構簡單，效果顯著。（3）創(chuàng)建了工礦區(qū)污染智能監(jiān)測及運營管理關鍵技術。為了實現(xiàn)工礦區(qū)重金屬污染的風險評估和預警，研發(fā)了一套實時智能的土水污染監(jiān)測一體化系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有技術中存在的智能化水平低、成本高、效率低等問題；可以對工礦區(qū)土水中重金屬濃度數(shù)據(jù)進行融合和統(tǒng)一管理，能夠顯著提高工礦區(qū)土水重金屬污染的管理精度。同時，通過不斷的工程應用實踐，制定了關于污水零排放、水體生態(tài)修復治理、地下水污染防治等相關技術規(guī)范，形成了一套工礦區(qū)污染風險管控技術體系。本項目獲授權國家專利13件，其中國家發(fā)明專利10件，實用新型專利3件；發(fā)表論文5篇，SCI收錄1篇；形成技術規(guī)范/指南/方案4項；成果關鍵技術與產品在湖南、江西、廣東等省份進行了大規(guī)模推廣應用，近3年新增產值超過2.9億元，新增利潤0.5億元，產生了顯著的經濟、社會和生態(tài)效益。6、客觀評價:國內公開的中文文獻中，已有工礦區(qū)重金屬污水及其處理、易分離碳基納米材料應用于重金屬污水處理、重金屬污水處理一體化裝置方面的研究報道，但未見有工礦區(qū)污水高效收集與碳基納米氧化材料協(xié)同一體化處理裝置及其技術方面的研究報道。湖南省環(huán)境治理行業(yè)協(xié)會在長沙主持召開了由湖南凱迪工程科技有限公司和中南林業(yè)科技大學主持完成的“污水智能收集裝備與重金屬污染深度處理技術應用”湖南省科技成果評價會。專家委員會審閱了成果評價資料，聽取了成果完成單位匯報，經質詢和討論，形成如下評價意見：（1）該成果針對污水收集和重金屬污染處理方面存在的基礎理論問題與技術瓶頸，構建了污水自動化高效收集裝備、重金屬易分離碳基納米材料高效富集與定向轉化技術、一體化裝置協(xié)同功能材料深度處理重金屬污水技術。（2）該成果充實了污染物在固液界面分配及轉化的理論，突破了環(huán)境修復材料與一體化裝置結合不充分的技術瓶頸，實現(xiàn)了污水智能收集和深度處理方面的技術創(chuàng)新，在湖南乃至全國污水收集和重金屬污染深度處理方面具有極大推廣應用價值。（3）該成果已在實際工程中進行了推廣應用，取得了良好的經濟效益、社會效益與環(huán)境效益。專家組一致認為，該技術成果總體達到了國內領先水平，重金屬易分離碳基納米材料定向轉化技術達到了國際先進水平。7、推廣應用情況:項目成果自2018年以來開始大規(guī)模推廣應用，先后在、王家河東岸雨污分流改造項目、崇義縣柯樹嶺礦區(qū)礦山廢渣綜合治理工程、桃江縣東方礦業(yè)撥英灣礦區(qū)周邊遺留石煤開采區(qū)污染治理工程（A區(qū)、B區(qū)）、桃江縣東方礦業(yè)拔英灣石煤開采治理項目、桃江縣灰山港鎮(zhèn)源嘉橋石煤礦巖上、石門關、石家沖采區(qū)污染治理項目、岳陽經濟技術開發(fā)區(qū)南港河東岸截污主干管工程（EPC）項目、桃江縣黃家壩石煤開采污染治理工程二期工程、零陵區(qū)石期河流域歷史遺留廢棄礦山生態(tài)修復工程等項目中得到了廣泛應用，帶動了土壤和水體污染防治行業(yè)技術的創(chuàng)新發(fā)展，實現(xiàn)了我國典型工礦區(qū)土水重金屬污染高效修復與精準管控，近3年新增產值超過2.9億元，新增利潤0.5億元，產生重要的生態(tài)效益和社會效益。8、主要知識產權和標準規(guī)范等目錄表1主要知識產權和標準規(guī)范知識產權（標準）類別知識產權（標準）具體名稱國家（地區(qū)）授權號（標準編號）授權（標準發(fā)布）日期證書編號

（標準批準發(fā)布部門）權利人（標準起草單位）發(fā)明人（標準起草人）發(fā)明專利（標準）有效狀態(tài)發(fā)明專利一種污水管處理裝置中國ZL201710745070.32018.05.18ZL201710745070.3湖南凱迪工程科技有限公司劉軍武有效論文CouplingofkenafBiocharandMagneticBiFeO3ontoCross-linkedChitosanforEnhancingSeparationPerformanceandCr(VI)IonsRemovalEfficiency美國2020,17(3),7882020.01.01InternationalJournalofEnvironmentalResearchandPublicHealth中南林業(yè)科技大學周代璽，謝廣玉，胡新將，蔡曉曦，趙運林，胡熙，靳琦，傅曉華，譚小飛，梁沖，賴凱琦，王慧，湯春芳有效團體標準典型工業(yè)園區(qū)重金屬污染土壤風險管控技術規(guī)范中國T/HAEPC11.19湖南省環(huán)境治理行業(yè)協(xié)會湖南凱迪工程科技有限公司、中南林業(yè