11 臭氧催化氧化与生物过滤联用污水回用技术 适用范围 经过二级生物处理后的市政污水或工业废水 基本原理 整合了曝气生物滤池、臭氧催化氧化、生物活性碳处理技术，发挥其协同降解污染物作用，有效去除污染物、保障出水水质;采用复合药剂强化曝气生物滤池除污染效率的方法，能够有效的提高曝气生物滤池的运行效率;提出臭氧催化氧化与生物活性碳工艺联合处理污水，发挥两种工艺的协同作用，保障供水水质。 工艺流程 该技术目前已在中航工业哈尔滨飞机工业集团有限责任公司(简称中航工业哈飞)污水回用项目中应用(系统处理能力为 200m 3 /h)，以该工程应用为例，简要介绍关键工艺流程：生活污水、洗机废水、加工车间废水混合废水经好氧生物前处理后进入本处理系统。本系统主要包括曝气生物滤池(在该滤池前投加复合药剂，以提高有机物的去除效果)、臭氧催化氧化系统、高效微滤膜过滤器、离子交换软化设备、除盐设备、消毒等单元。膜过滤单元出水消毒后可作生活杂用，经离子交换除盐处理后可用作锅炉用水。 关键技术或设计特征 该技术中关键技术为：臭氧催化氧化除污染技术及与之联用的高效生物过滤处理技术。该技术适用于处理经过生物处理后的市政污水或工业废水，经该工艺处理后，出水可作为中水回用，或经过深度处理后作为工业生产用水。 典型规模 中航工业哈飞污水回用项目为例：系统处理能力为 200m 3 /h。本系统原水COD 浓度为 70-100mg/L，处理后水 COD 浓度为 4-7mg/L，COD 削减率 90%-96%。 推广情况 该技术已在城市污水、工业废水处理等领域完成中试，并在黑龙江、河北等地的石化废水、机械制造废水处理领域不同水厂进行应用。 12 小孔眼网格絮凝反应技术 适用范围 城市污水处理厂再生水回用和已有污水厂升级改造。 基本原理 亚微观传质和惯性效应理论 工艺流程 关键技术或设计特征 孔板式净水混合装置在管体内设置多层有一定间距的多层孔板，利用水流过小孔眼网格板所产生的惯性效应，在孔眼后面产生的高比例、高强度微涡旋的离心惯性效应作用，彻底解决了混凝剂水解产物细部传质问题。小孔眼网格絮凝反应技术通过科学地布设多层网格，使水流过网格时产生强烈的惯性效应和对矾花的柔动作用，控制矾花合理的有效碰撞，迅速形成密实且易沉淀的矾花。小间距斜板沉淀池技术抑制了矾花沉降中的脉动干扰，同时使沉淀面积与排泥面积相等无侧向约束不积泥。 典型规模 青岛团岛污水处理厂再生水回用工程：青岛团岛污水处理厂是一座设计处理规模 10万 t/d的二级污水处理厂。 推广情况 该技术在青岛团岛污水处理厂、长春北郊污水处理厂两家水厂进行推广应用。 13 生物相容性碳纤维污水处理关键技术及其装备 适用范围 生活污水处理;河湖水库等微污染水体修复;制药、化工和畜禽等高浓度废水处理等。 基本原理 在生物相容性碳纤维的处理污水过程中，微生物主要以生物膜的状态附着在固体填料上，污染物去除主要靠生物膜的作用来完成。随着有机物的降解，微生物不断增殖，生物膜厚度不断增加，到一定程度，在氧不能透入的内侧就形成了厌氧层。当厌氧层厚度增加到一定程度，老化的生物膜脱落后，载体上重新生成新的生物膜，不断更新、脱落。 工艺流程 生物碳纤维生态浮床工艺，将植物种植于浮于水面的床体上，利用植物根系吸收水体中污染物质，同时植物根系附着的微生物降解水体中污染物;同时，通过具备高比表面积、吸附性能强、适应微生物生长等优势的生物碳纤维材料的强化，强化植物与微生物之间的协同作用，进一步提高微生物对水体的净化效果。