污水处理厂发展方向和新技术应用

• 除水资源循环利用外，还实现有机质及磷等资源的循环利 用。
wastewater treatment plant（ or WWTP）向 Water Resource Recovery Facility（or WRRF ） 转变 污水再生利用 营养物及有用资源的回收利用 污水中的废热和潜在能源的回用 利用污水厂的场地开发风能、太阳能等可再生能源 通过绿色基础设施理念进行雨水的管理
技术名称 最新检测仪器仪表
技术原理 微波污泥浓度分析，微生物检测技术确定优 势菌种，生物毒性和抑制剂在线检测，在线 呼吸仪测定细胞活性或氧利用率 BIM ， BENTLY ， DASUUT ，提高工程建设进度 和实施精度 采用各种污水处理工艺模型，确定合理设计 参数和构筑物设备
三维虚拟建造技术 计算机模拟技术 人工智能实时控制优化
已得到部分实 德国公司 际应用 已得到部分实 德国公司 际应用 德国达姆施 塔特大学 已得到部分实 德国公司 际应用 已得到部分实 德国联邦教 际应用 育与研究部 研究项目
SEABORNE
LOPROX/PHOXAN
AQUA RECI CAMBI KREPRO
FeP 、 AlP 或 已得到部分实 瑞典公司 CaP 际应用 150-170℃，4-6 bar，20分钟消化后污 FeP 、 AlP 或 已得到部分实 挪威公司 CaP 泥处理，改善脱水性能 际应用 140℃，4 bar，酸化水解1小时，进行 FeP 瑞典公司 铁盐沉淀
可拆卸的细网筛+倾斜滤布，占地仅为传 半工业化成功 统沉淀池的1/10 半工业化成功
Ammonia Recovery Process 污泥上清液氨回收 (ARP)
技术名称
技术原理
技术成熟度
Bioaugmentation process（包括 各类生物反应池内外投加、接种生 已经成功应用 In - Nitri®，ICAAS， DEPHANOX， 物强化工艺，增加生物量，减少反 BAR ， BABE ， AT3 ， MAUREEN ， 应池体积 R – DN，CaRRB等） DEMON®, SHARON - ANAMMOX, 各类厌氧氨氧化、短程硝化等工艺， 已经成功应用 ANAMMOX® Paques, ANITA - 减少外部碳源和碱度投加以及供氧 Mox, DeAmmon ，Terra-N®，生 能耗（50%以上），污泥产量低 物倍增工艺（BDP） DeepShaft Activated 深井曝气，提高氧利用率，占地少 已经成功应用 Sludge/VERTREAT™ Multi- Stage Activated Biological 8 个反应区，分别进行有机物去除、 已经成功应用 TM Process (MSABP ) 脱氮除磷和污泥内源分解，污泥产 量低 Vacuum Rotation Membrane 真空旋转膜过滤，平板膜与生物转 已经成功应用 System 盘结合，膜冲洗简单，不容易堵塞 Aerobic Granular Sludge Process 好氧颗粒污泥， SBR 运行模式，占 半工业化成功 (AGSP) 地面积仅为传统工艺的1/4，
半工业化成功
PHOSIEDI
CaP
实验室规模成功
技术名称
BERLIN AIRPREX FIXPHOS
技术原理
最终产品
技术成熟度
服务商
消化污泥投加镁盐，吹脱 CO2 提高 pH MAP 值，沉淀分离MAP MAP BERLIN授权的一种改进工艺 在消化池进流端投加 CSH （水化硅酸 CSH 上 富 集 的 钙），经 10 天的混合消化，在 CSH 上 CaP 形成CaP结晶，然后沉淀分离 消化污泥在pH1.5下溶解，重金属分离 MAP （硫化沉淀，投加 NaOH 调高 pH ）， 投加镁盐 消化污泥进行低压湿式氧化（pH1.5）， 磷酸 膜分离 374℃，220 bar
将以最低的经济投入得到最大的环境效益，促进当地 经济发展，并更广泛地改善城市生态质量
