高等學?？茖W技術(shù)進步獎推薦書

1、高等學?？茖W技術(shù)進步獎推薦書（2018年度）一、項目名稱基于生物調(diào)控的人工濕地水質(zhì)凈化關(guān)鍵技術(shù)與應用二、申報獎種科技進步獎三、推薦單位山東大學四、項目簡介人工濕地技術(shù)利用植物、動物、微生物的綜合生態(tài)作用實現(xiàn)污水的有效凈化，具有基建投資省、運行費用低、生態(tài)景觀美化等重要優(yōu)點，在發(fā)展中地區(qū)水污染治理領(lǐng)域具有突出的應用優(yōu)勢。常規(guī)人工濕地技術(shù)往往重視植物的功能，卻忽視了動物、微生物等生物的重要功能以及各種生物之間的協(xié)同作用，導致冬季凈化效果差、植物易退化和腐爛以及復氧能力弱造成的微生物脫氮性能低下等關(guān)鍵技術(shù)瓶頸問題，極大限制了其工程應用規(guī)模和效果。本項目在國家科技重大專項、國家自然科學基金等項目的支持

2、下，歷經(jīng)十余年科技攻關(guān)和工程實踐，創(chuàng)新性提出了“植物-動物-微生物”協(xié)同強化機制和方法，系統(tǒng)構(gòu)建了基于生物調(diào)控的人工濕地凈化功能強化關(guān)鍵技術(shù)，顯著提高了人工濕地的污染物去除效果和可持續(xù)運行的穩(wěn)定性，為我國水污染防治提供了經(jīng)濟有效、生態(tài)良好的水質(zhì)凈化與生態(tài)修復關(guān)鍵技術(shù)。主要技術(shù)創(chuàng)新成果如下：（1）針對冬季人工濕地處理效率嚴重降低的問題，揭示了不同植物種群在人工濕地中不同季節(jié)的生態(tài)位互補效應，明確了動物、植物、微生物之間的協(xié)同作用原理，通過季節(jié)性耐寒沉水植物的梯級配置和魚類、底棲動物、微生物之間的協(xié)同強化技術(shù)創(chuàng)新，顯著提升冬季人工濕地的生物多樣性與生物活性，實現(xiàn)冬季污染物去除率的大幅度提升，破解了

3、人工濕地冬季運行不穩(wěn)定的關(guān)鍵難題。（2）針對植物易退化和腐爛及其導致的效率降低和二次污染等問題，基于維管束濕地植物莖葉多孔的微觀特性，創(chuàng)新性提出了基于根系微環(huán)境調(diào)節(jié)的植物季節(jié)性收割方法，研發(fā)了濕地植物高價值生物質(zhì)資源化利用技術(shù)，以濕地植物生物質(zhì)的收割和高價值資源化的技術(shù)創(chuàng)新實現(xiàn)人工濕地系統(tǒng)中污染物的有效去除，有效保障了人工濕地的長期可持續(xù)運行。（3）針對濕地復氧能力弱及其導致的微生物脫氮性能低下等問題，從微生物群落結(jié)構(gòu)和功能的定向優(yōu)化入手，通過潮汐運行、根區(qū)人工增氧、尾氣增氧等技術(shù)創(chuàng)新，研發(fā)基于濕地植物生物炭的微生物碳源補給關(guān)鍵技術(shù)，顯著優(yōu)化了污水生物與生態(tài)凈化系統(tǒng)的物質(zhì)能量循環(huán)，為提升微生物

4、凈化性能提供了經(jīng)濟有效的技術(shù)手段。本項目授權(quán)國家發(fā)明專利20余件，發(fā)表SCI收錄論文100余篇。研究成果入選科技部、環(huán)保部等聯(lián)合編制的節(jié)水治污水生態(tài)修復先進適用技術(shù)指導目錄，應用于山東、河北等省份人工濕地水質(zhì)凈化工程，支撐建成3個國家級濕地公園，為南水北調(diào)東線治污目標的順利實現(xiàn)及淮河、海河等流域的水質(zhì)改善和生態(tài)恢復做出了重要貢獻，社會與生態(tài)環(huán)境效益顯著。 五、主要完成單位及創(chuàng)新推廣貢獻1.山東大學作為項目第一完成單位，全面負責項目研究工作，其創(chuàng)新推廣貢獻主要包括：（1）構(gòu)建了“植物-動物-微生物”協(xié)同強化關(guān)鍵技術(shù)，并明確了其作用機制；（2）研發(fā)了人工濕地植物的季節(jié)性收割及植物生物質(zhì)資源高價值化

