生態(tài)環(huán)保產(chǎn)業(yè)作為支撐生態(tài)文明建設(shè)和高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵力量，正面臨著轉(zhuǎn)型升級的迫切需求。環(huán)保新質(zhì)生產(chǎn)力，正成為推動產(chǎn)業(yè)向前發(fā)展的核心力量。本欄目將聚焦生態(tài)環(huán)保產(chǎn)業(yè)的新技術(shù)、新裝備、新材料、新模式，深入宣傳推廣科技創(chuàng)新成果，及時(shí)發(fā)布環(huán)境技術(shù)進(jìn)步獎項(xiàng)，全面介紹行業(yè)內(nèi)的實(shí)用技術(shù)裝備和示范工程，引導(dǎo)行業(yè)持續(xù)創(chuàng)新，加快數(shù)字、智慧、科技的融合賦能，為經(jīng)濟(jì)社會全面綠色轉(zhuǎn)型貢獻(xiàn)力量。
 

　　生態(tài)環(huán)境保護(hù)實(shí)用裝備
 

　　2023-Z-3
 

　　申報(bào)單位
 

　　江蘇泰源環(huán)保科技股份有限公司
 

　　推薦單位
 

　　中國宜興國際環(huán)保城/國家環(huán)境服務(wù)業(yè)華南集聚區(qū)
 

　　一、技術(shù)簡介
 

　　適用范圍
 

　　智能模塊化裝配式污水處理系統(tǒng)是基于結(jié)構(gòu)和工藝的雙重優(yōu)化和創(chuàng)新的技術(shù)裝備
 

　　適用范圍：各類污水處理項(xiàng)目(含工業(yè)廢水)新建、提標(biāo)、擴(kuò)容、應(yīng)急，自來水廠建設(shè)；
 

　　環(huán)境條件：對氣溫、氣候、地勢地形、規(guī)劃沒有限制，尤其適用于地形地勢有困難的地區(qū)；
 

　　應(yīng)用規(guī)模：1000m³/t——500000m³/d
 

　　工藝應(yīng)用：適用常規(guī)各類處理工藝+泰源生物強(qiáng)化工藝
 

　　技術(shù)原理
 

　　裝配式污水廠采用模塊化設(shè)計(jì)，運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)對模塊進(jìn)行實(shí)體三維建模，通過參數(shù)化設(shè)計(jì)形成系列標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)模塊。對材料力學(xué)性能進(jìn)行建模計(jì)算，開發(fā)出提高材料的抗屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度及抗剪強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)工程構(gòu)件，以滿足大型箱體所需的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性等承載能力；并對這些工程構(gòu)件進(jìn)行仿真建模設(shè)計(jì)，達(dá)到相同模塊可調(diào)可換的通用性、互換性，不同模塊間通過簡易栓接，裝配成所需功能箱體。在設(shè)計(jì)過程中將整個污水處理系統(tǒng)劃分為若干個相對獨(dú)立的模塊單元，每個模塊單元負(fù)責(zé)特定的功能和處理過程，功能池內(nèi)部通過波紋的深度、寬度及角度，使流體呈紊流流態(tài)，提高水、氣、泥混合效率；設(shè)計(jì)多次翻騰及折流結(jié)構(gòu)，降低流態(tài)惰性，提高布水及出水均勻性。對標(biāo)準(zhǔn)化模塊的箱體進(jìn)行強(qiáng)度分析、流程建設(shè)及優(yōu)化計(jì)算，例如CFD流場分析以及溶解氧含量、布水、布?xì)狻⑴拍嗑鶆蛐苑治龅龋蕴岣邞?yīng)用過程中的運(yùn)營效率。通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化，使系統(tǒng)做到高度集約設(shè)計(jì)，減少剛性設(shè)計(jì)所需的無效空間并采用標(biāo)準(zhǔn)化的制造方式，確保每個模塊單元的結(jié)構(gòu)、尺寸、性能等方面都符合統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)置入先進(jìn)的智能化管理系統(tǒng)，對各個模塊單元的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測和調(diào)控。通過智能化管理系統(tǒng)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對污水處理過程的自動化控制，提高處理效率，降低能耗和運(yùn)營成本。
 