• 德国人口约8180万（2011年数据），污水厂6103座，其 中人口当量超过10万的污水厂数量214座（占3.5%），处 理能力为总服务能力的51%（2004年数据）； • 美国总人口为3.13亿（2011年底数据），城市污水厂约 14780座（2008年数据），处理规模超过3.8万m3/d 的污 水厂数量3%，处理量占92%。 • 我国人口13.7亿（2011年数据），已建和在建的3758座 污水厂中，规模超过10万m3/d 的占11%，规模在3-10万 万m3/d 的占32.5%。（中国水网2011年2月份统计数据） 。
设计环节 沼气利用
干化泥饼利用 磷回收
技术名称 PHOSTRIP
技术原理
最终产品
技术成熟度 已经成功应用
服务商 德国 MUTAG 公 司
CaP 通过将生物除磷回流污泥进行厌氧释放， 对上清液投加钙盐，将磷酸钙沉淀分离
PRISA
CRYSTALATOR
对剩余污泥浓缩池的污泥上清液进行磷 MAP 酸铵镁沉淀，然后进行沉淀分离
电渗析脱水 土工布管脱水 等离子辅助热氧化
玻璃化
将污泥中的矿物质熔化形成类似玻璃状的骨料，污泥升温达1400℃ 以上，可以去除金属物质并分解有机物。该工艺在日本已应用多年。
超临界水氧化 化学干化
在高温（374℃以上）高压（221bar以上）下，通过超临界 水做介质在短时间（小于1min）内将有机物完全分解。 将污泥、硫酸和氨在压力容器中混合（135~150℃， 207~480 kPa），通过放热反应排除水分，并生产硫酸铵有 机肥
半工业化成功
已经成功应用
德国公司
荷兰DNV公司
PHOSNIX OSTARA PROPHOS
已经成功应用 已经成功应用 半工业化成功
日 本 Unitika 公 司 加 拿 大 Ostara 公司 德国达姆施塔 特大学 德国联邦教育 与研究部研究 项目 德国联邦教育 与研究部研究 项目
RECYPHOS
FeP
厌氧消化
好氧消化
污泥干化 污泥焚烧
技术名称 膜过滤浓缩
技术原理和特点 根据MBR工艺改进而来，可将污泥浓缩至含固量4%以上，需要曝气 防 治 膜 堵 塞 ， ， 膜 需 要 定 期 清 洗 。 目 前 GE 、 Veolia 、 USFilter 、 Degremont和Mitsubishi等公司均有产品； 通过在污泥中形成电场，使得水分子从污泥中经多孔介质分离（生 产商有Elcotech、Waste Technologies和Sshbrook-Simon Hartley等） 采用高强度聚丙烯织布制成脱水材料，利用重力压缩自然脱水，适 用于小型污水厂 利用等离子弧发生器产生高温等离子进行污泥中有机物的分解。
即使在在线检测仪表故障情况下，远程 控制和实施调整运行参数和设备开启， 满足节能需要，从更大范围优化管网、 泵站和污水处理设施
基础数据、运行数据云存储，GIS，GPS，FRD 等，用于模型分析、优化
大数据（云计算）技术
技术名称
Compressible Media Filtration Fuzzy Filter，FlexFilter
技术原理
技术成熟度
已经成功应用
可压缩合成纤维滤池，用于污水厂 雨季水量处理，旱季时可作为二级 出水深度处理过滤，还可以结合化 学除磷，合流污水 TSS 去除率可达 75%~94% ，二沉池出水 TSS 可去除 35%，无需投加药剂 Continuous Deflection Sepatator 连续偏向分离器，将涡流分离和机 械筛滤结合，达到浮渣、沉淀物的 去除，能应对大流量变化 深井处理系统 采用深井调蓄设施，结合调蓄、初 沉处理、细格栅和消毒处理，占地 为常规调蓄池的 15% ，造价低，重 力流运行，无需水泵提升 Actiflo、BioActiflo，DensaDeg 各类高效混凝沉淀池，提高反应负 荷，减少构筑物占地，同时又可作 为旱季提标设施
污水处理厂发展方向和新技术应用
水资源设施的未来：行动蓝图
美国清洁水机构国家协会（NACWA） 、水环境研究基金会（WERF）和水环 境联盟（WEF）三大机构联合发布， 由49位来自美国政府机构、咨询机构 、工程公司、研究机构以及技术开发 和制造企业的专家联合撰写并由9位资 深行业专家审读，最终提交给第113届 国会，以期政府对未来的污水处理设 施（UOTF）有较为深入的了解并在制 定相关环境保护政策时充分考虑到新 形势和新问题。
