地区：上海市 宝山区
关键词：上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司;同济大学;上海交通大学;河海大学
成果类型：其它
成果领域：生物与新医药
成果编号：A2021061000002451
成果描述：
| 长期以来，中国大型污水厂能耗居高不下，大量污泥简单处理堆放，严重威胁水环境安全。大型污水厂既是水体污染物削减的主要承担者，又是能量消耗和污泥产生“大户”，其超大规模、超高负荷的特点对节能降耗、污染减排和资源利用提出了极高的科技需求，相应研究是该领域国际前沿难题。项目在上海市科委重大专项支持下，历经十余年，从污水输配系统节能降耗、污水处理系统节能减排和污泥处理系统产能减排3个方面，坚持泥水同步，研发了大型污水厂高效节能与污泥处理处置技术体系，并实现规模化推广应用。创新点1：攻克大型进水构筑物流场优化技术，实现污水输配系统全过程节能降耗。攻克大型进水泵站流速均化技术，基于三维不可压流体的雷诺时均N-S方程和k-ε湍流模型，优化导流墙和配水舱室等型式，解决了大型进水泵站流态不均技术难题；首创大型配水井水力精准分流模型，建立进水箱涵、总配水井和尾门联动系统，解决了不同水量精准分流难题；创新大型二沉池重力精准配水技术，首次建立进水渠、配水渠和二沉池耦合模型，优化径深比和配水孔径等，开辟了二沉池无动力配水新模式。创新点2：创新研发大型生物处理系统节能工艺和仿真技术，实现污水处理系统节能减排。创新研发运行模式可灵活切换的多模式A/A/O工艺，可根据水量、水质和温度等因素精准调节工艺参数，解决了大型生物处理单元模式切换难题；自主开发泥膜复合高效脱氮除磷工艺，基于水温动态优化泥相和膜相细菌、真菌、原生动物的分配比例，解决了低温污水氨氮去除效率低的难题；首次研发污水处理工艺仿真技术，确定多模式A/A/O工艺精细化运行模式，获取适宜不同模式的运行参数，解决了污水厂精准设计与运行难题。创新点3：集成开发污泥深度减量与资源利用技术，实现污泥处理系统产能减排。攻克污泥精确定量技术，首次构建适合中国的污泥精确定量数学模型，率定模型参数值，解决了中国污泥产量计算不精确问题；创新研发污泥深度脱水工艺，首次将电化学和复配调理剂引入污泥预处理，解决了污泥水分结合形态破解困难、脱水驱动力不足技术难题；集成开发污泥有机质高效利用技术，首次自主研发污泥水力/机械协同除砂除渣技术和设备，解决了高砂渣影响技术难题；创新研发污泥高含固高温厌氧消化技术，实现了污泥生物质能高效利用。该项目获授权专利55项(发明专利26项)，编写《室外排水设计规范》等国家标准6部，出版《污水厂设计》等专著7部，发表论文129篇(SCI收录44篇)，获上海市科技进步一等奖2项。成果推广应用于上海、重庆、河南等地超过100座污水厂，总规模超过3000万立方米/天，如亚洲最大的上海白龙港厂(获国际咨询工程师协会“百年工程奖”和国家优质工程金奖)、中西部最大的重庆鸡冠石厂、中原地区最大的郑州王新庄厂(均获国家优秀设计一等奖)等，COD削减613万吨/年，节电7.51亿元/年，开发沼气4690万立方米/年，减少温室气体排放141万吨/年(CO2-eq)，成果得到张杰院士和彭永臻院士的充分肯定，社会效益显著。 |
