第20届环科赛赛事介绍(一)| 理念实物类赛道

科技理念类和科技实物类

 

作品类别

环境学科具有显著的研究交叉性,其涉及主题广泛且解决方案呈现多元化发展趋势。为全面考察参赛队伍的综合创新能力,鼓励选手在环境问题解决路径上开展多维探索,本届赛事对科技理念类与科技实物类作品进行主题细分。各主题涵盖以下研究方向(包括但不限于):

1水污染控制与资源化:城市污水与工业废水处理技术;污泥(水)生物处理与资源化;城市面源污染与城市排水体制;给水处理理论与技术;地表水污染控制;饮用水安全消毒技术与消毒副产物研究;水环境质量监测方法等。

2大气污染与控制:大气污染控制技术;大气化学反应动力学;大气探测与污染气象学;大气污染扩散模型及模型应用技术研究等。

3固体废物控制与资源化:生活垃圾处理技术;城市污泥处理与资源化利用技术;有机废物生物处理和资源利用技术;工业与危险废物处理处置与资源化利用技术;固体废物处理动力学研究及仿真模拟等。

4环境化学与新污染物:新污染物筛查、风险评估与末端去除;环境材料化学;环境监测与分析;其他环保材料的开发与应用等。

5环境生态健康:地球化学过程与生态系统功能的相互关系;极端事件与生态修复;环境暴露学;环境流行病学;环境与生态毒理学等。

6双碳目标与可持续发展:城市环境规划与管理政策、环境系统分析与仿真、环境政策分析、CCUS技术、储能与可再生能源利用技术等。

7AI+环境:人工智能与生态环境、生态环境大数据等。

本届赛事实行分类评审机制,线上函评阶段各主题组别独立评审并采用归一化评分体系。终审入围名单将根据各分类归一化成绩的加权平均值进行综合排序确定。

 

评审办法

第二十届全国环境友好科技竞赛评审委员会将严格按照公平、公正、公开的原则对参赛作品进行评审,现将科技理念类与科技实物类作品评审办法公布如下。

 

评审规则

根据第二十届全国环境友好科技竞赛组织委员会关于作品审核的要求,规定科技理念类作品和科技实物类作品的参评材料为:作品简介+竞赛作品+相关补充材料均去除姓名、院系、学校和指导老师等信息)。

第二十届全国环境友好科技竞赛采用匿名线上函评的方式以确定进行终审答辩的作品名单。线上函评不少于两轮两类作品(科技理念类和科技实物类)独立进行评审。对上述各大类作品下基于主题细分的小类别,在线上函评环节将分别独立进行评审并将分数归一化处理,之后合并各类别作品归一化后平均得分确定进入终审答辩环节名单。

线上函评和终审答辩所需各评审老师进行打分的内容包括:作品立意、作品学术性、作品科学性、作品创新性、作品实用性等方面。具体分数比例依据不同轮次及开展实际状况进行调整确定。第二十届全国环境友好科技竞赛组会委建议评委老师在完成评审后,针对每一个作品给予1~2句话的点评

 

评价维度

本赛事采用多维度综合评价体系,从以下5个核心维度对参赛作品进行系统化评估:

1作品立意:考察作品与生态环境保护需求及赛题主旨的匹配程度;评价环境问题识别的准确性与前瞻性;研判解决方案的实用价值与社会效益。

2作品学术性:研究框架的科学性与理论创新性;实验设计的合理性及数据处理的规范性;研究结论的推导过程与可信度;参考文献的引用规范性。

3作品创新性:科学理论的突破性贡献;工艺/设备的原创性改进(实物类侧重);解决方案的系统性重构与优化

4作品实用性:成果转化可行性评估;成本效益分析与推广潜力;环境改善预期与可持续影响。

5附加分:已获专利或技术转让证明;期刊论文发表或录用等

赛事组委会将依据权重系数进行多维度独立评分,经加权计算形成作品总分。

 

奖项设置

第二十届全国环境友好科技竞赛于终审答辩环节设立特等奖、一等奖、二等奖和三等奖四个等级的奖项。终审答辩环节竞赛作品获奖数视当年报名人数与作品质量最终确定,具体分配见下表。

 

科技理念类作品

特等奖,1-2

一等奖,2-3

二等奖,若干名

三等奖,若干名

 

科技实物类作品

特等奖,1-2

一等奖,2-3

二等奖,若干名

三等奖,若干名

 

