中国市政华北院70周年院庆科技成果报道——高标准污水处理与利用技术
发布时间:2022-11-15 09:41:45 来源:本站原创 作者:本站编辑 浏览次数:

中国市政华北院积极履行央企责任,充分发挥国家城市给水排水工程技术研究中心国家级科研机构研发优势,围绕国家在城镇水环境治理领域的战略布局,聚焦实际工程问题,近年来在城市水环境治理基础理论和工程技术层面取得了系列创新成果,并着力推进科技创新和成果转化,支撑和助力全国各地排水和水环境治理工程建设运维。建院70周年之际,系统梳理我公司2020-2022年期间在污水处理、基础理论和水系统三个板块取得的重大科技成果,分期进行宣传报道,以强化科技进步对企业高质量发展的引领作用、进一步弘扬企业科技创新文化。

本期聚焦高标准污水处理与利用板块,获奖成果涵盖技术装备研发及应用项目、行业标准和发明专利,累计4项。


成果一:太湖地区城镇污水处理厂执行氮磷特别排放限值提标建设技术研究项目

项目围绕江苏省“新地标”《太湖地区城镇污水处理厂及重点工业行业主要水污染物排放限值》的指标与限值优化选取、提标建设等技术需求,基于太湖地区220余座污水处理厂运行大数据分析、问卷调查、现状调研及工程测试,摸清本底并识别提标共性难题,系统完成现状污水处理全过程问题诊断与提标难度解析,提出了涵盖源头管控、管网提效、处理系统挖潜及精细化设计运行等全过程集成技术路线与实施方案,并充分吸纳相关单位意见建议,编制《江苏省太湖地区城镇污水处理厂DB32/1072提标建设技术指引(2018版)》(以下简称“指引”),由江苏省住建厅于2018年12月21日以政策文件形式正式发布。

“指引”发布实施以来,得到了城镇污水处理厂提标建设和管理单位的普遍认可和广泛采纳,指导了江苏省400余座污水处理厂(规模超1600万m3/d)的提标建设工作,也为雄安新区、广东、天津、山东、浙江等地污水高标准处理提供可借鉴可推广的整体技术策略和系统实施方案。

项目荣获2020年度中国城镇供水排水协会科学技术一等奖,获中国专利优秀奖1项;发布指引1部;出版专著1部;获授权发明专利12项、实用新型专利2项;发表核心论文28篇。



成果二:城镇污水处理全链条工艺技术与核心设备研发及应用项目

在国家重大科技计划和江苏省科技项目支持下,项目团队经过十余年的行业问题剖析、技术研发、产品研制与工程实践,国际独创全国城镇污水处理管理信息系统,系统识别我国城镇污水低碳高氮、高泥砂等特有水质特征,创新构建基于生物功能区运行工况波动、微生物种群结构演变、工艺速率差异的污水处理全过程运行问题精准诊断技术,形成适合我国水质特征的具有碳源高效利用和生物功能强化功效的全链条精细化设计与运行管理集成技术,技术成果总体达到国际先进水平,荣获2020年度中国环境保护产业协会环境技术进步奖二等奖。

高排放标准城镇污水处理全链条精细化工艺设计运行集成技术


项目创新研制超细格栅、悬浮填料强化脱氮工艺系统、大功率臭氧发生器成套系统等系列核心设备产品并实现大规模产业化应用,累计工程应用数量600座以上,销售产值超24亿,为城镇污水处理提供行业标杆及全方位技术支撑。

内进流超细格栅


大功率臭氧发生器成套系统




成果三:水处理用高密度聚乙烯悬浮载体填料CJ/T461-2014行标

2007年国家在重点流域全面推行城镇污水处理厂一级A提标改造,带动了悬浮载体填料技术产品的大规模产业化推广应用。为保障悬浮载体填料产品性能与质量,引导市场良性竞争,促进产业科技进步与健康发展,充分总结和借鉴实际工程应用的问题与经验,基于大量前期试验与工程测试研究,实现悬浮填料应用技术原理突破与工程技术成果创新,主编《水处理用高密度聚乙烯悬浮载体填料》CJ/T 461-2014行业标准,于2015年实施,得到行业广泛认可和普遍采纳。

标准填补了国内空白,创新提出了真实表征产品性能的硝化速率与有效比表面积指标,创立了与工程应用密切结合的悬浮载体填料性能标准化测试方法,纠正了“生物量越大性能越好”的行业认知误区,为实际工程应用的设计计算和参数选择提供了可靠依据,技术成果达到国际先进水平。标准已成为全国各地城镇污水处理厂提标改造工程移动床生物膜(MBBR及IFAS)工艺系统招投标的重要支撑性文件,保障了悬浮载体填料产品质量及工艺系统运行效能,全面引领了悬浮载体填料技术产品的产业化与工程化发展。该标准技术成果荣获2020年度华夏建设科学技术奖三等奖。

悬浮载体填料有效比表面积示意图



成果四:短流程环沟型改良A2/O除磷脱氮处理系统及其处理工艺(ZL201110275542.6)发明专利

由李鹏峰、郑兴灿和孙永利完成的“短流程环沟型改良A2/O除磷脱氮处理系统及其处理工艺”发明专利,荣获2022年天津市专利优秀奖,实现我院水方向天津市专利奖“零突破”。

专利技术面向城镇污水处理厂一级A稳定达标和节地节能降耗需求,通过预缺氧池、厌氧池和双沟道氧化沟优化组合,在生物系统设计水力停留时间仅8h下实现高效脱氮除磷,较传统A2/O工艺设计水力停留时间降低20%以上;采用外沟道局部亏氧曝气、内沟道优控曝气的溶解氧控制模式和外沟道入流点优化方式,实现外沟道同时硝化反硝化、部分短程硝化反硝化和碳源高效利用,提高TN去除效果和池容利用率;采用双沟道氧化沟池型和高倍率循环流量,克服传统推流式A2/O工艺出水稳定达标受进水水质水量波动影响大的不足。

短流程环沟型改良A2/O高效除磷脱氮工艺流程图


目前该技术已示范应用于无锡芦村等典型高标准城镇污水处理厂(总规模超1500万m3/d),重点解决城镇污水处理厂出水氮磷一级A稳定达标难题,采用该技术的城镇污水处理厂能耗较全国平均水平降低10%以上,化学药剂和碳源投加成本节省25%以上,且大部分提标改造工程未新增占地,节地节能降耗成效显著。

专利技术在无锡芦村污水处理厂示范应用


城镇污水处理作为我公司核心业务板块,近年来,在污水处理提标改造、节能降耗和提质增效等行业发展需求和政策驱动下,我公司持续在污水处理工艺精细化设计运维、厌氧氨氧化前沿技术、排水管网效能提升和人均污染物产排量研究方面布局基础理论、技术装备和管理评价科技研发项目,将持续为我公司工程项目注入科技创新元素,引领行业高质量发展。


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