1. 项目概述常用的水处理技术有物理吸附法、化学氧化法和生物氧化法三类。其中以生物膜方式进行的生物处理过程能有效去除原水中可生物降解有机物、氨氮和铁锰等污染物，使出水更安全可靠，在当前的水处理工程中得到了最为广泛的应用，然而该方法主要适用于CODcr为100乃至200以上的“高”污染水，而对CODcr处于100以下的低营养度废水处理效率低下，故并不适用于低浓度生活污水、工业中水和富营养化地表饮用水的处理。综合利用生物膜，物理过滤和化学反应、沉积等过程处理污染水源的人工湿地净化技术作为一种经济有效、运行稳定的新型生态工程，近年来已成为备受关注的焦点。但该项技术占地大，处理时间长，对水质变化的适应性差，季节性差异显著，且生物量后续处理困难，极易形成滞后累积污染，无法大规模高效率应用于水质的处理。本项目针对为150以下的低浓度废水或富营养化地表水，将固定床生物膜处理、人工湿地生物预处理和微氧水处理技术引入富营养化饮用水源预处理过程，充分发挥其物理吸附、生物膜处理和植物效应的多级复合处理功能，结合多单元连续操作方式提高系统处理效率和可操作性，开发具有良好的水质适应性、耐候性，低能耗且无二次污染的高效生物复合床净化技术。项目成果形成自主的知识产权。具有广阔的工程应用前景。2. 技术优势（1）基于多孔介质填料固定床的生物膜强化水处理体系；（2）基于小风量曝气的高效微氧水处理系统；（3）单元化和模块化的生物复合床系统。以富营养化水源地的劣V类水（CODcr为50至100）为例，采用新型生物复合床技术，综合采用物理吸附与截留、微生物降解、植物吸附与吸收等手段，其出水可稳定保持在Ⅲ类乃至更优水平。