见工艺流程图 1。 生物碳纤维+MBR 一体化工艺，总进水先经过细格栅过滤装置，再经过调节池混凝沉淀，去除可沉固体物质;通过控制进水量来调节水力停留时间，进水先经过生物碳纤维材料的吸附和生物净化作用之后进入 MBR 反应器中。见工艺流程图 2。 关键技术或设计特征 生物碳纤维生态浮床工艺将生物碳纤维悬挂在浮床底部，提高了原本仅有植物根系时的比表面积和吸附性，强化了植物与微生物之间的协同作用使出水稳定达标。生物碳纤维+MBR 一体化工艺在缺氧区中悬挂碳纤维填料，在好氧区充分利用膜片自旋回流的作用，增强了传质效果，增加了反硝化的能力和耐冲击负荷，减轻了膜污染。采用针对生物碳纤维研发的微生物菌剂和微纳米曝气技术，提高水总溶解氧浓度，污水处理效果提升显著。 典型规模 1.水产养殖水体修复、净化与循环利用工程示范，800m 3 ; 2.长春新凯河生态碳纤维泛氧化塘污水净化工程，500 m 3 。 推广情况 目前已应用：长春王家楼泛氧化塘工程、北京小汤山鸿羽水产养殖水质净化、浙江金时针织印染有限公司印染废水处理、绍兴大山池水质净化工程、汕头市铁洲社区农村污水处理工程、北京通州碧水污水处理厂水质提标、北京昌平常兴庄渔场水质净化利用工程示范、北京通州张家湾渔场水质净化与利用工程示范、以及南京南湖东河水体修复示范中。 14 旋流剪切气泡曝气技术 适用范围 适用于活性污泥法、生物膜法、SBR 及其变型工艺以及 MBR 等新建污水厂，也可用于老污水厂技术改造与更新。 基本原理 旋流剪切气泡曝气器抛开微孔曝气、小孔截留思路，集成微循环反应和缓释扩散技术。其整体由四大功能结构组成，采用大孔条缝高速喷射配气、旋流剪切，对气泡进行多级切割、拖拽、立体缓释扩散，使气泡尺寸更优、分布更均;并特有多级氧传递区域，使微循环缓释充氧更高效。同时，旋流剪切气泡曝气器具备充氧、基质反应及搅拌混合三种功能。 工艺流程 可与需要氧量的水处理工艺进行联用，旋流剪切气泡曝气器基本上可安装于任何好氧污水处理设施中。具体工艺流程：气源(风机)→配气支管→双级旋流孔+内外循环筒→扩散盘中心旋混通道→剪切气泡扩散盘→细泡布气(均布池体) 关键技术或设计特征 独特的排气结构：完全脱离了孔性定势，“大孔”与“细泡”之间的矛盾迎刃而解。旋流剪切气泡曝气器抛开微孔曝气器小孔截留的思路，气体分配器采用立式大孔条缝高速喷射配气，旋流剪切。实现了多级气泡切割、拖拽、立体缓释扩散作用碎泡原理，气泡大小更合适、分布更均匀、永不堵塞。 强化反应器式充氧功能：通过内、外筒的气、水、泥三相微循环过程强化了反应功能，具有搅拌混合、基质反应、充氧三种功能。采用生物适应性好的材料：曝气器采用了 ABS、FRPP(增强聚丙烯)等防腐耐用，生物适应性好的材料。 典型规模 适用于任何规模的水处理工程项目，目前应用的实际工程规模从 1000 m 3 /d到 250000 m 3 /d不等。 推广情况 已完成验收的项目有湘潭中心医院污水处理站，完成调试项目有辽宁灯塔皮革废水处理工程、托口集镇新址污水处理工程、浙江平阳昆鳌污水处理厂，完成安装的项目有云南晋宁宝峰污水处理厂、平阳萧江污水处理厂，同时还有云南安宁再生水厂、平阳县水头污水处理厂、平阳县东海污水处理厂等项目完 成了设计工作。 15 微好氧双膜处理技术 适用范围 适用于处理冲击负荷大及含部分油污污染物的生活污水的一种膜处理新技术。 基本原理 该微好氧双膜处理系统是传统膜生物反应器与生物膜反应器的耦合。