成果简介：

本项目是《国家重点科技成果推广计划》项目“城市污水生物处理高效硝化新工艺（2004EC000132）和江苏省建设厅科研项目《徐州、常州市城市污水处理厂尾水回用相关技术研究》（三.13）(JS2002Z01)中的核心内容之一，属于环境工程中的水污染控制工程技术领域。

本项目主要内容包括：

1、理论研究

1）、基于统一动力学理论，通过控制污泥浓度及营养水平，提高关键菌群比例；

2）、基于动力学负荷理论，提出分点进水及分点进水比例算法；

3）、基于回流污泥浓度优化算法，通过计算机优化城市污水处理设计方法。

2、工程应用

本项目主要研究人员提出分点进水厌氧-好氧活性污泥法新工艺，通过小试、中试实验及工业性应用，完善新工艺的技术参数。

本项目已在徐州国祯水务运营有限公司（16.5万吨/日）、临沂市污水处理厂（10万吨/日）、临沂润泽水务有限公司（5万吨/日）、德州联合润通水务有限公司（10万吨/日）得到广泛应用。通过本工艺的成功应用，未增加池容，实现满负荷运行，且出水水质明显改善，从二级标准提高到一级(B)，特别是一些重要指标已达到一级(A)。改造后，氨氮从20-25mg/L降至3mg/L以下，总磷从1.6-6mg/L降至0.3-0.8mg/L，总氮从25-30mg/L降至10-15mg/L， CODCr从70-90mg/L降至30-50mg/L，BOD5从20-30mg/L降至5-8mg/L。

技术特点：

本项目关键技术及创新点：

1、应用本工艺使原二级标准污水处理厂的氨氮去除率达95%以上，主要指标达到国标一级A，全部指标达到国标一级B。生物反应池停留时间比常规工艺缩短20%的情况下，结合化学除磷技术和过滤工艺，全部指标均可达到国标一级A；

2、生物反应池中的高污泥浓度可促进聚磷菌、硝化菌的生长，增大厌氧释磷负荷及硝化速度，进而提高除磷脱氮效率；

3、除磷脱氮工艺简单高效，投资少，适应性强。与传统工艺相比，生物反应池部分可节省投资20%左右；

4、采用了节能集成技术，包括分级多次硝化反硝化、同步硝化反硝化、高效曝气、无内回流、高污泥浓度梯度污泥减量、高污泥浓度高效捕集气泡等技术，节约运行费用20%左右；

5、该工艺有效地抑制了污泥膨胀和二沉池漂泥，提高了污水处理厂运行的稳定性，保证了出水水质的长期可靠。

知识产权及获奖情况：

《国家科技成果重点推广计划》项目

“城市污水生物处理高效硝化新工艺”的技术依托单位

“一种污水生物处理硝化工艺”发明专利（专利号20050094560.9）

“污水生物处理频繁硝化反硝化装置”专利（专利号200520073205.9）

“一种厌氧吸附除磷脱氮工艺”发明专利（专利号200810242403.1）

“一种厌氧多级好氧缺氧除磷脱氮工艺”发明专利

“一种多级厌氧好氧并流尾段缺氧活性污泥工艺”发明专利

环境保护科学技术奖三等奖（环保部）

应用前景：

在城市污水生物处理工艺研究领域，强化二级处理技术一直是研究重点。现有的强化二级处理技术工艺复杂，很难直接移植到已经建成的城市污水厂。因此，如何通过少量技术改造，使得传统活性污泥法也具有良好的脱氮除磷功能，降低出水氨氮浓度和总磷浓度，防止水体富营养化，是许多国家环境工程界普遍关注的问题。