　　工藝路線
 

　　智能模塊化裝配式污水處理系統(tǒng)適用市場常見水處理工藝，以下以預(yù)處理+AAOO+MBR膜污水處理工藝為例進(jìn)行工藝路線說明。
 

　　AAOO+MBR是生物脫氮除磷的原理與膜生物反應(yīng)器技術(shù)相結(jié)合的污水處理新技術(shù)，充分發(fā)揮膜生物反應(yīng)器高活性污泥濃度和高效率硝化的特性，使除磷脫氮能力大大提高。AAOO工藝稱為缺氧-好氧工藝，是把除磷、脫氮和降解有機(jī)物三個生化過程結(jié)合起來，根據(jù)活性污泥微生物在完成硝化、反硝化以及生物除磷過程中對環(huán)境條件不同要求，在池體不同區(qū)域分別設(shè)置缺氧區(qū)和好氧區(qū)。該工藝流程總的水力停留時(shí)間小于其他的同類工藝，在缺氧、好氧交替運(yùn)行的條件下可抑制絲狀菌繁殖，克服污泥膨脹。
 

　　生化段采用了新型高效往復(fù)式生物電化學(xué)反應(yīng)技術(shù)，主要由折流往復(fù)式厭氧和缺氧等技術(shù)組成，污泥濃度高達(dá)(6—10g/L)，同時(shí)采用改性生物炭負(fù)載鐵形成生物電化學(xué)系統(tǒng)，使生物陰極接受來自陽極的電子進(jìn)行生物反硝化作用，實(shí)現(xiàn)高效脫氨除磷，高效去除有機(jī)污染物質(zhì)，出水更優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定。
 

　　本工藝融入高效富集反應(yīng)及剩余污泥減量技術(shù)，通過分析入口流量對活性污泥的影響趨勢，對反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)部的時(shí)均速度場分布進(jìn)行分析，利用箱體特殊結(jié)構(gòu)及構(gòu)造，產(chǎn)生高效混流效果，提高系統(tǒng)反應(yīng)效率，同時(shí)對剩余污泥進(jìn)行強(qiáng)化生物捕食，最終實(shí)現(xiàn)剩余污泥減量50%以上。
 

　　詳細(xì)流程為：污水經(jīng)過預(yù)處理去除大顆粒物質(zhì)，后續(xù)進(jìn)入AAOO設(shè)備。在缺氧段厭氧菌將污水中的淀粉、纖維、碳水化合物等懸浮污染物和可溶性有機(jī)物水解為有機(jī)酸，使大分子有機(jī)物分解為小分子有機(jī)物，不溶性的有機(jī)物轉(zhuǎn)化成可溶性有機(jī)物。經(jīng)缺氧水解的產(chǎn)物進(jìn)入好氧池進(jìn)行好氧處理時(shí)，可提高污水的可生化性及氧的效率；在缺氧段，厭氧菌將蛋白質(zhì)、脂肪等污染物進(jìn)行氨化(有機(jī)鏈上的N或氨基酸中的氨基)游離出氨(NH3、NH4+)，在充足供氧條件下，自養(yǎng)菌的硝化作用將NH3-N(NH4+)氧化為NO3-，通過回流控制返回至A池，在缺氧條件下，異厭氧菌的反硝化作用將NO3-還原為分子態(tài)氮(N2)完成C、N、O在生態(tài)中的循環(huán)，實(shí)現(xiàn)污水無害化處理。另結(jié)合回流污泥把膜池的溶解氧帶進(jìn)缺氧段，滿足反硝化的需氧量，利用有機(jī)碳作為電子載體，將亞硝酸氮和硝酸氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)?。進(jìn)入膜池的污水經(jīng)硝化細(xì)菌的硝化作用實(shí)現(xiàn)脫氮作用，同時(shí)好氧微生物通過內(nèi)源呼吸對有機(jī)物進(jìn)行氧化分解而達(dá)到降低COD的目的。浸沒安裝在膜生物反應(yīng)池中的MBR膜裝置對泥水混合液進(jìn)行過濾處理，進(jìn)一步去除SS、大腸桿菌等。膜池產(chǎn)水經(jīng)過消毒裝置進(jìn)入清水池后達(dá)標(biāo)排放。
 

　　裝備性能參數(shù)及執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)
 

　　模塊標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品在每個5米以上板材加工后平整度、對角線差、截面扭曲誤差均不大于4mm，即誤差小于0.0008。模塊波高范圍為100mm±2mm，波距范圍為345mm±5mm。
 

　　模塊產(chǎn)品滿足《萬噸級鋼結(jié)構(gòu)模塊智能制造系統(tǒng)技術(shù)要求》Q/TYHB CP68—2022、《萬噸級模塊化裝配污水處理池體技術(shù)要求》Q/TYHB CP67—2022、《智能模塊化裝配式集成污水處理系統(tǒng)》Q/TYHB CP22-2022、《裝配式不銹鋼水處理構(gòu)筑物安裝技術(shù)規(guī)程》T/YWEISA 001-2022。
 