5、利用技術(shù)；（3）明確了人工濕地復氧供碳機制，研發(fā)了高效碳氧調(diào)控技術(shù)；推進了研究成果在山東、河北等省份的人工濕地水質(zhì)凈化工程中的應用和推廣工作。2. 中國環(huán)境科學研究院作為項目承擔單位之一，其創(chuàng)新推廣貢獻主要包括：（1）協(xié)助第1完成單位明確人工濕地復氧規(guī)律，并研發(fā)根區(qū)人工增氧等高效氧調(diào)控技術(shù)。（2）協(xié)助第1完成單位推進項目成果在多個人工濕地水質(zhì)凈化工程中的應用。3. 西北農(nóng)林科技大學作為項目承擔單位之一，其創(chuàng)新推廣貢獻主要包括：（1）協(xié)助第1完成單位研發(fā)人工濕地的溶解氧調(diào)控技術(shù)；（2）協(xié)助第1完成單位研發(fā)基于濕地植物生物炭的微生物碳源補給關(guān)鍵技術(shù)。4. 山東師范大學作為項目承擔單位之一，其創(chuàng)新推

6、廣貢獻主要包括：（1）協(xié)助第1完成單位研發(fā)“植物-動物-微生物”協(xié)同強化技術(shù)；（2）協(xié)助第1完成單位研發(fā)人工濕地植物的季節(jié)性收割技術(shù);（3）協(xié)助第1完成單位明確人工濕地復氧機制。5、北京遠浪潮生態(tài)建設(shè)有限公司作為項目承擔單位之一，其創(chuàng)新推廣貢獻主要包括：（1）協(xié)助第1完成單位破解人工濕地冬季低溫運行的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸；（2）協(xié)助第1完成單位推進研究成果在多個人工濕地水質(zhì)凈化工程中的應用。六、推廣應用情況本項目針對人工濕地冬季凈化效果差、植物易退化和腐爛、復氧能力差等關(guān)鍵技術(shù)難題，創(chuàng)造性提出了以植物-動物-微生物的綜合協(xié)同凈化作用為核心強化污染物凈化效果的理念，系統(tǒng)研發(fā)了基于生物調(diào)控的人工濕地水質(zhì)凈

7、化關(guān)鍵技術(shù)，通過植物、動物、微生物等生物有機體的協(xié)同強化作用，突破了人工濕地的冬季低溫運行的技術(shù)瓶頸，解決了植物退化和枯萎及其收割后的高價值生物質(zhì)資源化等關(guān)鍵問題，顯著優(yōu)化了濕地碳氧微生物脫氮環(huán)境及其氮污染物去除效果，實現(xiàn)了人工濕地技術(shù)的長效可持續(xù)穩(wěn)定運行。項目整體與部分成果應用于山東、河北等省份的南四湖人工濕地與生態(tài)修復工程、東平湖人工濕地水質(zhì)凈化工程、馬踏湖人工濕地水質(zhì)凈化工程、秦皇島市人工濕地水質(zhì)凈化工程等項目中，為南水北調(diào)東線治污目標的順利實現(xiàn)及淮河、海河等流域的水質(zhì)改善和生態(tài)恢復做出了重要貢獻，社會與生態(tài)環(huán)境效益顯著。七、曾獲科技獎勵情況無。八、主要知識產(chǎn)權(quán)證明目錄序號類型名稱知識產(chǎn)

8、權(quán)編號單位人員1授權(quán)發(fā)明專利組合式全年穩(wěn)定處理生活污水的人工濕地系統(tǒng)及運行方法ZL 2.3山東大學張建, 孫海盟, 郭燁燁, 張成祿, 梁爽, 謝慧君, 劉建, 王洪秀2授權(quán)發(fā)明專利一種水生動物強化表流人工濕地ZL 2.8山東大學張建, 李鵬飛, 張成祿, 謝慧君, 邱憲鋒, 王倩, 馬茹3授權(quán)發(fā)明專利植物微生物流化床強化魚菜共生系統(tǒng)的構(gòu)筑和運行方法ZL2.0山東大學胡振, 鄒藝娜, 張成祿, 張建, 謝慧君4授權(quán)發(fā)明專利一種氨化活化植物質(zhì)活性炭的制備方法ZL 2.4山東大學張建, 郭子彰, 蔣麗, 張成祿, 康妍, 劉海5授權(quán)發(fā)明專利一種磷酸酯活化法制備高含氧官能團活性炭的工藝. ZL 2.

