1.項目簡介
　　氮、磷污染物超標是造成湖庫富營養(yǎng)化、藻類爆發(fā)的重要因素，污水經(jīng)過處理后產(chǎn)生的再生水可作為城市的“第二水源”補充到城市部分環(huán)境容量有限的內(nèi)河、內(nèi)湖等脆弱水體中。但城市污水廠排水執(zhí)行一級A標準，離城市內(nèi)河IV類(TN 1.5 mg/L，TP 0.1 mg/L)或Ⅲ類(TN 2.0 mg/L，TP 0.05 mg/L)控制標準要求有較大差距。達到地表水Ⅲ類、IV類高排放標準的污水超深度處理技術(shù)已成為我國水處理技術(shù)領(lǐng)域的一個典型難題和熱點研究方向。
　　本項目屬于排水與污水處理領(lǐng)域。圍繞污水廠二級出水極限脫氮除磷的高品質(zhì)排放需求，本項目組在珠海市新青水質(zhì)凈化廠、昆明市第二水質(zhì)凈化廠等地開展了污水極限脫氮除磷處理技術(shù)的研究，研發(fā)高效極限氮磷削減關(guān)鍵材料、核心產(chǎn)品、關(guān)鍵技術(shù)與系列裝備，建立精準智能化管控平臺和管理機制，并以關(guān)鍵技術(shù)為核心的優(yōu)化集成工藝實現(xiàn)了規(guī)模化工程應(yīng)用，攻克了極限脫氮除磷的工程應(yīng)用難點，促進了我國污水高排放標準處理技術(shù)的進步。上述項目成果獲得實用新型專利10項，發(fā)表了國內(nèi)核心期刊論文5篇，形成了團體標準2項，極限脫氮除磷技術(shù)入選2020年中國環(huán)保機械協(xié)會水污染防治裝備專業(yè)委員會《水污染防治技術(shù)、產(chǎn)品、服務(wù)推介目錄》。
　　2.項目主要技術(shù)內(nèi)容
　　2.1創(chuàng)新點
　　(1) 針對氮磷高排放標準穩(wěn)定達標技術(shù)難題，開發(fā)了一套完整的污水廠二級出水極限脫氮除磷關(guān)鍵技術(shù)，有效解決了污水水質(zhì)水量波動大和季節(jié)性環(huán)境變化所導(dǎo)致的出水氮、磷難以穩(wěn)定達標的關(guān)鍵技術(shù)難題，同時顯著提升了有限碳源或有限除磷藥劑條件下污水的極限脫氮除磷效率，在進水為二級出水（一級A）水質(zhì)的要求下，出水TN≤1.58mg/L，TP≤0.05mg/L，攻克了極限脫氮除磷的研究和工程應(yīng)用難點。

　　圖1極限脫氮除磷組合工藝及中試試驗裝置圖
　?。?）根據(jù)不同污水的極限脫氮除磷目的需求，開發(fā)了不同的極限脫氮除磷組合工藝包技術(shù)和配套處理裝備。

　　圖2極限脫氮除磷裝置模塊化組件
　?。?）研發(fā)了配套的污水脫氮除磷工藝關(guān)鍵智能化解析、控制的物聯(lián)網(wǎng)智慧水務(wù)控制系統(tǒng)。

　　圖3 污水脫氮/除磷/工藝/自控智慧水務(wù)控制系統(tǒng)
　?。?）明確了二級出水NH3-N和有機氮（EON）是限制污水處理廠出水TN濃度更低（<1.5 mg/L）的極限脫氮關(guān)鍵限制因素，以及工程極限脫氮下（出水TN<3 mg/L）進水TN允許濃度，為污水極限脫氮提供了核心技術(shù)支撐，為工程化設(shè)計提供可靠依據(jù)。
　?。?）研發(fā)的新型溶氣反應(yīng)器(ADR)具有特殊的導(dǎo)流結(jié)構(gòu)，較傳統(tǒng)技術(shù)，溶氣效率提高了近1倍；同時采用國內(nèi)首創(chuàng)“U”型板提升處理負荷技術(shù)，氣浮表面負荷能突破20 m3/(m2?h)。