　　出水水質(zhì)滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)一級標(biāo)準(zhǔn)中的A級標(biāo)準(zhǔn)。
 

　　應(yīng)用效果
 

　　智能模塊化裝配式污水處理系統(tǒng)設(shè)備持續(xù)穩(wěn)定達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)排放要求，有效證明了系統(tǒng)在城鎮(zhèn)生活污水和工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用，也驗(yàn)證了系統(tǒng)能夠克服東北嚴(yán)寒降雪環(huán)境，開展工程施工作業(yè)的突出優(yōu)勢。使城市具有良好的生產(chǎn)、生活環(huán)境，有利于城市的文明，衛(wèi)生、安全水平的提高，有利于人民的健康水平和生活質(zhì)量的提高。
 

　　出水COD去除率92%以上，氨氮去除率86%以上，總氮去除率80%以上，總磷去除率95%以上；出水水質(zhì)達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)一級標(biāo)準(zhǔn)中的A級標(biāo)準(zhǔn)；大氣污染物及污泥等其他污染物也需滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)中相關(guān)指標(biāo)要求。具體技術(shù)指標(biāo)達(dá)到：污泥濃度：6g/L~12g/L；城鎮(zhèn)或工業(yè)園區(qū)污水進(jìn)水水質(zhì)：COD≤500mg/L;BOD5≤300mg/L、SS≤300mg/L;NH3-N≤70mg/L;TN≤80mg/L;TP≤10mg/L；出水水質(zhì)：達(dá)到優(yōu)于《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918-2002)一級A標(biāo)準(zhǔn)的要求。
 

　　研發(fā)背景
 

　　裝配式污水(凈水)廠的研發(fā)背景主要源于環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的需求，傳統(tǒng)的污水處理廠建設(shè)周期長、占地面積大、投資成本高，難以滿足快速發(fā)展的城市和工業(yè)區(qū)的需求。此外，傳統(tǒng)的污水處理廠還存在處理效率低、能耗高、運(yùn)營成本高等問題，需要進(jìn)行改進(jìn)和升級。
 

　　裝配式污水(凈水)廠采用標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)、制造和安裝方式，能夠縮短建設(shè)周期、降低投資成本、提高處理效率、降低能耗和運(yùn)營成本等。這種新型的污水處理方式具有很高的實(shí)用價(jià)值和市場前景，逐漸成為水處理領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和發(fā)展方向。
 

　　本技術(shù)瞄準(zhǔn)污水深度處理與資源化需求，基于低碳綠色制造理念，研制市場急需、高效智能、模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化的污水深度處理與資源化成套水處理裝備，完善水處理裝備工藝模塊化、集成化及智能化設(shè)計(jì)和實(shí)施過程標(biāo)準(zhǔn)化，突破水處理裝備產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸，促進(jìn)水處理裝備模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化和智能化制造產(chǎn)業(yè)鏈的形成。
 

　　裝備特點(diǎn)
 

　　圍繞行業(yè)亟須解決的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、智能化、高效率、節(jié)能減排等關(guān)鍵技術(shù)難題，構(gòu)建水污染防治裝備模塊化設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)化制造信息庫，研發(fā)污水處理裝備模塊化設(shè)計(jì)、智能化控制和標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)、拆裝關(guān)鍵技術(shù)；實(shí)現(xiàn)污水資源化再生裝置應(yīng)用示范和標(biāo)準(zhǔn)化；通過生物處理強(qiáng)化關(guān)鍵集成技術(shù)，實(shí)現(xiàn)工程裝備化。還開展標(biāo)準(zhǔn)模塊高精度加工生產(chǎn)工藝研究，攻克大尺寸板材高精度切割、開孔、焊接等核心關(guān)鍵技術(shù)，建成水處理裝備標(biāo)準(zhǔn)模塊智能產(chǎn)線，有力提升我國水處理產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化水平和國際競爭力，為水污染防治產(chǎn)業(yè)邁入“雙碳”經(jīng)濟(jì)、循環(huán)利用時(shí)代奠定技術(shù)基礎(chǔ)。
 

　　我司為全國甚至全球范圍內(nèi)率先對該細(xì)分領(lǐng)域進(jìn)行研發(fā)和應(yīng)用的企業(yè)，已獲得市場和行業(yè)諸多認(rèn)可。
 

