国家_水专项_研究课题_北京城市再生水水质提高关键技术研究与示范

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特别关注——

The Special Focus

第五届水大会(下)

“北京城市再生水水质提高关键技术研究与集成示范”是水专项“海河流域典型城市水环境整治技术研究与综合示范”项目的课题之一。课题研究对于减少污水对北京环境水体的污染，促进再生水的景观回用和工业利用以及北京市水资源的优化配置具有实际意义。课题研究的污水厂强化脱氮除磷升级改造技术、污水厂内碳源开发与高效利用技术、基于地表Ⅳ类水标准的再生水

国家“水专项”研究课题——

北京城市再生水

水质提高关键技术研究与示范

□ 北京城市排水集团有限责任公司 甘一萍 李鑫玮

通过“十一五”期间水专项课题的研究和实施，提出了污水处理工艺改造方案和运行调控策略，基本解决了再生水生产工艺的技术问题，为北京市高品质再生水的生产提供了技术保障。北京市2009年利用高品质再生水6.5亿立方米，比上年增加5000万立方米。再生水已占全市总用水量的18%，连续两年超过地表水用水量，成为北京市稳定可靠的新水源。

集成工艺技术、污水处理及再生水生产的工艺控制与运行规范、污水处理厂扩容改造与回用技术等关键技术已应用到北京市污水处理厂升级改造和再生水厂的建设运行中，污水处理厂和再生水厂出水水质得到较大提升，用于城市河湖补水、园林绿化、工业循环用水、市政杂用及农业灌溉等，实现了水资源的循环利用，对改善城市水环境，促进经济发展起到积极作用。

治污减排篇

课题目标

本课题研究的总体目标是：通过研究污水处理脱氮除磷改造

工艺技术，提出工艺改造方案和运行调控策略；提出达到地表水

Ⅳ类水体标准的再生水集成工艺技术和运行调控策略；研究以磁

技术为核心的深度除磷、扩容改造与回用技术，以及应急能力提

升技术，提出相应的设计和运行管理技术对策；完成高碑店高效

除磷脱氮工艺升级改造、卢沟桥再生水示范工程、清河污水处理

厂能力提升应急示范工程和清河再生水示范工程，基本解决再生

水生产工艺的技术问题。

课题设置

1、 A2/O工艺二级强化生物脱氮除磷技术与应用研究

针对提高城市污水生物脱氮除磷效率的技术需求，开发和建

立包括A2/O工艺优化、碳源开发与高效利用、水厂自控和数学模

拟技术及辅助保障技术体系，使城市污水厂的二级出水稳定达到

国家一级B标准。

2、水污染控制高效节能省地磁技术研究与工程示范

针对污水厂出水磷浓度难以达到控制水体富营养化的要求，

以及削污减排的需要和磁技术特点，对污水处理厂扩容改造与回

用磁技术系统、磁技术水处理工艺机理、磁技术处理系统污泥特

性与污泥处理技术、磁技术系统工程示范等方面开展技术研发、

技术集成及综合示范，从而建立水污染控制与治理高效、节能、

省地磁技术系统与示范工程。

3、再生水水质提升关键技术集成与示范

针对不同的原水水质特点和不同用水需求，建立基于地表Ⅳ

类水标准的再生水工艺集成技术导则。对“BAF+O

3

+DNBF”、

“MBR＋O

3”、“膜过滤＋O

3

”等三类组合技术进行开发研究，

最终形成生产大规模再生水的技术体系，解决在水厂占地面积不能扩大、增容困难的情况下生产分质再生水的技术难题。

4、再生水水质安全与经济评价研究

针对再生水使用存在一定风险，以及与现在自来水价格及未来南水北调后的自来水价格的竞争关系，建立与再生水相关的生态和毒性指标分析技术、再生水价格体系、再生水的生产及使用的市场化等。在研究、示范及工程实践的过程中，建立和完善有关污水再生利用的标准、产业政策、价格体系等。

5、城市污水热能利用集成技术研究

在保障并支撑首都城市水环境安全和再生水回用的前提下，研究污水热能提取的关键技术，研发与设计污水热泵系统，形成城市污水热能利用集成技术，实现污水资源的综合利用。主要成果

1、建立多项试验基地

在高碑店污水处理厂内建立了多项中试试验基地。A2/O 工艺中试试验基地处理规模为300立方米/天，在该中试基地中建成了两个系列的自动控制平台。控制系统采用三级控制模式，构建了DO和氨氮独立控制策略，简化了控制系统，提高了稳定性。

BAF+O

3

+DNBF工艺再生水生产中试试验基地处理规模为500立方米/天，以高碑店污水处理厂二级出水为原水，系统地考察了反硝化生物滤池与曝气生物滤池组合工艺，旨在为工艺的优化设计以及工程应用提供参考。该试验基地平行建立两套再生水工艺，通过管道超越及闸门切换可实现近十种再生水工艺的研究试验。对不同进水负荷条件下，反硝化生物滤池→曝气生物滤池→砂滤池组合工艺的处理效果进行了研究。该组合工艺处理出水可基本达到地表Ⅳ类水要求。

2、突破多项关键技术

（1）污水厂强化脱氮除磷升级改造技术

针对传统A2/O工艺存在同时脱氮除磷效率难以提高的现状，研究开发了五因子可调的二级强化生物脱氮除磷A2/O工艺。确定实现同时脱氮除磷所需的C/N和C/P比，确定预缺氧区/厌氧区/缺氧区/好氧区/脱氧区的设置及其所需的水力停留时间，确定分点进水的位置和分配比例，确定排泥方式及泥龄范围，确定内外回流比。通过研究，提出了污水强化脱氮除磷工艺改造方案和运行调控策略，使污水处理厂出水稳定达到一级B要求。改造方案包括：将部分平流式初沉池改造为活性初沉池，增加水解酸化功能，提高出水中挥发性脂肪酸（VFA）的含量；将部分初沉池改造为预缺氧池、厌氧池和缺氧池，部分曝气池改造为可根据运行情况选择缺氧或好氧方式运行；增设混合液内回流至缺氧池；改造回流污泥至预缺氧池前端。

（2）污水厂内碳源开发与高效利用技术

碳源缺乏是污水处理厂不能实现高效同步生物脱氮除磷的主要原因，污水厂内碳源开发与高效利用技术的开发是提高脱氮除磷效率的关键。本课题突破了内碳源开发技术，包括初沉污泥淘洗碳源技术与同步污泥稳定化与污水反硝化组合技术；碳源高效利用技术，包括同步硝化反硝化技术、短程脱氮技术、反硝化除磷技术等。这些技术的成功研发和应用将在很大程度上解决污水厂碳源缺乏的世界性难题。

（3）污泥消化液短程脱氮与污泥稳定化组合技术

污泥消化液是典型的高氨氮低C/N废水，其氮素负荷为进水总氮负荷的10%～25%。消化液直接回流至主流工艺会增加主流处理系统的氮负荷，使得水力停留时间短或碳源缺乏的污水厂的氮磷难以达标。通过研究提出了解决消化液脱氮的方案，为污泥消化液短程脱氮与污泥稳定化耦合技术，以及污泥消化液“短程硝化+ANAMMOX”全程自养脱氮技术。这些技术的成功应用将

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