【成果介紹】
近十幾年來，隨著污水廠一級A排放標準的提標改造工作的快速推進，有效削減了全國范圍內(nèi)有機物、氮源及磷源的排放，有效緩解了水生態(tài)環(huán)境的壓力，在一定程度上控制了黑臭水體及富營養(yǎng)問題的發(fā)生。然而全國范圍內(nèi)的水污染問題是分布不均的，部分流域存在環(huán)境容量較小、生態(tài)環(huán)境脆弱，容易發(fā)生嚴重環(huán)境污染問題，2015年環(huán)保部針對生態(tài)環(huán)境脆弱等敏感水體提出更為嚴格的特別排放限值。隨后北京、河南、天津、安徽、江蘇和浙江等省市相繼發(fā)布了新的地方排放標準，各地出臺的高標排放限值在污水處理廠掀起了新一輪的提標改造工作。
痛點問題：我國城鎮(zhèn)污水處理廠常用的生物處理工藝主要有A/O、A2/O、SBR、氧化溝、MBR、人工濕地、曝氣生物濾池等。然而常規(guī)采用的氧化溝、A2/O和A/O等工藝脫氮除磷效率不穩(wěn)定，在實際運行過程中勉強穩(wěn)定達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）的一級A排放要求，對于生態(tài)環(huán)境脆弱地區(qū)更難達到特別排放限值的標準要求。
本技術(shù)開發(fā)了一體化低氧/高污泥濃度/內(nèi)循環(huán)生物處理技術(shù)、間歇曝氣O/A式人工快速滲濾技術(shù)、硫自養(yǎng)/異養(yǎng)反硝化復(fù)合生態(tài)濾床以及改性除磷材料，在生物處理工藝中實現(xiàn)同步硝化反硝化、短程硝化反硝化脫氮，高效處理城鎮(zhèn)生活污水和農(nóng)村生活污水，實現(xiàn)污水深度脫氮除磷。
【技術(shù)優(yōu)勢】
（1）一體化低氧/高污泥濃度/內(nèi)循環(huán)生物處理技術(shù)
研究開發(fā)了一種低溶解氧、高污泥濃度的一體化內(nèi)循環(huán)生物處理技術(shù)，利用氣提方式實現(xiàn)氣水全混、高倍污泥內(nèi)循環(huán)（循環(huán)流量比大于30:1），在低氧高污泥濃度下實現(xiàn)同步硝化-反硝化，達到深度脫氮目的。
（2）間歇曝氣O/A式人工快速滲濾技術(shù)
研究開發(fā)了一種間歇曝氣O/A式人工快速滲濾技術(shù)，通過好氧段的間歇性微曝氣，提高硝化速率，缺氧段設(shè)置緩釋固體碳源材料和除磷材料，提高反硝化速率，實現(xiàn)污水深度脫氮除磷，出水達到《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》（GB 3838-2002）的準Ⅳ類水標準。
（3）硫自養(yǎng)/異養(yǎng)反硝化復(fù)合生態(tài)濾床
研究開發(fā)了一種硫自養(yǎng)/異養(yǎng)反硝化復(fù)合生態(tài)濾床，通過好氧層的間歇性微曝氣，缺氧層設(shè)置緩釋固體碳源材料和硫磺、硫鐵礦，構(gòu)建硫自養(yǎng)/異養(yǎng)反硝化體系，實現(xiàn)污水深度脫氮除磷，出水達到《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》（GB 3838-2002）的準Ⅲ類水標準。
（4）鑭改性磁性膨潤土顆粒除磷材料
研發(fā)制備了一種可回收的鑭改性磁性膨潤土顆粒除磷材料，用于污水深度除磷或高濃度含磷污水除磷，可磁性回收，可重復(fù)利用，實現(xiàn)磷的回收。
【技術(shù)指標】
鑭改性磁性膨潤土顆粒的最大理論吸附量為26.8mg/g，對二沉池出水TP為1.64mg/L的去除率為94.5%，對厭氧池上清液TP為10.25mg/L的去除率為98.2%，5次解吸的解吸率均達到94%以上。