　　通過標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、智造、裝配、運(yùn)營，顛覆了污水廠、凈水廠鋼筋混凝土 非標(biāo)準(zhǔn)化“建造”模式，以工業(yè)化智造不銹鋼標(biāo)準(zhǔn)模塊，開發(fā)出的智能模塊化水處理新裝備，開創(chuàng)了污水廠建設(shè)新模式，已獲得國際領(lǐng)先水平的科技成果鑒定，解決了我國水處理工程主體不統(tǒng)一，無法實(shí)現(xiàn)模塊化、智能化、標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)，占地多投資大周期長等痛點(diǎn)問題。
 

　　該產(chǎn)品具有使用壽命50年以上、節(jié)約占地60%以上、節(jié)能減碳75.4%、縮短工期約80%、生態(tài)施工減少三廢90%以上、箱體循環(huán)利用率100%等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)采用特殊的布水、布?xì)狻⑴拍喾绞揭约皟?yōu)勢微生物菌，提升運(yùn)營效果和效率，實(shí)現(xiàn)了水質(zhì)凈化項(xiàng)目的資源、能源節(jié)約；應(yīng)用微動物和原生動物，提升微生物菌繁殖能力，進(jìn)行高效生物捕食，實(shí)現(xiàn)污泥減量50%；使用富集填料，提高污泥活性及濃度，相同容積的污水處理效率提升10%。
 

　　對箱體板進(jìn)行仿真建模設(shè)計(jì)，計(jì)算波紋的深度、寬度及角度，使流體呈紊流流態(tài)，提高水、氣、泥混合效率；在功能池內(nèi)部設(shè)計(jì)多次翻騰及折流結(jié)構(gòu)，降低流態(tài)惰性，提高布水及出水均勻性。通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化，還使系統(tǒng)做到高度集約設(shè)計(jì)，減少剛性設(shè)計(jì)所需的無效空間，并利用鋼結(jié)構(gòu)特性，提高水位。
 

　　二、典型應(yīng)用案例
 

　　案例名稱
 

　　江西黎川縣工業(yè)園區(qū)東南片區(qū)7500m3/d TIMP模塊化裝配式污水處理項(xiàng)目
 

　　案例簡介
 

　　項(xiàng)目處理對象：黎川縣陶瓷園區(qū)生活污水及工業(yè)區(qū)生產(chǎn)廢水處理系統(tǒng)工程以及污廢水處理中產(chǎn)生的污泥的處理和處置。
 

　　處理規(guī)模：污水處理廠設(shè)計(jì)日處理規(guī)模為7500m3
 

　　本項(xiàng)目合同含二部分組成：第一部分為污水管理設(shè)施、管網(wǎng)采購及安裝合同；第二部分為污水處理運(yùn)營服務(wù)合同。
 

　　工程總承包：黎川縣鑫源投資發(fā)展有限公司
 

　　設(shè)計(jì)單位：江蘇龍騰工程設(shè)計(jì)股份有限公司
 

　　施工及運(yùn)行單位：江蘇泰源環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?br /> 

　　運(yùn)行模式：第三方運(yùn)營
 

　　本次污水處理采購內(nèi)容為：黎川縣東南片區(qū)裝配式集成一體化污水處理設(shè)施設(shè)備采購及運(yùn)營服務(wù)。包括：系統(tǒng)污水處理設(shè)備采購、安裝、調(diào)試、達(dá)標(biāo)排放及 10 年的運(yùn)營服務(wù)。項(xiàng)目占地面積：7944m2。
 

　　處理出水執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB18918-2002 中的一級 A 標(biāo)準(zhǔn)。
 

　　主體工藝：采用“絮凝沉淀+氣浮+A2O+二沉池+過濾+消毒工藝”
 

　　達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)或性能要求
 

　　GB18918-2002一級A排放標(biāo)準(zhǔn)
 

　　業(yè)主單位
 

　　黎川縣鑫源投資發(fā)展有限公司
 

　　投運(yùn)時(shí)間
 

　　2021年4月18日
 

　　工藝流程
 

　　園區(qū)污水通過粗細(xì)格柵后進(jìn)入絮凝沉淀池，而后進(jìn)入組合氣浮池去除廢渣等懸浮物。
 

　　后續(xù)改良型A2/O工藝，它是在厭氧池前增加預(yù)脫硝池和選擇池，以降低回流污泥中硝酸鹽對厭氧放磷的影響，并抑制絲狀菌生長，為了解決缺氧池反硝化碳源不足的問題，將進(jìn)水按比例進(jìn)入?yún)捬醭睾腿钡刂小?br /> 