9、7山東大學張建, 劉海, 張成祿, 程呈, 李一冉6授權(quán)發(fā)明專利一種有機醇/酸低溫制備高含氧官能團活性炭的方法ZL 2.X山東大學張建, 劉海, 張成祿, 郭子彰, 程呈, 李一冉, 王靜7授權(quán)發(fā)明專利生物發(fā)酵耦合人工濕地系統(tǒng)凈化低碳氮比生活污水的方法ZL 2.3山東大學張建, 楊忠臣, 張成祿, 謝慧君, 馮素萍, 王倩8授權(quán)發(fā)明專利一種高畦強化表流人工濕地系統(tǒng)及方法ZL2015.4山東大學張建, 董上上, 邱憲鋒, 張成祿, 房鑫, 王希, 康中杰, 鹿紹宇, 邱乙倫9授權(quán)發(fā)明專利一種土壤快濾床凈化生物反應器尾氣系統(tǒng)ZL 2.X山東大學張建, 劉紫君, 張成祿, 謝慧君, 梁爽, 胡振,

10、王洪秀10授權(quán)發(fā)明專利一種生物炭模塊化復合垂直流人工濕地系統(tǒng)ZL2.5山東大學張建, 劉華清, 安沫霖, 胡振, 張成祿九、主要完成人情況表1、姓名：張建 排名：1 技術(shù)職稱：教授 工作單位：山東大學完成單位：山東大學對本項目技術(shù)創(chuàng)造性貢獻：明確了低溫下濕地植物生態(tài)位互補效應和生物協(xié)同作用機制，創(chuàng)新性的構(gòu)建了植物-動物-微生物協(xié)同強化技術(shù)；構(gòu)建人工濕地植物的季節(jié)性收割技術(shù)，并主持研發(fā)了濕地植物生物質(zhì)資源化利用技術(shù)；提出了人工濕地高效碳氧調(diào)控技術(shù)。曾獲科技獎勵情況：（1）南水北調(diào)東線南四湖流域污染綜合治理技術(shù)體系創(chuàng)新與應用，山東省科技進步一等獎，2012年，第2位；（2）人工濕地凈化污染河水的技

11、術(shù)研發(fā)與應用，環(huán)保部環(huán)保科技獎二等獎，2014年，第1位；（3）可持續(xù)運行功能強化的人工濕地水質(zhì)凈化技術(shù)，山東省技術(shù)發(fā)明獎二等獎，2014年，第1位。2、姓名：盧少勇 排名：2 技術(shù)職稱：研究員工作單位：中國環(huán)境科學研究院完成單位：中國環(huán)境科學研究院對本項目技術(shù)創(chuàng)造性貢獻：協(xié)助第1完成人研發(fā)濕地植物生物質(zhì)資源高價值化利用技術(shù)，明確人工濕地復氧規(guī)律，研發(fā)根區(qū)人工增氧等人工濕地的溶解氧調(diào)控技術(shù)，并協(xié)助第1完成人開展項目成果在全國的技術(shù)推廣應用。曾獲科技獎勵情況：（1）洱海富營養(yǎng)化防治成套技術(shù)，國家環(huán)境保護科學技術(shù)進步一等獎，2010年，第14位；（2）人工濕地凈化污染河水的技術(shù)研發(fā)與應用，環(huán)境保護

12、科學技術(shù)獎二等獎，2014年，第2位；（3）湖濱帶退化驅(qū)動因子識別與生態(tài)修復技術(shù)，環(huán)境保護科學技術(shù)獎二等獎，2016年，第9位。3、姓名： 胡振 排名： 3 技術(shù)職稱：副研究員 工作單位：山東大學 完成單位：山東大學 對本項目技術(shù)創(chuàng)造性貢獻：構(gòu)建了魚菜共生系統(tǒng)，并揭示了“植物-動物-微生物”協(xié)同作用機制；協(xié)助第1完成人研發(fā)濕地植物生物質(zhì)資源高價值化利用技術(shù)；主持了尾氣增氧人工濕地技術(shù)的研發(fā)，并參與開發(fā)了基于濕地植物生物炭的微生物碳源補給關(guān)鍵技術(shù)。曾獲科技獎勵情況：無。4、姓名：謝慧君 排名：4 技術(shù)職稱： 副教授 工作單位：山東大學 完成單位：山東大學 對本項目技術(shù)創(chuàng)造性貢獻：協(xié)助第1完成人構(gòu)