膜生物反应器(MBR)具有污染物去除率高、出水水质好等优点，但膜组件存在价格高、能耗高，且膜易污染的缺点。研究开发的微好氧双膜处理系统利用廉价粗网材料代替传统微滤膜，采用重力出水和低曝气量，降低了成本和运行费用，且能有效缓解膜污染;在系统中加入纤维填料，实现较好的微好氧环境，并通过连续进水、间歇曝气实现同步硝化、反硝化，最终达到 COD、TN、TP的同时去除。该系统充分利用微好氧生物群落对冲击负荷的优异适应性，实现废水污染物的持续高效去除。反应器结构原理如下图所示。 工艺流程 污水经调节池由进水泵引入微好氧双膜反应器，底部进水并曝气处理，污水自下而上经过膜组件，处理后，由反应器上部过膜压力出水。 关键技术或设计特征 系统优化和模块化控制技术 自动化运行技术 廉价膜组件挂膜技术 典型规模 应用于课题厂区生活污水及初期雨水生物净化示范工程(张岗桥示范工程) ，示范工程日处理量 4000吨，该技术主要用于处理厂矿区生活污水部分。 推广情况 该技术已在课题内部示范工程应用，取得良好的污染物去除效果。且已在安徽省污水产业联盟中推广应用，尚未建成示范。 16 膜生物反应器强化脱氮除磷技术 适用范围 城市污水处理厂一级 A 提标改造新建或改扩建工程，或需要对污水进行再生回用的工程，或土地资源紧张的地区。 基本原理 该技术由厌氧-前缺氧-好氧-后缺氧-膜池构成，利用膜对微生物的高效截留，使高浓度的硝化菌截留在反应器内，提高硝化效果;高污泥浓度可以实现同时硝化反硝化;设置后缺氧段强化内源反硝化，实现总氮的深度去除;利用膜对胶体磷的截留，提高除磷稳定性;脱氮除磷效果明显高于传统生物脱氮除磷工艺。 工艺流程 工艺流程包括厌氧-前缺氧-好氧-后缺氧-膜池。污水首先进入厌氧池，在该池发生厌氧释磷;之后进入前缺氧池，来自好氧池的回流带来大量硝酸盐，反硝化菌利用进水中的碳源进行反硝化脱氮，同时部分反硝化聚磷菌进行反硝化除磷;之后进入好氧池，进水中的氨氮通过硝化作用被去除，聚磷菌通过吸磷去除溶解性磷;之后进入后缺氧池，由于碳源在好氧池已基本消耗殆尽，此阶段的主要功能是利用高污泥浓度促进内源反硝化，实现总氮的深度去除;最后进入膜池，膜对污泥絮体、溶解性大分子有机物、胶体磷等进行有效分离，保证稳定的出水水质。 关键技术或设计特征 通过膜分离和生物处理单元的有机耦合，强化脱氮除磷。由于膜的截留作用，使高浓度的硝化菌截留在反应器内，即使在低温条件下，也能维持良好的硝化效果。缺氧段可以强化内源反硝化，实现总氮的深度去除。膜对胶体磷有良好的截留效果，出水磷浓度稳定。 典型规模 适用于日处理万吨级规模的城市污水脱氮除磷工程。 推广情况 在无锡硕放污水处理厂(设计处理规模 2 万 m 3 /d) 、无锡城北污水处理厂(设计处理规模 5万 m 3 /d)得到推广应用。 17 小城镇低温污水水解- 好氧强化处理集成技术 适用范围 北方地区小城镇。 基本原理 以水解-好氧生物处理为核心的污水生化处理工艺，利用水解工艺替代功能单一的初沉池，不仅提高了污染物处理率和污水生化性能，还特别适应小城镇水质波动较大特点;利用 SBR 改型工艺，具有占地面积小、结构紧凑、可实现工艺脱氮除麟，且省掉二沉池等特点，对寒冷小城镇具有较好的适应性。 工艺流程 工艺流程为“格栅—沉砂池—水解池—改型 SBR—消毒”。 