為促進(jìn)行業(yè)交流進(jìn)步，便于行業(yè)同儕互學(xué)互促，推動(dòng)中國(guó)環(huán)境產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。E20環(huán)境產(chǎn)業(yè)圈層特推出《水務(wù)行業(yè)優(yōu)秀案例匯編》，匯集了近200例案例，涉及村鎮(zhèn)污水治理、工業(yè)廢水治理、工業(yè)園區(qū)廢水治理、水環(huán)境治理、市政污水管網(wǎng)、再生水回用、污泥處理處置等領(lǐng)域。

項(xiàng)目名稱(chēng)：宜興城市污水資源概念廠

推薦單位：中持水務(wù)股份有限公司

參與環(huán)節(jié)：投資建設(shè)運(yùn)營(yíng)

項(xiàng)目所在地：江蘇省無(wú)錫市宜興市高塍鎮(zhèn)

項(xiàng)目概況

宜興城市污水資源概念廠于2021年10月18日舉行竣工儀式，是首座落地實(shí)踐的概念廠，采用“三位一體”的形式建設(shè)，即由2萬(wàn)噸/日的水質(zhì)凈化中心、100噸/日的有機(jī)質(zhì)協(xié)同處理中心和生產(chǎn)型研發(fā)中心三部分組成，資產(chǎn)及運(yùn)營(yíng)模式獨(dú)立核算。其中，污水處理部分做到了極限脫氮除磷（TN＜3 mg/L、TP＜0.1 mg/L），且其性價(jià)比明顯優(yōu)于現(xiàn)行的國(guó)內(nèi)污水廠；有機(jī)質(zhì)協(xié)同處理中心可處理污泥、藍(lán)藻、餐廚垃圾和秸稈等，以產(chǎn)生能源和肥料；生產(chǎn)型研發(fā)中心由2條千噸線、3條百噸線組成，實(shí)時(shí)展示驗(yàn)證全球最先進(jìn)的污水處理技術(shù)。

示范意義

依托于新進(jìn)的理念、先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備，宜興概念廠積極傳播綠色低碳理念，打造屬于宜興概念廠的特色課程。宜興城市污水資源概念廠作為新型環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施，基礎(chǔ)設(shè)施完善，接待能力優(yōu)良，致力于成為國(guó)內(nèi)環(huán)保產(chǎn)業(yè)最具特色的科教窗口，承擔(dān)著加強(qiáng)綠色低碳教育的時(shí)代責(zé)任,引導(dǎo)人們科學(xué)地走健康生存與可持續(xù)發(fā)展道路。

建設(shè)伊始，建設(shè)方就考慮要充分利用這一污水處理概念廠將“污水是資源，污水廠是資源工廠”這一理念傳播出去，宜興概念廠定位為集理念傳播、水質(zhì)與工藝示范、技術(shù)研發(fā)為一體，面向未來(lái)的新型基礎(chǔ)設(shè)施，使其不僅成為中國(guó)污水資源概念廠事業(yè)及宜興環(huán)保產(chǎn)業(yè)升級(jí)轉(zhuǎn)型的展示窗口，更是生產(chǎn)、生活、生態(tài)有機(jī)融合傳播生態(tài)文明理念的新型空間。為此，因此不僅在建筑設(shè)計(jì)中注重建筑空間美感和人文景觀的融入，還專(zhuān)門(mén)設(shè)置了展示、互動(dòng)、體驗(yàn)的區(qū)域（云愛(ài)花園、尾水濕地、先驅(qū)屋、螺旋樓梯及廊橋、生產(chǎn)型研發(fā)中心展廳、池子咖啡等），使污水廠變成了一個(gè)民眾休閑的場(chǎng)所，從不愿與污水廠“做鄰居”變?yōu)橄矚g經(jīng)常到污水廠“做客”，成為綠色低碳理念宣傳的展示窗口。