1 成果简介利用生物方法进行污水处理，已经经历了一个多世纪的发展。但是，在活性污泥法的应用中，仍然存在以下主要缺点：曝气池占地面积很大，曝气后气体排放造成二次污染；曝气过程中活性污泥、空气和污水三相混合不均匀，氧传递速率较慢，氧气利用率不高，使得曝气效率低；剩余污泥排放量大。本研究室基于多年来对环流反应器流体力学特性和工程应用的研究，提出了采用多级环流装置作为活性污泥曝气的新方式，并经过 10 多年的基础、应用以及工业化研究，形成了一套高效的活性污泥的处理污水的新工艺—多级环流曝气工艺。该工艺可改善氧的传质，增加氧的利用率，从而减少动力消耗；该工艺还可减少生物处理过程中剩余污泥的产量，减轻处理污泥的负担；同时，该工艺的生物处理构筑物占地面积显著减小，可节约投资。该工艺已经完成了 20 吨/天的工业中试，通过了专家鉴定；并在处理印 染污水等方面已经建成了工业应用装置，目前运行良好。 在多级环流曝气工艺的基础上，针对含有中低浓度难降解有机物的污水，本研究室又开发了厌氧-好氧耦合环流曝气污水生物处理技术，以提高难降解有机物的处理效率。通过在多级环流塔内的悬浮污泥中添加具有特殊孔隙结构和尺度的载体材料，利用氧的传递阻力在载体内部形成厌氧菌生存的环境，构成专性厌氧菌生长区。通过被动扩散和流体的冲刷作用，有机物可以扩散进入载体内部，并被厌氧菌降解，同时载体内部的厌氧降解产物也可进入流化床主体，实现厌氧生物降解和好氧生物降解的耦合。该工艺具有高效的好氧降解过程和厌氧降解过程， 且将厌氧和好像过程结合在一个装置中进行，高度集成化，设备投资小、处理效率高、占地面积小。该工艺已经在含酚废水、 PTA 废水、炼油废水方面已经开展了大量的工艺开发和工业模拟实验，取得了理想的处理效果。2 技术指标（ 1） 多级环流曝气：溶解氧浓度可达到 6mg/L 以上，较廊道式曝气池，占地面积可减小 80% 以上，处理时间可缩短 50%以上。 （ 2） 厌氧-好氧耦合环流曝气： COD 的容积负荷可达到 7g/L∙d 以上，对 COD 浓度小于2500 mg/L 的含酚废水、 PTA 废水等废水， COD 去除率达到 95％以上。3 应用说明该技术主要针对各类石化、化工及其他含有难降解有机物废水的处理，小规模现场集成式污水处理（如机场、远郊住宅小区等）以及污水的点源治理。 多级环流曝气应用包括两种方式：① 以环流曝气塔式设备替换现有的曝气池、初沉池；② 在现有的深度在 4m 以上的廊道式曝气池进行改造。多级环流曝气塔为新型塔式曝气处理设备为专利设备，具有处理效率高，占地面积小等显著优势。 20 吨/天的工业中试结果（乙烯综合废水， COD 约为 1000 mg/L，）显示，和该厂现有的廊道式曝气池相比，占地面积可减小 80% 以上，处理时间可缩短 50%以上， 出口废水稳 COD 定在 60 mg/L 以内，特别适合于土地资源紧张、处理效率要求高的生产、生活部门。多级环流曝气塔顶部还有集成的泥水分离器，可将出水中的污泥分离，在污泥沉降良好的情况下，可直接排放，不需要初沉和二沉设备，使设备投资、能耗以及占地面积大幅度降低；即使对沉降性能不佳的污泥，也可达到初沉的作用，节省初沉设备和运行费用。 通过对现有的深度在 4m 以上的廊道式曝气池进行改造，也可实现多级环流曝气，方法是在曝气池内改造曝气系统，加装多级导流筒内构件。其改造简单，投资小，但对废水处理的效果有显著的提高。采用多级环流曝气后，曝气池内的溶解氧浓度提高 50% （可达到 6 mg/L以上）以上，悬浮污泥浓度提高 30%以上，在达到相同处理效果的前提下，水力停留时间可减小 50%以上，处理负荷提高 50%以上，特别适合于对现有装置增容的技术改造。由于溶解氧浓度高，剩余污泥的产量也显著降低。 厌氧-好氧耦合环流曝气工艺，通过在多级环流曝气塔中添加高孔隙率的聚合物填料，在填料内部形成的缺氧环境，可发生水解-酸化反应，通过水解-酸化将难降解有机物降解为挥发性脂肪酸，进一步由装置中主体的悬浮污泥进行好氧代谢，实现了厌氧—好氧生物降解的耦合，提高了难降解有机物的降解效率。工业模拟装置的研究表明，对 COD 浓度达到 3500mg/L 的含酚废水，采用厌氧-好氧耦合环流曝气工艺， 24h 内 COD 可降解至 100 mg/L 以下；对 COD 浓度达到 2500 mg/L 的 PTA 废水，采用厌氧-好氧耦合环流曝气工艺， 16 h 内 COD可降解至 100 mg/L 以下；对 COD 达到 2000 mg/L， BOD/COD<0.1 的炼油废水，采用厌氧-好氧耦合环流曝气工艺， 24 h 内 COD 可降解至 60 mg/L 以下。上述处理效果，均优于传统的 A/O 或者 A/A/O 续批式联合工艺，占地面积低于这些工艺的 1/8。4 合作方式商谈。

该项技术主要解决城市污水处理厂的污泥产生 量大和处理成本高的问题。通过增加专门设计的厌 氧反应器将传统工艺改造为新型的MOSA工艺，从 源头减少污泥的产生量。污泥减量化效果可以达到 30%，投资偿还期在4年左右。2014年开始在佛山 镇安污水处理厂建立了 1 0万吨 /天处理规模的示范 工程，目前已经稳定运行，两期工程各自稳定达到 34.5%和27.8%的污泥减量化效果。

该技术通过自适应模型参数校准的方法，克服此项技术应用的瓶颈。用户的投资可以通过节省能源费用的方式迅速得到回收。节省 20-30%的供气能源；总氮去除率增加 30%，减少剩余污泥排放 10%，出水水质更加稳定，减少温室气体排放 10%，减少操作员工工作负荷 40%。

一种分布式污水智能处理装置，包括与地下污水排放系统衔接的排污管、杂质沉淀池、泥浆输送泵、杂质收集设施、第一无线压力传感器、第二无线压力传感器、第三无线压力传感器、第一阀门、第二阀门、检修信号显示器和控制系统；所述杂质沉淀池位于排污管下方，杂质沉淀池的一侧通过第一连接管与排污管的上游连通，其另一侧通过第二连接管与排污管的下游连通，杂质沉淀池底部设置有污泥浆出口，该污泥浆出口通过泥浆输送管与泥浆输送泵的进口连通，泥浆输送泵的出口通过管件与杂质收集设施连通。该装置能在污水输送到废水处理厂前实时、分散地对污水进行处理，减轻排水管道堵塞状况，减少污水对排水管道的腐蚀破坏。

