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科友环保韩红波:以实际案例解析HPB技术助力城镇污水厂提质增效

时间:2020-09-30 09:00

来源:中国水网

作者:陈伟浩整理

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目前,国家、各地方污水处理厂污染物排放标准日趋严格,北京、天津、广东、浙江、陕西、湖南等多地已参照III类至V类水水质制定了地方排放标准,尤其是昆明颁布的地方标准,是现阶段全国范围内城镇污水处理厂水污染物排放领域最严的标准,新建或扩容污水处理厂势在必行。但面对较大的用地及投资运营压力,污水处理厂又该如何提质增效?

科友环保韩红波

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9月17日,在2020(第十二届)上海水业热点论坛上,湖南科友环保有限公司技术高级总监韩红波以实际案例分享了HPB技术的产业化应用,并以“HPB技术助力城镇污水处理厂提质增效”为题做了主题发言。

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韩红波

技术研发及产业化背景

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污水处理厂污染物排放标准

近几年,国家、地方相继出台了多个标准,污水处理厂面临从《城镇污水处理厂污染物排放标准》 一级B标准提升至一级A标准、准IV类或更高标准的任务。此外,北京、天津、广东、浙江、陕西、湖南等多地已参照III类至V类水水质制定了地方排放标准,尤其是昆明颁布的地方标准,是现阶段全国范围内城镇污水处理厂水污染物排放领域最严的标准。

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2010年~2019年全国城镇污水排放量平均年增长率为4.25%,全国城镇污水处理量平均年增长率为7.13%,污水处理率从2011年79%逐年上升至2019年95%,平均为88.42%。

近年来,城镇污水收集管网不断完善、污水排放标准不断提高、合流制溢流污染问题日益凸显,新建或扩容污水处理厂势在必行,但受建设用地及运营成本的制约,城镇污水处理厂提质增效也面临着巨大压力,污水处理技术亟待创新与突破。

HPB创新技术引领行业发展

湖南科友环保聚焦污水处理活性污泥法同步提高脱氮除磷效率,创新性开发了应用于城镇污水处理厂新建与提标扩容的HPB(高浓度复合粉末载体生物流化床)技术,有效解决了污水处理厂的提标扩容征地难、建设周期长和投资费用高等难题。

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高浓度复合粉末载体生物流化床(High Concentration Powder Carrier Bio-fluidized Bed,简称HPB)

韩红波介绍,HPB技术是基于污水生物处理的技术原理,通过向生化池中投加复合粉末载体,提高生物池混合液浓度的同时,构建了悬浮生长和附着生长“双泥”共生的微生物系统;并通过二沉池对污泥浓缩分离,以及对排放剩余污泥进行复合粉末载体回收,实现“双泥龄”,同步提高生物脱氮除磷效率。

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韩红波强调HPB工艺拥有五个系统:复合粉末载体及投加系统、专业机械搅拌、复合粉末载体回收系统、精准控制系统、具有在线检修系统。HPB工艺的特点也可以简单概括为“三省、三高”——省投资、省占地、省周期、高效率、高标准、高保障。

它的创新意义在于一方面可以满足城镇污水处理不断发展的高标准技术需求,同时还具有超过传统污水处理工艺的更加稳定的高效脱氮除磷能力;另一方面它还可以提升单位容积城镇污水处理能力的上限,实现水质、水量双提升。HPB技术的研发不仅可用于已建成的城镇污水处理厂提标扩容改造,也可直接用于新建城镇污水处理厂项目。

HPB技术助力城镇污水处理提质增效

目前,在同济大学环境科学与工程学院全力支持下,HPB技术已实现“产、学、研、用”循环创新体系的持续发展动力,韩红波表示,在长沙市新开铺水质净化厂二期改扩建工程、湖南省益阳首创水务团洲污水处理厂应急处理项目,以及长沙水业集团下属排水公司花桥、新港、暮云等污水厂提标扩容项目中,HPB技术已实现产业化应用。

随后,韩红波对这些工程案例做了详细讲解:

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湖南省长沙新开铺污水处理厂

湖南省长沙新开铺污水处理厂原来的污水处理能力为10万吨/天,目前已运行了11年的时间,现在它面临的改造是从10万吨/天扩大到19万吨/天,对标准四类水标准。原来的设计是在厂区东侧,新增94亩地,涉及拆迁费7.4亿,厂区建设费4.6个亿,共计12亿的总投资。对于地方政府来讲投资压力非常大,他们急需一种新的技术来解决资金等问题,所以就找到了科友环保的HPB技术。

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生化池改造

上图是改造完一半时,厂区平面布置的情况。HPB技术突破了污水处理行业生化时间长的难题,处理负荷提升两倍以上,水力停留时间由传统工艺的12小时左右缩短到5小时,污泥浓度控制在8000毫克每升左右,出水水质可以稳定达到地表水准四类水的标准。

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通过改造前后平均水质、泥质对比发现,该厂采用BHP技术工艺改造后,在原厂即实现了水量和水质“双提升”。此外,该项目总投资仅为3.6亿,比之前的计划节约了近9亿的投资成本,总投资节省比例达到了70%。

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湖南省益阳首创水务团洲污水处理厂应急处理项目

湖南省益阳首创水务团洲污水处理厂应急处理项目设计规划规模为10万m3/d ,提标扩建工程目标为16万m3/d。韩红波介绍,该厂原设计方案是把二沉池改造为池,但在改造过程中(约130天)须停产或减产,这将会造成约5万m3/d污水下河,对饮用水安全造成威胁,难以取得环保许可。

后采用科友环保HPB工艺对生化池进行应急强化,在二级处理构筑物减半的情况下,维持处理水量(10万m3/d )不变,且出水水质标准不变,最终使得该项目得以顺利提标扩建。

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其他应用案例

韩红波表示,HPB技术产业化推广与项目应用正持续加速中。目前,HPB技术作为以同济大学环境科学与工程学院专家团队研发并产业化应用的成果,已有数十个项目案例,并完成了技术规程编撰和产品认证,正在进行地方标准及行业标准制定等工作,已完全具备大规模产业化的条件,相信在污水处理领域将会有快速的推广和应用。

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编辑:陈伟浩

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