項(xiàng)目亮點(diǎn)介紹

（1）實(shí)施效果

自2021年10月正式運(yùn)行后，成功處理城市生活污水逾500萬(wàn)噸，藍(lán)藻處置量逾5000噸，污泥處置量逾2700噸，積極開(kāi)展“水-肥-氣”綜合利用，目前已實(shí)現(xiàn)了廠區(qū)內(nèi)總能源65%~85%的自給率，水質(zhì)凈化中心更是實(shí)現(xiàn)了100%能量自給。

（2）社會(huì)效益

使整個(gè)社會(huì)以全方位的體驗(yàn)感受“污水是資源，污水廠是資源工廠”的理念，重新詮釋污水廠和城市的關(guān)系，并成為新型環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施的典范，在推動(dòng)綠色循環(huán)和資源效率提高上發(fā)揮重大作用。

（3）生態(tài)效益

在減碳節(jié)能的道路上篤行探索，深挖資源、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、服務(wù)等維度的創(chuàng)新潛能，穩(wěn)定解決外源物料的收儲(chǔ)問(wèn)題，持續(xù)針對(duì)地區(qū)特性調(diào)適進(jìn)料方案，動(dòng)態(tài)優(yōu)化裝備設(shè)施的產(chǎn)出成效，以最終實(shí)現(xiàn)更高層級(jí)的能源自給目標(biāo)，全面融入城市“三生”命脈、助力城市可持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展。

項(xiàng)目技術(shù)工藝/裝備簡(jiǎn)介

（1）技術(shù)工藝/裝備名稱(chēng)

極致沉砂池：初沉發(fā)酵池：多模式運(yùn)行的二級(jí)生化處理系統(tǒng)：高效加載澄清：硫自養(yǎng)反硝化濾池；干式厭氧發(fā)酵+超深度好氧堆肥；紫外催化高級(jí)氧化(UV/AOP)新污染物高效去除的技術(shù)集成。

（2）工藝/裝備原理

預(yù)處理單元|采用模塊砂分離高效沉砂系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)極致除砂效果

本項(xiàng)目采用高效平流沉砂池，相對(duì)于傳統(tǒng)的曝氣沉砂池，去除的砂粒粒徑更小，能夠?qū)崿F(xiàn)污水中 0.075mm 以上細(xì)砂 95%的分離效率，并通過(guò)超細(xì)砂洗砂器實(shí)現(xiàn)超細(xì)砂中有機(jī)物的徹底分離，有機(jī)物返回污水處理系統(tǒng)，脫水出砂含水率低至20%。

初沉發(fā)酵單元|采用初沉+水解系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)碳源的有效回收

初沉污泥經(jīng)過(guò)水解發(fā)酵，脫水濾液及水解池的上清液中富含VFA，回流進(jìn)入生物池的厭氧區(qū)，可有效改善厭氧釋磷的效果，提高生物除磷效果。采用初沉+水解系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)碳源的有效回收；生化池進(jìn)水VSS／SS提高，優(yōu)質(zhì)碳源比例提高，VFA濃度可提高20％～150％；提高活性污泥活性、反硝化速率、除磷脫氮效果和運(yùn)行穩(wěn)定性；開(kāi)發(fā)污水內(nèi)部碳源，生化池進(jìn)水中VFA濃度可提高20％～150％；生化池進(jìn)水中VSS／SS比值可提高15％～50％，改善后續(xù)生物系統(tǒng)活性污泥構(gòu)成；提高工藝流程的操作靈活性，可作為進(jìn)水水質(zhì)調(diào)節(jié)單元，預(yù)設(shè)加藥點(diǎn)，以應(yīng)對(duì)重大水質(zhì)變化。

多模式生化處理單元|采用多種運(yùn)行模式的切換實(shí)現(xiàn)水廠低碳源運(yùn)行目標(biāo)