为了在好氧阶段完成硝化反应，我国许多污水处理厂普遍采用增加曝气池容积或投加生物填料的方法。

采用传统活性污泥工艺的挪威Bekkelaget污水处理厂为适应北欧对营养盐排放的新限制，在上世纪80年代进行改造，采用添加生物填料技术，把曝气池改造成为MBBR移动床生物膜反应器，出水氨氮浓度和我们的结果接近，但总氮降低较多，达到4mg/L以下，但改造费用要比我们的高出许多。

法国现有污水处理厂大多采用中高负荷活性污泥工艺，只能去除有机碳，难以脱氮，对凯氏氮（TKN）只有5-30%的去除率。针对这些污水处理厂的改造，法国同行提出两种方案：第一种方案是采用Pegzar技术，即把好氧池分割成缺氧和好氧两部分，好氧池中有生物填料，存活大量硝化细菌。该工艺的使用条件是曝气池水力停留时间要超过5小时。第二种方案是高负荷缺氧污泥技术，主要用于曝气时间小于5小时的污水厂。该技术包括一个缺氧池和一个好氧曝气生物滤池，一个中间沉淀池把两者联系起来。该改造工艺可以将总氮降低到15mg/L以下。但显然改造工作量远大于我们的。

匈牙利Southpest污水处理厂改造目的是增加处理能力和提高净化效果，其改造方案和我们的方案有一些共同点:好氧系统改为缺氧好氧系统，曝气池单元并联工艺改为串联工艺，但污泥回流仍进入曝气池，改造并不很成功，生物除磷效果很差，硝化反应也不理想，不得不采用化学除磷工艺。改造后的系统不能同时有效地进行除磷和硝化。

我们根据自己研究开发的新工艺，在缺氧好氧生物处理系统中创造特殊工艺条件，提高活性污泥法中的硝化菌、聚磷菌的比例，突破了活性污泥法硝化速度慢、除磷效率低的瓶颈，实现了高效脱氮除磷，研发出城市污水高效脱氮除磷处理新工艺，并在多个大型工程中得到应用。这方面技术及工程性应用在国内外均尚未见报道。

应用情况：

该技术已在徐州国祯水务运营有限公司、临沂市污水处理厂、临沂润泽水务有限公司、德州联合润通水务有限公司得到成功应用。

（1）徐州国祯水务运营有限公司 (16.5万吨/日)

经过该污水处理厂五年多的正常运行，该工艺表现出短时高效硝化脱除氨氮的良好性能，出水水质稳定地优于污水处理厂一级（B）排放标准，出水水质为：CODCr≤45mg/L，BOD5≤8mg/L，NH3-N≤3mg/L，TN≤15mg/L，TP≤1.0mg/L，SS≤20mg/L。

（2）临沂市污水处理厂(10万吨/日)

经过该污水处理厂两年多的正常运行，该工艺表现出短时高效硝化脱除氨氮、高效除磷的良好性能，出水水质稳定地优于污水处理厂一级（B）排放标准，出水水质为：CODCr≤42mg/L，BOD5≤6mg/L，NH3-N≤2mg/L，TN≤15mg/L，TP≤0.8mg/L，SS≤12mg/L。

（3）临沂润泽水务有限公司(5万吨/日)

经过该污水处理厂半年多的正常运行，该工艺表现出短时高效硝化脱除氨氮的良好性能，出水水质稳定地优于污水处理厂一级（B）排放标准，出水水质为：CODCr≤45mg/L，BOD5≤6mg/L， NH3-N≤2mg/L，TN≤15mg/L，TP≤0.8mg/L，SS≤15mg/L。

（4）德州联合润通水务有限公司(10万吨/日)

经过该污水处理厂半年多的正常运行，该工艺表现出短时高效硝化脱除氨氮、高效除磷的良好性能，出水水质稳定优于污水处理厂一级（A）排放标准，出水水质为：CODCr≤45mg/L，BOD5≤6mg/L， NH3-N≤3mg/L，TN≤10mg/L，TP≤0.5mg/L，SS≤8mg/L。

合作方式：合作开发/技术服务/技术转让/技术许可/合作办厂