主要工艺特点： 1、水解反应器内为升流式的水力学流态，这样使反应器具备了良好的截留污泥的能力，促使微生物与进水基质的充分混合接触，完成大分子有机物的水解酸化过程，并有利于反应器内菌群的功能分区，保证反应器内较高的基质降解效率，适合进水水质较高、水量不稳定的北方低温小城镇污水处理。 2、由于水解反应器可通过停留其中的水解酸化菌和反硝化菌进行水解酸化处理和反效果脱氮作用，以去除 COD、BOD、悬浮物 SS 和总氮指标，并将污水中的难降解有机物转化为易被生物降解的有机物，适合于进水水质不高的北方小城镇污水处理。 3、水解-好氧工艺由于采用厌氧处理技术，在处理水的同时，也完成了对污泥的处理，污泥量比常规污水处理工艺减少 50-60%。使污水、污泥处理一元化，简化了传统处理工艺流程采用厌氧-好氧污水处理工艺。 4、水解-好氧工艺由水解、厌氧、缺氧、好氧、沉淀五部分组成，可实现系统的单元化、模块化、集成化，布置紧凑，占地少。 关键技术或设计特征 低温污水溶解氧强化传质技术 低温污水生物功能强化技术 系统优化运行技术 典型规模 污水处理规模 5000~20000 m 3 /d。 推广情况 目前小城镇低温污水水解-好氧强化处理集成技术已经在吉林、黑龙江等多个污水处理工程中应用。 18 小城镇抗堵型地下升流式 A/O 土地高效处理技术 适用范围 经济相对薄弱的小城镇。 基本原理 针对传统土地处理技术处理效率低、易堵塞，不能脱氮除磷，占地面积较大，夏季滋生蚊蝇，有一定气味等突出问题，开发了土地处理系统进水预处理技术、耕作层下污水土地自然净化系统构造的优化技术、耕作层下污水土地自然净化系统防堵塞技术、污水土地自然净化系统顶部的综合利用技术等，建立了小城镇抗堵型地下升流式 A/O土地高效处理技术。 工艺流程 系统进水首先经过格栅，去除较大的悬浮物和漂浮物后进入调节沉淀池均衡水质水量，再进入复合型生物滤池，污水依次经过厌氧、好氧环境，出水回流到复合型生物滤池入口，厌氧条件下通过厌氧微生物去除部分有机污染物，同时进行反硝化，去除硝酸盐，好氧条件下利用好氧微生物的新陈代谢作用，氧化分解水中的有机物，同时进行硝化反应，去除氨氮。复合型生物滤池出水进入二沉池，以进一步去除脱落的生物膜，然后经配水井配水后进入耕作层下土地处理系统，利用土壤、微生物、植物构成的生态系统对污水进行净化，出水达标排放。二沉池的污泥通过蚯蚓生态处理后，可作肥料供农田使用。 关键技术或设计特征 耕作层下污水土地自然净化系统防堵塞技术 污水脱氮除磷的厌氧-好氧土地处理工艺 耕作层下污水土地自然净化系统构造的优化技术 处理系统顶部耕作层优化利用技术 典型规模 污水处理规模 100~2000 m 3 /d。 推广情况 目前小城镇抗堵型地下升流式 A/O 土地高效处理技术已经在青岛市东庄头村、夏南庄等 20个小城镇得到推广应用。 19 山地小城镇污水自然曝气渠道式下水道处理技术 适用范围 适用于地形落差大、输送距离较长、经济及管理水平低，以及污水厂用地受限的山地小城镇污水处理，主要去除污水中有机物及氨氮污染物。 基本原理 自然曝气渠道式下水道处理系统集污水输送与净化为一体，在长距离污水输送渠道中，利用下水道空间，通过投加高效悬浮生物填料，在空间上构建成多级生物膜系统，并通过自然地形落差进行跌水充氧，在渠道下水道前、中、后段分别形成厌氧、好氧、硝化多级生物膜系统，污水在渠道输送过程中实现了对有机物及氨氮高效稳定去除。 工艺流程 污水首先进入预处理池去除大的漂浮物，并通过沉淀去除无机砂及部分悬浮物;出水进入自然曝气渠道式下水道多级生物膜净化系统。