《城镇污水处理厂深度除磷脱氮提标建设及节地节能降耗关键技术》

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项目成果属城市给水排水领域。在国家科技计划支持下,通过20多年研究开发、工程实践和持续改进,创新研发出一系列适合中国不同时期城镇污水排放和再生利用标准要求的深度除磷脱氮工艺流程、单元技术、关键设备、核心产品等,切实解决了中国特有而发达国家未曾遇到过、动态复杂多变水质环境条件下城镇污水高标准稳定达标及节地节能降耗等关键技术难题,形成具有中国特色和自主知识产权的城镇污水深度除磷脱氮工艺理论与工程技术体系。

项目核心创新内容:通过长期现场试验研究、全国城镇污水处理管理信息系统建设运行及大数据分析,发现中国城镇污水SS/BOD5比值普遍偏高严重影响污泥活性与能耗物耗、BOD5/TN比值普遍偏低严重影响生物脱氮除磷、冬季普遍低水温明显影响氨氮总氮达标、回流污泥硝酸盐明显影响生物除磷、水质水量波动影响运行稳定性,阐明了主要成因与核心机理;国际首创“强化预处理→新型初沉发酵池→回流污泥反硝化/多级改良A2/O→悬浮填料强化硝化→化学协同除磷→机械/深床过滤”深度除磷脱氮集成工艺流程及系列化工程实施模式与精细化运行管理技术,解决了前述水质环境因素相互交错和叠加影响所带来的高标准稳定达标复杂技术难题,同步实现节地节能降耗;国际首创多点进水回流污泥反硝化改良A2/O系列工艺,实现碳源损耗控制与优化配置、生物与化学除磷协同,系统灵活性与稳定性提升,解决了BOD5/TN明显偏低、水质水量波动大、地域环境条件及季节变化导致的氮磷稳定达标难题;国际首创新型初沉发酵池工艺系统,实现污泥产酸发酵与沉淀功能融合,提高快速碳源比例和内碳源利用率,强化无机悬浮固体组分去除,后续污泥产率及惰性组分比例相应降低,脱氮总能力提高20%以上;创新研发悬浮填料强化硝化工艺系统,生物系统水力停留时间缩短35%以上,提标改造可不新增生物池容,有效解决冬季低水温氨氮和总氮稳定达标难题,非曝气区比例可提高到50%以上,显著节地节能降耗;创新研制具有全拦截功能的平板式、内进流式和转鼓式超细格栅,有效解决头发丝、细微纤维、塑料片等惰性杂质所导致的仪器设备缠绕磨损、阀门管道堵塞腐蚀等问题;研发具有自动清洗及连续过滤特征、占地小、能耗低的新型纤维滤布滤池系统,替代常规滤池,取代进口产品。

项目形成的污水高标准深度除磷脱氮理论、工程技术体系和应用规模居国际领先地位,强力推动了中国城镇污水处理行业的跨越式创新发展。获国际水协项目创新全球优胜奖1项,华夏建设科学技术一等奖3项、二等奖2项,中国专利优秀奖1项,全国优秀工程勘察设计行业一等奖3项;获授权发明专利36项,实用新型专利39项,出版《城镇污水处理厂一级A稳定达标技术》《城市污水处理技术决策与典型案例》《污水除磷脱氮技术》等专著,编制《水处理用高密度聚乙烯悬浮载体填料》等标准9项,发表论文237篇,为城镇污水处理厂提标建设和再生水利用提供了科学决策依据、先进理论、创新工艺流程、成套设备产品和工程实践经验,应用规模突破6000万m3/d,工程直接投资约2000亿元。

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