　　ADR 溶氣系統(tǒng)流程示意圖
　　圖4 新型溶氣反應(yīng)器及“U”型板
　?。?）采用“溶氣氣浮”和“溶氣氣浮+砂濾”的工藝組合可將污水廠尾水中的TP濃度穩(wěn)定降低到0.05 mg/L以下，其中溶氣氣浮對污水TP組分中正磷酸鹽的去除率達到99.9%，達到了極限除磷目的，為污水極限除磷提供了核心技術(shù)支撐。

　　圖5 TP含量及組分變化與氣浮運行效果
　　2.2應(yīng)用情況
　　本項目自立項以來，相關(guān)極限脫氮除磷研究成果已經(jīng)成功應(yīng)用于蚌埠市五河縣污水處理廠提標改造工程和烏魯木齊甘泉堡污水處理廠提標改造工程等10余個示范項目，應(yīng)用總規(guī)模約55萬m3/d。為云南滇池流域、雄安新區(qū)等地區(qū)污水極限脫氮除磷高標準處理提供可借鑒的工藝技術(shù)實施方案。

　　圖6 成果應(yīng)用于甘泉堡污水廠及五河縣污水廠等
　　2.3經(jīng)濟、社會效益情況
　　極限脫氮除磷技術(shù)在蚌埠市五河縣污水處理廠提標改造工程等10余個示范工程上的應(yīng)用，近4年可以累計節(jié)約藥劑費和運行電費合計約1630.09萬元。
　　在珠海、昆明和武漢等地建成了5~10m3/h處理規(guī)模的極限脫氮除磷中試試驗研究基地，形成了成套的污水深度處理工藝及相應(yīng)的設(shè)施運行管理技術(shù)，培養(yǎng)了污水處理領(lǐng)域的試驗人員和技術(shù)開發(fā)隊伍，帶動了本項目組各參加單位不同科研梯隊的人才培養(yǎng)；為其他研究課題組以后進行類似超深度脫氮除磷研究提供了理論和實踐基礎(chǔ)；為全國同類型污水處理廠進行極限脫氮除磷工藝新建及升級改造提供了工藝參考。
　　3.主要完成單位及完成人
　　項目牽頭單位為中國市政工程中南設(shè)計研究總院有限公司，合作單位為上海巴安水務(wù)股份有限公司、安徽華騏環(huán)?？萍脊煞萦邢薰竞蜕钲谑星迦畼I(yè)股份有限公司，實現(xiàn)各單位在設(shè)計、科研、運行和管理等方面的優(yōu)勢互補。
　　中國市政工程中南設(shè)計研究總院有限公司作為本項目的第一承擔(dān)單位，負責(zé)提供研究經(jīng)費的支持，組建創(chuàng)新研發(fā)團隊，同時以院士專家工作站，湖北省城鎮(zhèn)給水排水和水環(huán)境工程技術(shù)研究中心提供相應(yīng)的技術(shù)支持，負責(zé)對項目總體進行協(xié)調(diào)工作，以及對該項目的設(shè)計、成果總結(jié)及工程推廣應(yīng)用。上海巴安水務(wù)股份有限公司在“溶氣氣浮”工藝方面具有豐富的理論及項目實施經(jīng)驗，參與了該項目的極限除磷試驗研究，將溶氣氣浮極限除磷技術(shù)成功應(yīng)用于浙江、北京等地的極限除磷項目。安徽華騏環(huán)?？萍脊煞萦邢薰竞蜕钲谑星迦畼I(yè)股份有限公司在極限脫氮除磷技術(shù)方面的上向流反硝化脫氮生物濾池和深度處理工藝及裝備研究方面做出了重要貢獻。
　　項目完成人為鎮(zhèn)祥華、崔朋、萬年紅、李國洪、陳燕波、楊寬、鄭俊、葉昌明。