)科技大學方迎春、劉軍武、李光兵、李光盈、胡蕭、劉鵬舉、王翠娥、孫旗、竇欣童、胡新將、李科林、朱健有效發(fā)明專利一種高效污水處理裝置中國ZL201510642562.02018.08.17ZL201510642562.0湖南凱迪工程科技有限公司李光兵有效發(fā)明專利一種處理污水中喹啉污染物的方法中國ZL201610600488.02018.11.20ZL201610600488.0湖南凱迪工程科技有限公司竇欣童有效論文抗鉛鋅功能菌生長菌株和干菌體吸附Pb2+、Zn2+性能優(yōu)化及機理分析中國2015,042(007):1224-12332014.11.21微生物學通報中南林業(yè)科技大學李進,馮沖凌,李科林,廖佳有效發(fā)明專利一種新型生物炭\鋁鐵復合材料的制備方法中國ZL201710737554.32019.11.08ZL201710737554.3中南林業(yè)科技大學陳潤華、王平、李文萱、田靜、朱健楊雄、徐海音有效團體標準工業(yè)園區(qū)污水零排放技術規(guī)范中國T/HAEPC6.22湖南省環(huán)境治理行業(yè)協(xié)會湖南凱迪工程科技有限公司李光盈、彭澤良、李鎮(zhèn)海、黃李、劉金余有效團體標準礦區(qū)地下水污染防治技術規(guī)范中國T/HAEPC06.22湖南省環(huán)境治理行業(yè)協(xié)會湖南凱迪工程科技有限公司劉軍武、李紅平、胡華南、楊霞、劉其軍有效團體標準黑臭水體生態(tài)修復治理技術規(guī)范中國T/HAEPC06.22湖南省環(huán)境治理行業(yè)協(xié)會湖南凱迪工程科技有限公司劉軍武、方迎春、李海平、楊登、孫旗、楊望雄有效9、主要完成人情況表3主要完成人情況表排序姓名職稱項目職務單位1劉軍武高級工程師項目負責人湖南凱迪工程科技有限公司2胡新將副教授研發(fā)工程師中南林業(yè)科技大學3方迎春工程師研發(fā)工程師湖南凱迪工程科技有限公司4李科林教授研發(fā)工程師中南林業(yè)科技大學5朱健副教授研發(fā)工程師中南林業(yè)科技大學6陳潤華副教授研發(fā)工程師中南林業(yè)科技大學7竇欣童工程師研發(fā)工程師湖南凱迪工程科技有限公司8李光兵工程師研發(fā)工程師湖南凱迪工程科技有限公司9李光盈工程師研發(fā)工程師湖南凱迪工程科技有限公司10、主要完成單位及創(chuàng)新推廣貢獻第一完成單位：湖南凱迪工程科技有限公司創(chuàng)新推廣貢獻：公司主要開發(fā)了重度污染土壤異位修復一體化裝置、“管道自動鋪設-管道自動清理-污水自動預處理”的一體化自動化污水高效收集技術、一體化裝置協(xié)同修復材料高效處理重金屬污水技術、工礦區(qū)污染智能監(jiān)測及運營管理關鍵技術體系。公司為本項目提供中試場地和示范基地，成果關鍵技術與產品在湖南、江西、廣東等省份進行了大規(guī)模推廣應用，同時積極向社會推廣本項目技術成果，提升了本項目的經濟、社會、環(huán)境和生態(tài)效益。第二完成單位：中南林業(yè)科技大學創(chuàng)新推廣貢獻：針對工礦區(qū)土壤及地下水污染問題，研發(fā)了中度污染土壤耐性微生物-電動聯(lián)合修復技術、輕度污染土壤根際促生菌強化植物修復關鍵技術、土壤地下水聯(lián)合修復技術等一體化分級修復關鍵技術；針對工礦區(qū)污水處理效率不高的問題，開發(fā)了易分離碳基納米材料高效富集與定向轉化水中重金屬技術、一體化裝置協(xié)同修復材料高效處理重金屬污水技術。學校全面參與了項目方案設計、計劃實施、核心技術研發(fā)和成果推廣應用。11、主要完成人合作關系說明本項目的第一完成人李軍武主要負責整個項目的設計并參與了項目實施，項目第二完成人胡新將和第三完成人方迎春負責了項目的實施，其他主要完成人參與了項目的設計和實施。第一完成人劉軍武與方迎春、李光兵、李光盈、竇欣童、胡新將、李科林、朱健等于2020年11月19日共同起草了團體標準《典型工業(yè)園區(qū)重金屬污染土壤風險管控技術規(guī)范》（T/HAEPCI075-2020）；第一完成人劉軍武與胡新將、方迎春、朱健、李科林、陳潤華、李光盈等于2020年12月18日共同完成了湖南省科學技術成果評價《污水智能收集裝備與重金屬污染深度處理技術應用》（評字[2020]第092號）；第五完成人朱健與第六完成人陳潤華于2019年11月8日共同完成了國家發(fā)明專利《一種新型生物炭\鋁鐵復合材料的制備方法》（ZL201710737554.3）；第二完成人胡新將與李科林、陳潤華、朱健等主要合作研發(fā)了工礦區(qū)土壤及地下水一體化分級修復關鍵技術；第一完成人劉軍武與胡新將、竇欣童、李光兵等合作研發(fā)了污水智能收集裝備與重金屬污染深度處理技術；第一完成人劉軍武與方迎春、朱健、胡新將、李科林、竇欣童、李光兵、李光盈等合作完成了工礦區(qū)污染智能監(jiān)測及運營管理關鍵技術。表3主要完成人合作關系情