環保新質生產力|集約高效低碳污水處理流化生物膜技術集成與產業化應用

　　生態環保產業作為支撐生態文明建設和高質量發展的關鍵力量，正面臨著轉型升級的迫切需求。環保新質生產力，正成為推動產業向前發展的核心力量。本欄目將聚焦生態環保產業的新技術、新裝備、新材料、新模式，深入宣傳推廣科技創新成果，及時發布環境技術進步獎項，全面介紹行業內的實用技術裝備和示范工程，引導行業持續創新，加快數字、智慧、科技的融合賦能，為經濟社會全面綠色轉型貢獻力量。
 

　　環境技術進步獎
 

　　項目名稱：集約高效低碳污水處理流化生物膜技術集成與產業化應用
 

　　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、青島思普潤水處理股份有限公司、青島市市政工程設計研究院有限責任公司
 

　　完成人：畢學軍、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集成與產業化應用”技術成果是在國家重大水專項等科技計劃的支持下，經過十余年的研究與工程實踐，通過理論、方法研究與技術攻關，所形成的技術成果在核心技術體系、關鍵技術裝備、新材料方法上形成系統創新，打破了相關污水處理核心技術國際壟斷，破解了傳統污水處理技術諸多“卡脖子”難題。
 

　　在核心技術體系創新方面，在國內外率先提出和構建了面向高排放標準的流化生物膜耦合磁混凝污水脫氮除磷技術，用地率降低70%；創新性提出專性功能區菌群定向調控方法和多級多段流化生物膜高效生物脫氮工藝，實現了脫氮相關菌群的定向高效富集，系統脫氮容積負荷較傳統脫氮工藝提升了100%至200%；創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——異養反硝化的多途徑脫氮方法，在同等處理條件下較MBR工藝節約處理成本0.2元/立方米以上，單位處理能耗降低50%；創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，較現有磁分離技術提高50%以上。在關鍵技術裝備創新方面，創新性提出高密度填充下生物膜載體低能耗流化方法，較國內外相應混合技術降低能耗達75%；創新性提出持久型流化生物膜載體攔截技術，形成了不停水施工工法、結構化裝配式攔截技術，顯著降低了生物膜載體與攔截篩網設備磨損，同時可實現帶水作業，改造項目施工周期縮短50%以上，新建項目施工周期小于60d。創新高磁感強度的磁粉回收專用磁分離器與高轉速剪機等關鍵技術設備，磁粉回收率>99%，較傳統磁分離磁粉回收率提高3%——5%、設備故障率降低20%。在新材料方法創新方面：創新性構建了生物膜載體性能表征方法，建立相關行業標準，提出了以表面負荷和有效比表面積為核心的設計體系；研發了有效比表面積大于800m2/m3流化生物膜載體，形成產業化全自動化生產線并形成2.4億m2/年的生產能力，實現處理規模達到1700萬m2/天的大規模推廣應用；創新性提出基于“前饋+模型+后饋”的綜合調控技術與算法模型，建立了全過程控制的人工智能算法與優化技術及控制云平臺系統，提高了自動化運行水平。
 

　　本技術成果獲授權發明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5項、發布標準1項；發表論文23篇(含SCI 8篇)。該技術成果成功應用于市政污水處理、高氨氮工業水處理、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，總處理規模達420萬噸/天，三年銷售額6.62億元。
 

　　獲獎感言
 

　　我國生態文明建設進入了以降碳為重點戰略方向、推動減污降碳協同增效、促進經濟社會發展全面綠色轉型、實現生態環境質量改善由量變到質變的關鍵時期，踐行“節約集約，綠色低碳”高質量發展要求，研發集約高效綠色低碳的污水處理技術既是時代之需，也成為新時期污水處理的新目標和新路徑。本項目團隊經過十余年的研究與工程實踐，所形成的技術成果在核心技術體系、關鍵技術裝備、新材料方法上形成系統創新，打破了相關污水處理核心技術國際壟斷，破解了傳統污水處理技術諸多“卡脖子”難題。該技術成果符合綠色發展理念，在土地利用上實現了污水處理用地上的“節約集約”，在一定程度上可緩解城市快速發展用地緊缺的矛盾；在“減污降碳協同增效”以及推動綠色轉型發展上，可提高污水處理綜合效能，提升環境基礎設施建設水平，推動行業的技術進步，促進行業綠色低碳、高質量發展。
 

　　為鼓勵產業技術創新，培育以企業為主體、市場為導向、產學研用相結合的環境技術創新體系，經國家科學技術獎勵工作辦公室備案(社會科技獎勵編號0299號)，中國環境保護產業協會于2018年設立了環境技術進步獎。獎勵聚焦應用技術創新成果，每年獲獎項目的產值高達300億元，涉及專利1500件以上。2019年清華大學特等獎項目榮獲2020年度國家科學技術進步獎一等獎。
 

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

　　原標題：環保新質生產力|集約高效低碳污水處理流化生物膜技術集成與產業化應用