【應(yīng)用場景】
城鎮(zhèn)生活污水、農(nóng)村生活污水深度脫氮除磷以及再生水回用。
【市場前景】
根據(jù)住建部公布的《2019年城市建設(shè)統(tǒng)計年鑒》統(tǒng)計數(shù)據(jù)，至2019年底，我國城鎮(zhèn)生活污水設(shè)施處理能力已達到1.79億m3/d，城市污水處理率達96.81%，全國共有2471座城鎮(zhèn)污水處理廠執(zhí)行一級A標準，占全國城鎮(zhèn)污水處理廠總數(shù)的51.8%。據(jù)E20研究院分析，截至2020年底，城鎮(zhèn)污水廠年處理量達到679.4億m3，城鎮(zhèn)污水處理能力增加至21216萬m3/d。根據(jù)《中國水務(wù)行業(yè)市場分析報告（2017版）》數(shù)據(jù)顯示，2016年鄉(xiāng)鎮(zhèn)對生活污水處理比例為18.8%，村處理方面處理比例12.8%；2016年村鎮(zhèn)污水廠集中污水處理能力為1527萬立方米/日，裝置分散處理能力1315萬立方米/日，村鎮(zhèn)污水集中處理占比略高于裝置分散處理。E20研究院分析，到2020年，污水處理廠處理能力達到2162萬m3/d，分散式污水處理裝置處理能力達到2254萬m3/d。可見未來污水處理市場巨大，污水廠高標準排放需求量大，低耗高效的污水深度脫氮除磷技術(shù)將具有較好的市場發(fā)展前景。
【知識產(chǎn)權(quán)】
該成果已申請和授權(quán)多項發(fā)明專利，下表是部分所示：
【合作方式】
技術(shù)開發(fā)、技術(shù)入服務(wù)、技術(shù)轉(zhuǎn)讓、技術(shù)許可、技術(shù)服務(wù)、面談等
【專家介紹】
吳曉暉，教授/博導(dǎo)，愛丁堡大學(xué)博后，華中科技大學(xué)學(xué)術(shù)委員會委員、環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院副院長，固廢處置與資源化技術(shù)湖北省工程實驗室副主任，生態(tài)環(huán)境部長江生態(tài)環(huán)境保護襄陽市駐點跟蹤研究首席專家，校企共建“低碳水環(huán)境技術(shù)中心”副主任等。主要研究方向為污水處理及其資源化，在污水生物/生態(tài)處理技術(shù)集成，高濃度工業(yè)廢水處理及回用、生態(tài)水系構(gòu)建與低碳保質(zhì)等方面有深入研究。先后承擔(dān)國家級、省部級和企業(yè)委托研發(fā)等科研項目17項，主持國家“十二五”科技支撐計劃課題“錳礦區(qū)水質(zhì)保障和土壤生態(tài)修復(fù)技術(shù)研究及示范”，技術(shù)負責(zé)國家“十二五”科技支撐計劃課題“鋼鐵聯(lián)合企業(yè)焦化廢水處置分質(zhì)回用技術(shù)及應(yīng)用”。作為骨干科研人員參與國家“九五”科技攻關(guān)課題1項、“十五”863課題2項、“十一五”水專項1項、“十二五”863課題1項，國家自然科學(xué)基金3項；在環(huán)境領(lǐng)域EST、Water Research 等頂級期刊發(fā)表論文50 余篇，獲授權(quán)專利10 余項，獲省部級科技獎勵2 項。擔(dān)任國際期刊Water Research、Journal of Hazardous Materials、Chemical Engineering Journal和國內(nèi)期刊《環(huán)境科學(xué)學(xué)報》、《給水排水》、《環(huán)境科學(xué)與技術(shù)》等期刊的特約審稿人。
【聯(lián)系方式】
