環(huán)保新質(zhì)生產(chǎn)力|集約高效低碳污水處理流化生物膜技術(shù)集成與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用

　　生態(tài)環(huán)保產(chǎn)業(yè)作為支撐生態(tài)文明建設(shè)和高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵力量，正面臨著轉(zhuǎn)型升級的迫切需求。環(huán)保新質(zhì)生產(chǎn)力，正成為推動產(chǎn)業(yè)向前發(fā)展的核心力量。本欄目將聚焦生態(tài)環(huán)保產(chǎn)業(yè)的新技術(shù)、新裝備、新材料、新模式，深入宣傳推廣科技創(chuàng)新成果，及時發(fā)布環(huán)境技術(shù)進步獎項，全面介紹行業(yè)內(nèi)的實用技術(shù)裝備和示范工程，引導(dǎo)行業(yè)持續(xù)創(chuàng)新，加快數(shù)字、智慧、科技的融合賦能，為經(jīng)濟社會全面綠色轉(zhuǎn)型貢獻力量。
 

　　環(huán)境技術(shù)進步獎
 

　　項目名稱：集約高效低碳污水處理流化生物膜技術(shù)集成與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用
 

　　項目編號：HJJS-2023-1-04
 

　　獲獎等級：一等獎
 

　　完成單位：青島理工大學(xué)、青島思普潤水處理股份有限公司、青島市市政工程設(shè)計研究院有限責(zé)任公司
 

　　完成人：畢學(xué)軍、劉利、吳迪、周小琳、周家中、王曉東、韓文杰、孟濤、楊飛、樊星、楊忠啟
 

　　項目簡介
 

　　“集約高效低碳污水處理流化生物膜技術(shù)集成與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用”技術(shù)成果是在國家重大水專項等科技計劃的支持下，經(jīng)過十余年的研究與工程實踐，通過理論、方法研究與技術(shù)攻關(guān)，所形成的技術(shù)成果在核心技術(shù)體系、關(guān)鍵技術(shù)裝備、新材料方法上形成系統(tǒng)創(chuàng)新，打破了相關(guān)污水處理核心技術(shù)國際壟斷，破解了傳統(tǒng)污水處理技術(shù)諸多“卡脖子”難題。
 

　　在核心技術(shù)體系創(chuàng)新方面，在國內(nèi)外率先提出和構(gòu)建了面向高排放標(biāo)準的流化生物膜耦合磁混凝污水脫氮除磷技術(shù)，用地率降低70%；創(chuàng)新性提出專性功能區(qū)菌群定向調(diào)控方法和多級多段流化生物膜高效生物脫氮工藝，實現(xiàn)了脫氮相關(guān)菌群的定向高效富集，系統(tǒng)脫氮容積負荷較傳統(tǒng)脫氮工藝提升了100%至200%；創(chuàng)新性提出基于水力剪切——梯度限氧——分層分布的厭氧氨氧化-同步硝化反硝化——異養(yǎng)反硝化的多途徑脫氮方法，在同等處理條件下較MBR工藝節(jié)約處理成本0.2元/立方米以上，單位處理能耗降低50%；創(chuàng)新性提出基于脫落生物膜高分散特性的磁加載高效分離方法，較現(xiàn)有磁分離技術(shù)提高50%以上。在關(guān)鍵技術(shù)裝備創(chuàng)新方面，創(chuàng)新性提出高密度填充下生物膜載體低能耗流化方法，較國內(nèi)外相應(yīng)混合技術(shù)降低能耗達75%；創(chuàng)新性提出持久型流化生物膜載體攔截技術(shù)，形成了不停水施工工法、結(jié)構(gòu)化裝配式攔截技術(shù)，顯著降低了生物膜載體與攔截篩網(wǎng)設(shè)備磨損，同時可實現(xiàn)帶水作業(yè)，改造項目施工周期縮短50%以上，新建項目施工周期小于60d。創(chuàng)新高磁感強度的磁粉回收專用磁分離器與高轉(zhuǎn)速剪機等關(guān)鍵技術(shù)設(shè)備，磁粉回收率>99%，較傳統(tǒng)磁分離磁粉回收率提高3%——5%、設(shè)備故障率降低20%。在新材料方法創(chuàng)新方面：創(chuàng)新性構(gòu)建了生物膜載體性能表征方法，建立相關(guān)行業(yè)標(biāo)準，提出了以表面負荷和有效比表面積為核心的設(shè)計體系；研發(fā)了有效比表面積大于800m2/m3流化生物膜載體，形成產(chǎn)業(yè)化全自動化生產(chǎn)線并形成2.4億m2/年的生產(chǎn)能力，實現(xiàn)處理規(guī)模達到1700萬m2/天的大規(guī)模推廣應(yīng)用；創(chuàng)新性提出基于“前饋+模型+后饋”的綜合調(diào)控技術(shù)與算法模型，建立了全過程控制的人工智能算法與優(yōu)化技術(shù)及控制云平臺系統(tǒng)，提高了自動化運行水平。
 

