华北城镇水处理生物过滤工艺关键技术创新与示范

地区:上海市 宝山区

关键词:河北农业大学;河北建设集团有限公司

成果类型:其它

成果领域:生物与新医药

成果编号:A2021061000004897

成果描述:

该项目属于资源环境与节能减排技术领域。该项目以华北城镇水质生物净化工艺为对象,从水处理生物载体开发入手,创新城镇饮水处理、污水处理及再生工艺,研发工业废水处理技术,使城镇水处理具有针对性和稳定性,并进一步降低城镇水处理总体能耗水平。该项目基于区域水环境形势和节能减排任务,综合运用材料学、生物学、流体力学、物理学等多学科知识,针对该区域常见水质展开创新研究,提出水处理工艺主要控制参数。其研究的主要技术内容是:科学分析了河北县城以上城镇市政水处理工艺技术特点及其升级改造需求,提出了水处理反应器填充料的分类方法及标准,并对市售水处理生物过滤载体性能进行了全面测试;在净水处理中,确定了锰砂生物过滤去除有机物微污染及锰(Ⅱ)超标浅层潜水的工艺流程及其最佳运行工况;在城镇污水二级处理中,创新研究了活性污泥法+生物过滤强化处理、淹没式固定生物滤池两种典型工艺的运行参数;在城镇污水再生处理中,集中研究了堆积式陶粒生物过滤工艺优势,并对其建立的示范工程进行了能耗分析;展开了以生物过滤为主体工艺处理淀粉废水、洗浴废水、氮肥生产废水的专项应用研究。上述技术研究内容经过实践验证,达到的技术经济指标有:调研了包括河北11个设区城市和132个县城及县级城市的市政净水、污水及再生处理规模及工艺,明确了百余种水处理生物过滤载体原料、形状、材质等指标;提出锰砂生物过滤去除有机物微污染及锰(Ⅱ)超标水质的运行指标为滤速6m/s、年增补滤料5%-10%;提出了曝气池水力停留时间为6h条件下,叠加了生物过滤工艺的活性污泥法能够高效降解COD、NH3-N、TN等污染物;建立了固定生物滤池处理水力停留时间为2.2h时的有机物降解动力学模型和硝化动力学模型;构造了BAF陶粒生物过滤滤池,确定了其最佳水力停留时间为6.5h,且出水满足城市杂用水和景观用水的标准,推导了有机物去除动力学模型;分别提出了生物过滤工艺处理淀粉废水、洗浴废水、氮肥生产废水的最佳技术指标停留时间分别为18h、2.5h、12h。该项目围绕水处理生物过滤工艺针对多种水质展开应用和工程示范研究,提出了适合该区域特点的专项水处理工艺及其主要运行工况参数,用以指导工程建设和运行。研究成果经国内查新未见相关报道,成果的理论水平和创新程度明显。此外,该项目产生的多项成果已用于该区域多个市政水处理及特种工业废水处理工程,也形成了多个水处理系列产品,取得了较好的示范效果。近几年,累计处理2.5×108m<'3>,直接经济效益累计1.6亿余元,累计节支1750余万元,为应用单位带来4000多万元的间接经济效益;项目应用后,显著提高了华北城镇水处理效果,为承接南水北调水做好了技术储备,改善了污水处理厂及工业废水处理站排放水质,增加了污水再生回用数量和品质,改善了受纳水环境。基于该项研究,出版著作1部,在核心期刊以上学术刊物发表论文10余篇,培养硕士研究生5名。
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