在渠道式下水道的前段进水有机物浓度高，渠道内生物膜处于厌氧状态，通过厌氧微生物降解污水中的有机物;随着有机物在前段渠道中的沿程降解，污水沿程的耗氧量逐渐降低，进入渠道中段生物膜处于好氧状态，通过好氧微生物进一步降解有机物;出水进入渠道后段，后段渠道中生物膜主要富集了硝化菌，污水中的氨氮在渠道后段得以去除。预处理池产生的漂浮物、无机砂及沉淀污泥，定期数月清理一次。 关键技术或设计特征 简易预处理技术：预处理池分 2 格，第一格主要去除和贮存污水中大的漂浮物和无机砂;第二格主要去除污水中的悬浮物。根据污水中污染物的含量和清理周期确定预处理池各部分容积。污水自然曝气渠道式下水道处理系统构建：根据地形条件，在渠道沿程内适当位置设置隔墙形成贮水滞留区，内设球形悬浮生物膜组合填料。 典型规模 适宜的处理规模 100~1000 m 3 /d。 推广情况 该技术在重庆武隆仙女山镇谭家沟和大坪污水处理中得到应用： (1)重庆市武隆仙女山镇谭家沟污水预处理工程规模：1200m 3 /d，处理渠道长 2km，落差 88m; (2)重庆市武隆仙女山镇大坪污水预处理工程规模：1000m 3 /d，处理渠道长 0.91km，落差约 50m，出水均稳定达到国家二级标准。 20 小城镇污水序批式人工湿地处理技术 适用范围 适用于有地形落差，用地面积受限的山地小城镇污水生态处理，主要去除污水中悬浮物、有机物、氨氮、总氮等污染物。 基本原理 序批式人工湿地采用“进水-反应-排水-排空闲置”的周期运行方式，通过间歇进出水，以及设置排空闲置等措施强化湿地的自然复氧能力，增强了系统的脱氮效能，系统运行负荷高、净化能力强，出水稳定达到《城镇污水厂污染物排放标准》一级 B 标准;并且通过排空闲置工况，可使湿地深度增加至 2m，大幅减少了占地面积;同时，序批式运行方式布水均匀，避免了常规湿地易短流的问题。设施自控运行管理简便。 工艺流程 污水通过格栅去除漂浮物;出水进入序批式预处理池，该池通过序批式运行，集调节、絮凝、沉淀、沉砂等多种功能于一体，一般情况下，在预处理池完成水量调节、无机砂及悬浮物去除，在冬季低温期，投加絮凝剂协同人工湿地去除有机物、磷等污染物;出水进入一级序批式人工湿地，通过生物、植物及物化作用去除污水中的有机物、氨氮、总氮及磷，出水进入二级序批式人工湿地进一步去除残留污染物，保证出水稳定达标，出水经消毒后排放。预处理池中的剩余污泥定期排入污泥干化池，干化后外运填埋。 关键技术或设计特征 序批式人工湿地的强化复氧技术：通过延长进水时间，将进水贯穿反应过程，使湿地的水位提升缓慢，有效地提高了系统的复氧能力;同时，通过排空闲置复氧有效地强化了系统的复氧能力。 序批式人工湿地除磷脱氮系统构建技术：采用“进水-反应-排水-排空闲置”的周期运行工况，湿地在排空闲置期对吸附于基质上的氨氮硝化，使系统在进水反应期脱氮能力大幅提高;在人工湿地表层设置 20cm 钢渣，强化除磷;也可在预处理投加絮凝剂除磷。 典型规模 适宜的处理规模 500~3000 m 3 /d。 推广情况 该技术在重庆武隆仙女山镇大坪污水处理工程中得到应用：工程规模：1000m 3 /d，出水均稳定达到国家《城镇污水厂污染物排放标准》一级 B 标准; 此外，该技术在重庆江北机场污水厂提标改造工程中得到应用，工程规模6000m 3 /d，对 SBR 工艺出水进行深度处理，出水稳定达到国家《城镇污水厂污染物排放标准》一级 A标准。 |