改良四段多級(jí)A/O、五段Bardenpho工藝能夠相互切換，相同的生物池體設(shè)計(jì)，通過(guò)調(diào)整攪拌器和曝氣頭的啟停，調(diào)整進(jìn)水方式，調(diào)整內(nèi)回流泵的啟停，可將生物池從改良四段AO的運(yùn)行模式調(diào)整為五段Bardenpho工藝運(yùn)行。同時(shí)，在五段 Bardenpho 工藝的基礎(chǔ)上，可在第一好氧池增加了固定填料，營(yíng)造局部的缺氧微環(huán)境，再通過(guò)進(jìn)一步控制池中溶解氧的情況，打造好氧和缺氧共存的環(huán)境，為同步/短程硝化反硝化的發(fā)生，創(chuàng)造有利條件在同步/短程硝化反硝化工藝的基礎(chǔ)上，在第一缺氧區(qū)增加固定填料，并且通過(guò)管道和閥門(mén)的切換，使曝氣沉砂池的出水先進(jìn)入生物池的前端，之后進(jìn)入初沉池，即作為活性污泥AB法的A段運(yùn)行，先將大多數(shù)有機(jī)物吸附去除，之后的水再進(jìn)入生物池進(jìn)一步反應(yīng)。

深度處理單元|采用ClaWon?一體化多效澄清系統(tǒng)及SADeN?活性自持深度脫氮系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)深度脫氮除磷

SADeN?活性自持深度脫氮技術(shù)是一種采用硫基復(fù)合濾料的新型生物濾池技術(shù)，主要用于總氮的極限去除，同時(shí)也可降低總磷及懸浮物，適用于多種工業(yè)廢水和市政污水。

干式厭氧發(fā)酵+超深度好氧堆肥

以自主研發(fā)的Danas高干厭氧反應(yīng)器為核心，輔以實(shí)現(xiàn)污泥、畜禽糞污、秸稈、藍(lán)藻等有機(jī)廢物的協(xié)同處置，實(shí)現(xiàn)能源自給和資源回收的目標(biāo)，達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。沼渣經(jīng)過(guò)堆肥后形成營(yíng)養(yǎng)土，用于園林綠化或土壤改良。

高級(jí)氧化單元|采用UV/ H2O2/O3 耦合聯(lián)用高級(jí)氧化技術(shù)實(shí)現(xiàn)健康水質(zhì)需求

本項(xiàng)目采用高級(jí)氧化技術(shù)，同時(shí)具備脫色、去除 COD 和降解 ECs 的作用，預(yù)期對(duì) ECs 的去除率可達(dá)到 80%以上，需要進(jìn)一步提 升去除效果時(shí)，可以采用高級(jí)氧化+深床濾池的運(yùn)行模式，探索組合工藝的去除效能，為我國(guó)今年水廠提標(biāo)改造提供技術(shù)支持。

（3）工藝/裝備特點(diǎn)

高效極限脫氮除磷技術(shù)（LOT）

宜興概念廠設(shè)計(jì)出水目標(biāo)TP：0.1mg/L；TN：3 mg/L，均優(yōu)于太湖流域一、二級(jí)保護(hù)區(qū)排放限值（DB32/1072-2018）。

為保障“水質(zhì)永續(xù)”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，宜興概念廠通過(guò)一系列核心技術(shù)集成應(yīng)用，開(kāi)發(fā)出高效極限脫氮除磷技術(shù)（LOT）：

極致沉砂池：先進(jìn)的砂礫去除工藝減少后續(xù)生化反應(yīng)器容積和污泥產(chǎn)量，提高細(xì)砂去除率（對(duì)75微米以上砂粒達(dá)到95%的去除率），降低核心生化反應(yīng)中無(wú)效能耗；

初沉發(fā)酵池：初沉發(fā)酵回收碳源，生化池進(jìn)水VSS／SS提高，優(yōu)質(zhì)碳源比例提高，VFA濃度可提高20％～150％，降低脫氮工藝對(duì)外部碳源的依賴；

多模式運(yùn)行的二級(jí)生化處理系統(tǒng)：完全相同生物池池體設(shè)計(jì)通過(guò)閥門(mén)和管道的切換、曝氣管和攪拌器的啟停，可以實(shí)現(xiàn)改良四段AO工藝和五段Bardenpho工藝靈活切換，并保留未來(lái)通過(guò)簡(jiǎn)單改造實(shí)現(xiàn)同步硝化反硝化工藝和短程硝化/反硝化耦合主流厭氧氨氧化工藝的可能性；