一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 近十几年来，随着污水厂一级A排放标准的提标改造工作的快速推进，有效削减了全国范围内有机物、氮源及磷源的排放，有效缓解了水生态环境的压力，在一定程度上控制了黑臭水体及富营养问题的发生。然而全国范围内的水污染问题是分布不均的，部分流域存在环境容量较小、生态环境脆弱，容易发生严重环境污染问题，2015年环保部针对生态环境脆弱等敏感水体提出更为严格的特别排放限值。随后北京、河南、天津、安徽、江苏和浙江等省市相继发布了新的地方排放标准，各地出台的高标排放限值在污水处理厂掀起了新一轮的提标改造工作。

将反应与分离两个相互独立的单元过程耦合为一个单元操作，生产过程中，反应物料连续不断地进入反应器，反应一定时间后，物料通过泵的作用进入膜组件，催化剂被膜截留并回到反应器继续参与反应，产品连续透过膜，通过进料流量与出料流量的控制，实现生产过程的连续平稳运行。  连续膜反应器技术中除了反应器，成套膜装备也是其核心构件。膜分离属于单元操作，通过膜组件的串并联，可实现处理量的增加，因此仅需通过膜数量的增加，即可增加生产规模。目前最大的膜反应器装备为20万吨/年己内酰胺生产用膜反应器，其膜面积为600平方米。膜反应器装备的投资依赖于膜面积的大小，其基本投资为1~1.5万/平方米。同传统生产工艺相比，连续膜反应器技术可显著增加生产规模，完全实现催化剂的循环使用，降低能耗20%以上。

近些年来，在我国经济高速发展的同时，环境污染问题也日益严重。涉及众多工业领域（如矿冶、机械制造、化工、电子、电镀、仪表等）的重金属废水（如含氟、氰、铬、汞等废水）是对环境污染最严重和对人类危害最大的工业废水。但由于不同的工业产生的重金属污染源多种多样，重金属废水的体系十分复杂，很难找到一种适用于所有重金属废水体系的处理方法；另外，目前最常用的重金属废水的化学处理法由于需要再次添加化学药剂（如混/絮凝剂、重金属沉淀剂(如钙盐、钡盐等）)，不仅使处理成本大幅提高，同时存在对环境二次再污染的可能以及产生的含重金属污泥难以处理等诸多问题，因此，经济、高效且可持续的重金属废水的处理方法一直是我国这些年的研究热点。 和传统的化学处理法相比，应用电化学方法治理工业废水，具有无需添加氧化剂、絮凝剂等化学药品、设备体积小、占地面积小、操作简单灵活、排污量小等优点，不仅可用于处理无机污染物，也可用于处理有机污染物，特别是一些无法用生物降解的有毒有机物。另外，用电还原法处理一些重金属时还可回收废水中的金属。因此电化学方法越来越多的被用于重金属废水的处理中。用于重金属废水处理的电化学方法包括电解法（氧化或还原）、电气俘法、电凝聚法和电渗析法等。基本原理是在外电压的作用下,利用可溶性阳极(通常为铁或铝阳极)产生的阳离子在溶液中水解、聚合生成一系列既具有絮凝作用、又能有效吸附水中的有机污染物及其他胶体物质的聚合物。另外，在外加电压下，另一边的阴极（如铝阴极）可同时产生气体(如氢气、氧气、氯气等)，气体的微小气泡又可起到气浮或杀菌的作用（如图1所示），更加提高废水的处理效果。

交互式反应器为生物处理系统的核心所在，由生化单元和物化单元两部分组成，主 要完成城市污水中有机污染物的生物降解、氮素的硝化、反硝化脱氮以及生化或物化除 磷等功能。根据进水水质情况，交互式反应器可实现多种工况类型及运行参数的转变。。 该关键技术主要包括：单一反应器中物化和生物优化集成技术、生物处理单元中各种不 同功能菌群高效运行技术，交互式反应器在针对不同条件下物化与生化协调运行技术以 及系统抗冲击负荷调控技术。

其他成果/n水处理技术领域，具体涉及一种工业污水处理用净化剂及其制备方法；其成分按重量份计：膨胀珍珠岩30～40份、硅藻土15～20份、纳米电气石粉10～16份、纳米氧化铝12～15份、纳米二氧化钛5～10份、氧化石墨烯2～8份、聚合氯化铝铁8～14份、木质素磺酸钠2～5份和柠檬酸1～3份；本发明对膨胀珍珠岩和硅藻土两者混合物通过加入5～10%的盐酸进行改性，所得到的混合物比表面积增加，硬度增强，强度增高，其内部的空隙增加，吸附性能增强，提高了对工业污水的净化能力；通过对纳米电气石粉、纳米氧化铝、纳