为更好落实“以赛事促进研究,以荣誉激励创新”的办赛宗旨,第二十届全国环境友好科技竞赛将对获奖团队统一授予获奖证书,但不再设置奖金奖项。作为中国科协“全国青少年科技创新大赛”体系内认证的生态环境领域权威关联赛事,通过本届赛事遴选产生的优秀作品,有望经中国科协组织权威专家评审后,将作品相关负责人纳入科技创新人才培养计划。

 

为鼓励参赛选手,提升竞赛参与感,同时兼顾赛区公平性,凸显赛区意义,环科赛除终审答辩环节奖项外,另分设赛区一、二、三等奖,具体评选规则如下:

(1)赛区一等奖:在线上函评环节归一化后得分处于赛区前5%的作品;

(2)赛区二等奖:在线上函评环节归一化后得分处于赛区前15%的作品;

(3)赛区三等奖:在线上函评环节归一化后得分处于赛区前30%的作品;

赛区奖项不设现金奖励,但获奖选手/队伍仍可获得由清华大学(环境学院)颁发的纸质版获奖证明。在终审答辩获奖的作品,默认获得对应赛区的赛区一等奖

 

往届优秀作品回顾

19届环科赛中,涌现出多组优秀作品,现选取科技理念类与科技实物类获一等奖的作品进行分享,供各选手备赛时参考。

 

19届环科赛理念类一等奖

作品名称:AI科力舞泥”—基于机器学习与智能算法的好氧颗粒污泥智能化培养及其水处理效能优控模型

团队成员:杜瑛、成林珊、雷杰、张雨航、杨如硕、石炳瑞、杨壮壮

指导老师:刘喆

所在学校:西安建筑科技大学

 

本项目聚焦传统水处理技术效率低、运行成本高及环境风险突出的行业难题,以具有高效污水处理潜力的好氧颗粒污泥技术为切入点,针对其培养过程复杂、控制难度大等瓶颈,创新性地将机器学习与智能算法引入生物水处理领域。团队通过自主研发的智能模型,突破传统依赖人工经验的操作模式,实现对多维参数的动态解析与精准调控,将原本不可控的生物培养过程转化为可量化预测的智能系统。相较于现有技术,项目将人工智能与生物水处理工艺的深度融合,通过算法实时优化培养条件,显著缩短颗粒污泥形成周期,并同步提升污泥沉降性能,大幅降低能耗与碳排放。系统还具备动态适应能力,可依据工业废水、市政污水等不同场景的水质特征自主调整运行策略,解决了传统方法适应性差、调试周期长的痛点,使处理成本降低25%以上。这一技术突破不仅为好氧颗粒污泥技术的大规模应用扫清了关键障碍,也实现了“AI+环境工程”的跨界创新融合,为水处理行业从经验驱动向数据驱动的智能化转型提供了新的科学依据。,对加速绿色低碳技术落地、助力“双碳”目标实现具有重要实践价值。


AGS快速培养的最佳选择压智能规划模型流程图

 

19届环科赛实物类一等奖

作品名称:基于厌氧菌筛选活化的集成式有机固废高效厌氧消化技术装备

团队成员:宋奇,陈淑娴,李心雨,杨俊伟,朱丹阳

指导老师:戴晓虎

所在学校:同济大学

 

针对有机固废厌氧消化效率低,消化体系微生物菌群活性不足的问题,本作品设计了一种可筛选活化高效菌群的有机固废厌氧消化技术装备;集成了微电压、微电解和微曝气三种高效厌氧生物处理前沿技术;并将传统的非选择性出料方式,优化为在外接反应器中依靠旋流分离惰性组分出料;该技术装备集成化程度高、高活性菌群富集效果好,可极大提高有机固废厌氧消化产甲烷效率。本发明在微生物微电压与微电解反应罐中,以高导电性能的石墨棒作为电源正极,以具有高比表面积和良好导电能力的碳纤维毡作为电源负极;以微电压增效消化反应,并于电极表面负载电活性微生物。本发明在微曝气与惰性固废分离反应罐中,采用微氧供给方式调节罐内氧化还原电位,进一步活化厌氧消化菌群。经过持续外循环方式,逐步优化全混式连续搅拌槽反应器中微生物菌群结构与反应活性,从而提高系统厌氧消化效率和有机固废资源转化率。与其它厌氧消化反应器相比,该反应系统与装备的显著优势在于:装备集成化程度高、高效厌氧微生物富集效果好、厌氧消化产沼气效率高。

 

实验装置示意图