DOCX《推荐国家科技进步奖项目公示》

推荐国家科技进步奖项目公示 项目名称 膜集成城镇污水深度净化技术与工程应用 推荐单位 教育部 项目简介: 快速的经济发展使我国面临日益严峻的水污染和水资源短缺,城镇污水是主要的污染来源,开发高效的城镇污水处理与回用技术对于同时解决水污染和水资源短缺具有重要意义.

以膜生物反应器(MBR)为代表的膜法水处理技术因其出水优异、运行稳定、占地紧凑等特点受到广泛关注,但能耗较高、膜污染等问题制约其应用,该项目围绕进一步稳定提高出水水质、节能降耗等展开研究,其工程应用中涉及的关键技术包括:针对不同水质需求的高性能膜材料和低能耗膜组器制备、新型膜法组合工艺、膜污染控制和节能降耗等.围绕这些关键技术,项目从基础研究-技术创新-工程应用全产业链开展了系统研究,取得的主要创新性成果如下: 1.面向MBR工艺,攻克了湿式带衬法中基衬和膜层之间难以紧密结合的难题,研发出高强度中空纤维聚偏氟乙烯微滤膜,跻身国际三大高强度中空纤维膜材料行列,解决了国产中空纤维膜材料在应用过程中易断丝的难题,并发明了下开放式耦合高低交替曝气膜组器,解决了传统穿孔曝气管中污泥的淤堵,曝气强度低于常规30%;

面向二级出水超滤膜深度净化工艺,通过对运行模式的优化消除了水锤现象,避免了对组器连接部件和密封性的严重损坏,研发出高稳定性中空纤维超滤膜组器;

面向高品质再生水制备,研发出了基于复合单体界面聚合法的低压纳滤膜,实现了有机物去除率70-90%,且运行压力明显低于传统纳滤膜系统30%左右. 2.针对污水厂普遍存在的低碳源污水氮、磷同步去除率低的难题,基于MBR中高污泥浓度特征,通过设置后缺氧段,形成A/A/O/A耦合MBR(3A-MBR)技术,充分利用污泥内部碳源促进内源反硝化,实现在无外加碳源条件下低碳源污水的稳定高效脱氮除磷,TN浓度较传统AAO-MBR降低20%-40%,解决了低碳源污水脱氮差的共性技术难题,同时改善了混合液膜过滤性,降低了膜污染潜势. 3.针对MBR工艺能耗较高和运行稳定性有待提高的问题,首次开发出基于氨氮-溶解氧串级反馈控制MBR曝气技术,在稳定出水水质的前提下实现对好氧池曝气量的实时动态控制,运行能耗与技术应用前相比降低10%-20%;

提出优化的酸-碱组合和/或结合辅助助剂的高效膜清洗策略,与常规清洗策略相比,成本相当但清洗效果显著提升20%以上,膜系统运行稳定性得到提高. 4.通过低压纳滤膜和MBR的结合,构建了微滤/纳滤双膜组合技术.通过中试和示范工程研究,优化了该双膜组合工艺运行条件,出水COD、氨氮、TP指标达到地表水II类标准;

系统运行压力较传统纳滤膜系统降低30%-50%,实现低成本制备高品质再生水. 成果广泛应用于城镇污水处理与回用,8年来累计处理规模583.3万m3/d(含中标和建设中项目),遍及16个省市56个项目,极大地减少了污染物的排放并增加了可利用水资源量;

按项目当地自来水价,每年总计可节约水费12.62亿元.膜组器和膜系统应用累计带来新增销售额57.2亿元,新增利润21.8亿元,项目产生的环境、社会以及经济效益显著.发表SCI论文45篇,授权专利16项、软件著作权1项,撰写专著2部、部级标准2项.相关成果获2016年教育部科技进步奖一等奖. 客观评价: 1.验收与鉴定意见 (1)2013年3月,项目组承担的 863计划 重点课题 新型膜材料及膜组器的制备和应用关键技术与工程示范(编号:2009AA062901) 通过验收,专家组评价: 课题研制了高强度、高通量、抗污染的新型PVDF膜材料,并形成规模化的生产能力;