相关环节 污泥混合搅拌
wk.baidu.com
考虑方法 1、好氧消化采用好氧-缺氧间歇运行方式，减少充氧量； 2、厌氧污泥搅拌采用新型搅拌设备（多段式、线性搅拌器 等），搅拌能耗仅为传统的25%； 1、合理配置设备，避免设备功率过大导致的运行耗能，可 尽可能考虑分期分阶段实施； 1、在中小规模污水厂中推广热电联产技术； 2、接纳高浓度有机废弃物（油脂、餐厨垃圾和生物柴油废 料等）提高产气量（50%以上）； 1、污泥干化后用于电厂和水泥厂掺烧 1、采用各种磷回收工艺，同时避免污泥农田回用时农作物 磷超标；目前较为成熟的工艺有CRYSTALATOR（荷兰DHV公 司）、 PHOSNIX 工艺（日本 Unitika 公司）和 Ostara 工艺（加 拿大Ostara公司）
• 分散化：从污水回用角度考虑，如果污水通过长距离输 送到集中的大型污水处理厂处理后再泵送回来进行污水 回用，需要大量输送能耗、配送管道系统以及相关的维 护支出，而就地处理及回用将具有很好的经济性；
• 自动化程度高：随着自控和信息技术的发展，网络移动 设备、云计算和存储设备可以保证污水厂无人值守，所 有的实时监测、工艺调整以及污水厂运行管理沟通均可 以在统一的集中控制中心进行远程实时管理和控制； • 可循环性：是指所有进入污水厂的水、营养物、污泥、 能源等资源均可得到回收利用。
技术名称
技术原理
技术成熟度
Blue PROTM Reative Media 上 向 流 砂 滤 用 于 除 磷 ， 出 水 磷 可 小 于 已经成功应用 Filtration 0.05 mg/l Compressible Media 可压缩合成纤维滤池，用于污水厂雨季 已经成功应用 Filtration 水量处理 CoMagTM process 磁分离技术，提高沉淀效率 已经成功应用 Actiflo® process DensaDeg ® process Blue CAT™ process Salsnes filter 强化化学沉淀 强化化学沉淀 上向流砂滤+高级氧化 已经成功应用 已经成功应用 半工业化成功
污水处理概念厂
发起人：中国工程院院士曲久辉，清华大学教授王凯军， 中国人民大学教授王洪臣，清华大学教授余刚，中国21世 纪议程管理中心副主任柯兵、中国科学技术大学化学学院 教授俞汉青 主要特点： • 污染物削减进一步强化，强化脱氮除磷(ENR) 、深度处理乃 至超深度处理(高级氧化、反渗透技术等)技术被应用； • 污水处理实现低碳化，在处理过程中实现节能降耗，提高 能源自给率。
已经成功应用
已经成功应用
已经成功应用
技术名称
污泥脱水
改进方法
1、采用新型絮凝剂以及加药自动控制技术提高污泥脱水效 率； 2、提高离心脱水设备的电耗效率； 3、采用各种浓缩脱水一体化设备； 1、采用各种高温高压、脉冲电磁、机械破解、超声波和化 学氧化处理等污泥预处理工艺，提高污泥可生物降解成分； 2、采用热水解工艺（Cambi，Biothelys） 3、采用高温厌氧消化或者二段法（酸化、气化分别进行）； 1、采用多级串联好氧消化工艺； 2、采用自热式高温好氧消化（ATAD）工艺； 3、采用好氧消化+厌氧消化结合工艺 1、采用低温带式干化（120~175℃）替代高温干化（480℃） 1、采用流化床焚烧炉替代多炉膛焚烧炉
流化床反应器，以砂为载体形成磷酸铵 CaP、MAP 镁结晶体颗粒并沉淀分离，也可用于工 业废水多离子沉淀 流化床反应器，以砂为载体形成磷酸铵 镁结晶体颗粒并沉淀分离， 流化床反应器，以砂为载体形成磷酸铵 镁结晶体颗粒并沉淀分离 投加CSH（水化硅酸钙）的搅拌吸附反 应器，序批式运行（每 200-400 小时更 换CSH） 在小污水厂出水端设置固定床反应器， 每 3-4 个月更换滤料，并对滤料集中再 生 离子交换，从滞留物中沉淀回收磷 MAP CaP、MAP CaP