13、建了“植物-動物-微生物”人工濕地系統(tǒng)，明確了人工濕地生態(tài)系統(tǒng)中魚類、底棲動物、植物與微生物之間的相互作用機制；參與研發(fā)季節(jié)性濕地植物收割技術(shù)，優(yōu)化人工濕地植物管理方式。曾獲科技獎勵情況：人工濕地凈化污染河水的技術(shù)研發(fā)與應用，環(huán)保部環(huán)?？萍吉劧泉?，2014年，第5位。5、姓名：吳海明 排名：5 技術(shù)職稱： 副教授 工作單位： 西北農(nóng)林科技大學完成單位： 西北農(nóng)林科技大學對本項目技術(shù)創(chuàng)造性貢獻：協(xié)助第1完成人研發(fā)人工濕地的溶解氧調(diào)控技術(shù)，大幅度提升人工濕地系統(tǒng)的污染物去除效果和處理負荷。曾獲科技獎勵情況：無。6、姓名：王倩 排名：6 技術(shù)職稱： 講師工作單位： 山東師范大學完成單位： 山東師范

14、大學對本項目技術(shù)創(chuàng)造性貢獻：協(xié)助第1完成人研發(fā)人工濕地植物的季節(jié)性收割技術(shù)，并明確植物收割對濕地運行效果的影響；協(xié)助第1完成人明確人工濕地復氧機制。 曾獲科技獎勵情況：無。7、姓名：趙聰聰 排名：7 技術(shù)職稱： 講師 工作單位： 山東師范大學完成單位： 山東師范大學對本項目技術(shù)創(chuàng)造性貢獻：協(xié)助第1完成人研發(fā)“植物-動物-微生物”協(xié)同強化技術(shù)；參與完善工濕地植物的季節(jié)性收割技術(shù)曾獲科技獎勵情況：無。8、姓名：王躍昌 排名：8 技術(shù)職稱： 無 工作單位：北京遠浪潮生態(tài)建設(shè)有限公司 完成單位： 北京遠浪潮生態(tài)建設(shè)有限公司對本項目技術(shù)創(chuàng)造性貢獻：協(xié)助第1完成人破解了人工濕地冬季低溫運行的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸；

15、并協(xié)助推進研究成果在多個人工濕地水質(zhì)凈化工程中的應用。曾獲科技獎勵情況：人工濕地凈化污染河水的技術(shù)研發(fā)與應用，環(huán)保部環(huán)?？萍吉劧泉?，2014年，第9位。9、姓名：梁爽 排名：9 技術(shù)職稱：教授 工作單位： 山東大學完成單位： 山東大學對本項目技術(shù)創(chuàng)造性貢獻： 協(xié)助第1完成人明確人工濕地生態(tài)系統(tǒng)中魚類、底棲動物、植物與微生物之間的相互作用機制；參與優(yōu)化人工濕地溶解氧調(diào)控技術(shù)。曾獲科技獎勵情況：山東省人工濕地工程技術(shù)規(guī)范研究，山東省科技進步獎三等獎，2011年，第4位。10、姓名：范金林 排名：10 技術(shù)職稱：工程師 工作單位：山東大學 完成單位： 山東大學對本項目技術(shù)創(chuàng)造性貢獻：協(xié)助第1完成人

16、建立季節(jié)性濕地植物數(shù)據(jù)庫，提出濕地植物生態(tài)位互補配置技術(shù)；參與研發(fā)基于濕地植物生物炭的微生物碳源補給關(guān)鍵技術(shù)。旁證材料：代表性論文：附件-29，附件-30，附件-38。 曾獲科技獎勵情況：（1）可持續(xù)運行功能強化的人工濕地水質(zhì)凈化技術(shù)，山東省技術(shù)發(fā)明獎二等獎，2014年，第4位；（2）人工濕地凈化污染河水的技術(shù)研發(fā)與應用，環(huán)保部環(huán)保科技獎二等獎，2014年，第8位。11、姓名：郭子彰 排名：11 技術(shù)職稱：無 工作單位：山東大學 完成單位：山東大學對本項目技術(shù)創(chuàng)造性貢獻：協(xié)助第1完成人構(gòu)建 “植物-動物-微生物”人工濕地系統(tǒng)；參與研發(fā)濕地植物生物質(zhì)資源高價值利用技術(shù)，有效保障了人工濕地工程的長效可持續(xù)運行效果。曾獲科技獎勵情況：無。12、姓名：張馨文 排名：12 技術(shù)職稱：無 工作單位：山東大學 完成單位：山東大學 對本項目技術(shù)創(chuàng)造性貢獻：協(xié)助第1完成人研發(fā)基于尾氣增氧的人工濕地溶解氧調(diào)控技術(shù)。曾獲科技獎勵情況：無。13、姓名：劉華清 排名：13 技術(shù)職稱：無工作單位：山東大學 完成單位： 山東大學對本項目技術(shù)創(chuàng)造性貢獻：協(xié)助第1完成人研發(fā)濕地植物基生物質(zhì)活性炭制備技術(shù)；參與明確人工濕地溶解氧分布規(guī)律及復