　　本技術(shù)成果獲授權(quán)發(fā)明18項(含國際專利1項)、實用新型專利7項、外觀專利2項，軟件著作權(quán)5項、發(fā)布標(biāo)準1項；發(fā)表論文23篇(含SCI 8篇)。該技術(shù)成果成功應(yīng)用于市政污水處理、高氨氮工業(yè)水處理、低濃度河道水處理等新改擴建工程，在山東、廣東、江蘇等地完成25項工程建設(shè)，總處理規(guī)模達420萬噸/天，三年銷售額6.62億元。
 

　　獲獎感言
 

　　我國生態(tài)文明建設(shè)進入了以降碳為重點戰(zhàn)略方向、推動減污降碳協(xié)同增效、促進經(jīng)濟社會發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型、實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量改善由量變到質(zhì)變的關(guān)鍵時期，踐行“節(jié)約集約，綠色低碳”高質(zhì)量發(fā)展要求，研發(fā)集約高效綠色低碳的污水處理技術(shù)既是時代之需，也成為新時期污水處理的新目標(biāo)和新路徑。本項目團隊經(jīng)過十余年的研究與工程實踐，所形成的技術(shù)成果在核心技術(shù)體系、關(guān)鍵技術(shù)裝備、新材料方法上形成系統(tǒng)創(chuàng)新，打破了相關(guān)污水處理核心技術(shù)國際壟斷，破解了傳統(tǒng)污水處理技術(shù)諸多“卡脖子”難題。該技術(shù)成果符合綠色發(fā)展理念，在土地利用上實現(xiàn)了污水處理用地上的“節(jié)約集約”，在一定程度上可緩解城市快速發(fā)展用地緊缺的矛盾；在“減污降碳協(xié)同增效”以及推動綠色轉(zhuǎn)型發(fā)展上，可提高污水處理綜合效能，提升環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)水平，推動行業(yè)的技術(shù)進步，促進行業(yè)綠色低碳、高質(zhì)量發(fā)展。
 

　　為鼓勵產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新，培育以企業(yè)為主體、市場為導(dǎo)向、產(chǎn)學(xué)研用相結(jié)合的環(huán)境技術(shù)創(chuàng)新體系，經(jīng)國家科學(xué)技術(shù)獎勵工作辦公室備案(社會科技獎勵編號0299號)，中國環(huán)境保護產(chǎn)業(yè)協(xié)會于2018年設(shè)立了環(huán)境技術(shù)進步獎。獎勵聚焦應(yīng)用技術(shù)創(chuàng)新成果，每年獲獎項目的產(chǎn)值高達300億元，涉及專利1500件以上。2019年清華大學(xué)特等獎項目榮獲2020年度國家科學(xué)技術(shù)進步獎一等獎。
 

　　歡迎各界環(huán)保人士，積極參與環(huán)境技術(shù)進步獎相關(guān)工作。如您對歷年入選項目感興趣，可在我會首頁查詢中心“先進技術(shù)案例”欄目查詢。
 

　　原標(biāo)題：環(huán)保新質(zhì)生產(chǎn)力|集約高效低碳污水處理流化生物膜技術(shù)集成與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用