高效加載澄清：在加砂澄清工藝包的基礎(chǔ)上進(jìn)一步開(kāi)發(fā)功能性載體材料，在減少藥劑投加量的同時(shí)實(shí)現(xiàn)極限除磷的目標(biāo)；

硫自養(yǎng)反硝化濾池：通過(guò)自養(yǎng)型微生物作用，在無(wú)需投加碳源的條件下實(shí)現(xiàn)硝態(tài)氮的去除。

形成以高干厭氧為核心的能量自給集成技術(shù)體系

概念廠采用 “干式厭氧發(fā)酵+超深度好氧堆肥”的工藝技術(shù)路線，可以完成污泥的減量化、穩(wěn)定化、無(wú)害化和資源化，最終的產(chǎn)物是營(yíng)養(yǎng)土，可以農(nóng)用、林用等，解決了傳統(tǒng)污水廠污泥處置的難題，變廢為寶，充分利用污泥中營(yíng)養(yǎng)，回歸自然。

高干厭氧反應(yīng)器：

是全球最大單體的單軸直通臥式高干厭氧反應(yīng)器(體積達(dá)2800 m3，國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品最大2250 m3)；

容積負(fù)荷達(dá)到：4-5kg·VS/（m3·d）比傳統(tǒng)濕式厭氧效率提升90%以上；

紫外催化高級(jí)氧化(UV/AOP)新污染物高效去除的技術(shù)集成

臭氧-UV-雙氧水聯(lián)用技術(shù)實(shí)現(xiàn)痕量新污染物高效去除，較單獨(dú)臭氧去除痕量污染技術(shù)，紫外及雙氧水的耦合應(yīng)用能有效提高臭氧的傳質(zhì)效率。

通過(guò)前期小試和現(xiàn)場(chǎng)中試驗(yàn)證，開(kāi)發(fā)出UV/ AOP耦合聯(lián)用高級(jí)氧化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)紅霉素、羅紅霉素、磺胺甲惡唑、雙氯芬酸、布洛芬、水楊酸等ECs的深度去除，去除率可達(dá)到80%以上。該項(xiàng)集成技術(shù)成果已經(jīng)應(yīng)用在宜興概念廠。

（4）應(yīng)用工業(yè)領(lǐng)域

污水資源化——以國(guó)家政策為導(dǎo)向，以污水資源化為目標(biāo)，新建一批新概念污水處理廠，提升城市再生水利用率。

高品質(zhì)安全水質(zhì)——在紫外-過(guò)氧化氫、紫外-芬頓、紫外-過(guò)氧化氫-臭氧、紫外-過(guò)硫酸鹽、紫外-氯、紫外-二氧化鈦等紫外聯(lián)用高級(jí)氧化技術(shù)大量研究的基礎(chǔ)上，研究集成了高效O3/UV/H2O2紫外光催化高級(jí)氧化技術(shù)及成套裝備，實(shí)現(xiàn)對(duì)EDCs以及PPCP等痕量新興污染物的氧化阻斷。UV/AOP耦合聯(lián)用高級(jí)氧化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)紅霉素、羅紅霉素、磺胺甲惡唑、雙氯芬酸、布洛芬、水楊酸等ECs的深度去除，去除率可達(dá)到80%以上。

有機(jī)質(zhì)協(xié)同處置——以高干厭氧為核心的能量高效回收與資源深度轉(zhuǎn)化集成技術(shù)與裝備，綜合解決區(qū)域內(nèi)有機(jī)廢棄物的污染問(wèn)題，生產(chǎn)生物天然氣和有機(jī)肥等資源化產(chǎn)品。

低碳化改造——通過(guò)有機(jī)質(zhì)協(xié)同，加上風(fēng)能、光伏、熱泵等新能源技術(shù)組合，大幅度減少污水處理廠的碳排放；

（5）工藝/裝備流程圖

（6）項(xiàng)目部分案列照片

編輯：黃延麗