环保新质生产力 | 集约高效低碳污水处理流化生物膜技术集成与产业化应用

生态环保产业作为支撑生态文明建设和高质量发展的关键力量，正面临着转型升级的迫切需求。环保新质生产力，正成为推动产业向前发展的核心力量。本栏目将聚焦生态环保产业的新技术、新装备、新材料、新模式，深入宣传推广科技创新成果，及时发布环境技术进步奖项，全面介绍行业内的实用技术装备和示范工程，引导行业持续创新，加快数字、智慧、科技的融合赋能，为经济社会全面绿色转型贡献力量。

环境技术进步奖

项目名称：集约高效低碳污水处理流化生物膜技术集成与产业化应用

项目编号：HJJS-2023-1-04

获奖等级：一等奖

完成单位：青岛理工大学、青岛思普润水处理股份有限公司、青岛市市政工程设计研究院有限责任公司

完成人：毕学军、刘利、吴迪、周小琳、周家中、王晓东、韩文杰、孟涛、杨飞、樊星、杨忠启

项目简介

“集约高效低碳污水处理流化生物膜技术集成与产业化应用”技术成果是在国家重大水专项等科技计划的支持下，经过十余年的研究与工程实践，通过理论、方法研究与技术攻关，所形成的技术成果在核心技术体系、关键技术装备、新材料方法上形成系统创新，打破了相关污水处理核心技术国际垄断，破解了传统污水处理技术诸多“卡脖子”难题。

在核心技术体系创新方面，在国内外率先提出和构建了面向高排放标准的流化生物膜耦合磁混凝污水脱氮除磷技术，用地率降低70%；

创新性提出专性功能区菌群定向调控方法和多级多段流化生物膜高效生物脱氮工艺，实现了脱氮相关菌群的定向高效富集，系统脱氮容积负荷较传统脱氮工艺提升了100%至200%；

创新性提出基于水力剪切——梯度限氧——分层分布的厌氧氨氧化-同步硝化反硝化——异养反硝化的多途径脱氮方法，在同等处理条件下较MBR工艺节约处理成本0.2元/立方米以上，单位处理能耗降低50%；

创新性提出基于脱落生物膜高分散特性的磁加载高效分离方法，较现有磁分离技术提高50%以上。在关键技术装备创新方面，创新性提出高密度填充下生物膜载体低能耗流化方法，较国内外相应混合技术降低能耗达75%；

创新性提出持久型流化生物膜载体拦截技术，形成了不停水施工工法、结构化装配式拦截技术，显著降低了生物膜载体与拦截筛网设备磨损，同时可实现带水作业，改造项目施工周期缩短50%以上，新建项目施工周期小于60d。

创新高磁感强度的磁粉回收专用磁分离器与高转速剪机等关键技术设备，磁粉回收率>99%，较传统磁分离磁粉回收率提高3%——5%、设备故障率降低20%。

在新材料方法创新方面：创新性构建了生物膜载体性能表征方法，建立相关行业标准，提出了以表面负荷和有效比表面积为核心的设计体系；

研发了有效比表面积大于800m2/m3流化生物膜载体，形成产业化全自动化生产线并形成2.4亿m2/年的生产能力，实现处理规模达到1700万m2/天的大规模推广应用；

创新性提出基于“前馈+模型+后馈”的综合调控技术与算法模型，建立了全过程控制的人工智能算法与优化技术及控制云平台系统，提高了自动化运行水平。

本技术成果获授权发明18项(含国际专利1项)、实用新型专利7项、外观专利2项，软件著作权5项、发布标准1项；发表论文23篇(含SCI 8篇)。该技术成果成功应用于市政污水处理、高氨氮工业水处理、低浓度河道水处理等新改扩建工程，在山东、广东、江苏等地完成25项工程建设，总处理规模达420万吨/天，三年销售额6.62亿元。

获奖感言

我国生态文明建设进入了以降碳为重点战略方向、推动减污降碳协同增效、促进经济社会发展全面绿色转型、实现生态环境质量改善由量变到质变的关键时期，践行“节约集约，绿色低碳”高质量发展要求，研发集约高效绿色低碳的污水处理技术既是时代之需，也成为新时期污水处理的新目标和新路径。本项目团队经过十余年的研究与工程实践，所形成的技术成果在核心技术体系、关键技术装备、新材料方法上形成系统创新，打破了相关污水处理核心技术国际垄断，破解了传统污水处理技术诸多“卡脖子”难题。该技术成果符合绿色发展理念，在土地利用上实现了污水处理用地上的“节约集约”，在一定程度上可缓解城市快速发展用地紧缺的矛盾；在“减污降碳协同增效”以及推动绿色转型发展上，可提高污水处理综合效能，提升环境基础设施建设水平，推动行业的技术进步，促进行业绿色低碳、高质量发展。

原标题：环保新质生产力 | 集约高效低碳污水处理流化生物膜技术集成与产业化应用