　　1)預(yù)缺氧池，部分原污水(10-25%Q)進(jìn)入，同步進(jìn)入的還有從沉淀池排出的含磷回流污泥，本反應(yīng)器的主要功能消耗掉回流污泥所含的溶解氧和硝態(tài)氧，保證下階段厭氧池磷的充分釋放。
 

　　2)厭氧池，大部分原污水(75-90%Q)進(jìn)入，同步進(jìn)入的還有經(jīng)預(yù)缺氧池排出的含磷回流污泥，本反應(yīng)器的主要功能是釋放磷，同時(shí)部分有機(jī)物進(jìn)行氨化。
 

　　3)缺氧池，本反應(yīng)池的首要功能是脫氮，硝態(tài)氮是通過內(nèi)循環(huán)由好氧反應(yīng)池送來的，循環(huán)的混合液量較大，一般為1.5-2Q(Q——原污水流量)。
 

　　4)好氧池，這一反應(yīng)器單元是多功能的，去除BOD，硝化和吸收磷等項(xiàng)反應(yīng)都在本反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行?；旌弦褐泻蠳O3--N，污泥中含有過剩的磷，而污水中的BOD(或COD)則得到去除。流量為2Q的混合液從這里回流缺氧反應(yīng)池。
 

　　5)沉淀池污泥的一部分回流至預(yù)缺氧反應(yīng)池，上清液進(jìn)入纖維轉(zhuǎn)盤濾池進(jìn)一步去除SS，出水經(jīng)過紫外線消毒處理后達(dá)標(biāo)后排放。
 

　　運(yùn)行情況
 

　　江西黎川縣東南片區(qū)污水處理設(shè)施、管網(wǎng)及運(yùn)營服務(wù)采購項(xiàng)目運(yùn)行后改善原工業(yè)園區(qū)的環(huán)保設(shè)施體系，減少污水的排放，改善園區(qū)地表水以及地下水的水質(zhì)問題，有效提高規(guī)劃區(qū)域環(huán)境質(zhì)量、提高城市居民生活水平與身體健康水平，改善投資環(huán)境，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)效益、社會效益、環(huán)境效益同步發(fā)展。
 

　　本項(xiàng)目產(chǎn)生的污泥經(jīng)鑒定屬于一般工業(yè)固體廢物，委托黎川縣鼎垚環(huán)境技術(shù)有限公司進(jìn)行處置。產(chǎn)生的分析廢液屬于危險(xiǎn)廢液委托九江浦澤環(huán)保科技有限公司進(jìn)行無害化處置。運(yùn)行過程中產(chǎn)生的廢氣經(jīng)過廢氣處置裝置后達(dá)到環(huán)評要求。
 

　　項(xiàng)目開始運(yùn)行以來一直穩(wěn)定運(yùn)行，未發(fā)生環(huán)境事故，排放數(shù)據(jù)上傳至全國污染源監(jiān)測數(shù)據(jù)管理與共享系統(tǒng)，第三方監(jiān)測數(shù)據(jù)上傳至全國排污許可證信息平臺公開。
 

　　技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)生的碳減排效果
 

　　該產(chǎn)品具有使用壽命50年以上、節(jié)約占地60%以上、節(jié)能減碳75.4%、縮短工期約80%、生態(tài)施工減少三廢90%以上、箱體循環(huán)利用率100%等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)采用特殊的布水、布?xì)?、排泥方式以及?yōu)勢微生物菌，提升運(yùn)營效果和效率，實(shí)現(xiàn)了水質(zhì)凈化項(xiàng)目的資源、能源節(jié)約；應(yīng)用微動物和原生動物，提升微生物菌繁殖能力，進(jìn)行高效生物捕食，實(shí)現(xiàn)污泥減量50%；使用富集填料，提高污泥活性及濃度，相同容積的污水處理效率提升10%。
 

　　三、技術(shù)申報(bào)單位聯(lián)系信息
 

　　單位名稱：江蘇泰源環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?br /> 

　　單位地址：江蘇省宜興市經(jīng)開區(qū)新莊工業(yè)集中區(qū)新西路36號
 

　　聯(lián)系人：曹暉
 

　　來源：技術(shù)部
 

　　原標(biāo)題：環(huán)保新質(zhì)生產(chǎn)力 |智能模塊化裝配式污水處理系統(tǒng)