0巢湖项目项目0-项目实施方案(论证后修改).doc

项目编号 2008ZX07316 国家水体污染控制与治理科技重大专项国家水体污染控制与治理科技重大专项 城市水污染控制与水环境综合整治技术体系研究与示范城市水污染控制与水环境综合整治技术体系研究与示范 主题主题 巢湖流域城市水污染控制及水环境治巢湖流域城市水污染控制及水环境治 理技术研究与综合示范项目理技术研究与综合示范项目 实实 施施 方方 案案 项目实施方案编制组项目实施方案编制组 二二 八年九月八年九月 目目 录录 项目概述项目概述 1 一 污染现状及主要问题一 污染现状及主要问题 11 一 污染现状分析 13 二 发展趋势分析 17 三 存在的主要问题与原因分析 18 1 巢湖流域城市水环境问题及原因分析 18 2 合肥市与巢湖市水环境污染问题与原因分析 19 二 立项依据与现有工作基础二 立项依据与现有工作基础 21 一 立项的必要性和紧迫性 21 1 实现国家重点治理巢湖战略目标的需要 21 3 促进地区社会经济发展 建设和谐社会的需要 22 4 保护巢湖周边城市饮用水源和农村用水安全的需要 23 二 科技支撑需求分析 24 1 城市雨污水排水体制亟待完善 合流污水和初期雨水污染控制需要技术支撑 24 2 我国水污染治理设施的效能需要普遍提高 25 3 巢湖流域重点城市水污染控制项目实施提供巨大市场需求 26 三 现有工作基础 27 1 国内外技术现状与发展趋势 27 2 国内现有工作基础 30 三 项目目标 技术路线 预期成果与考核指标三 项目目标 技术路线 预期成果与考核指标 33 一 项目编制依据 33 二 项目目标 34 1 总体目标 34 2 阶段目标 35 三 项目任务分解与技术路线 36 1 任务分解 36 2 技术路线 39 四 研究示范区选择 41 五 十一五 预期成果 43 1 关键技术突破 43 2 预期主要成果 46 3 十一五 考核指标 47 4 十一五 各年度任务与考核指标 50 四 项目主要任务四 项目主要任务 58 一 课题 1 巢湖流域城区雨污收集 处理及径流污染控制技术及示范 58 1 目标 58 2 重点任务 59 3 关键技术及其科学问题 61 4 示范工程 依托工程及配套条件 62 5 预期成果和考核指标 66 二 课题 2 巢湖流域城镇污水处理功能提升及污泥处理技术与示范 67 1 目标 68 2 重点任务 69 3 关键技术及其科学问题 72 4 示范工程 依托工程及配套条件 76 5 预期成果和考核指标 79 三 课题 3 工业园区水污染控制与水资源综合利用技术研究与示范 80 1 目标 80 2 重点任务 81 3 关键技术及其科学问题 92 4 示范工程 依托工程及配套条件 96 5 预期成果和考核指标 100 四 课题 4 城市水系水质保障与修复技术研究及示范 103 五 课题 5 巢湖流域城市水环境治理技术集成与协同控污机制 111 1 目标 111 2 重点任务 112 3 关键技术及其科学问题 118 4 示范工程 依托工程及配套条件 121 5 预期成果和考核指标 123 五 支撑与关联行动五 支撑与关联行动 126 一 能力条件建设 126 1 技术体系建设 127 2 研究平台与基地建设 127 3 管理机制与体系建设 128 4 专业人才培养与队伍建设 128 二 启动条件 129 1 有利的政策环境 129 3 良好的实施平台 130 4 坚实的技术基础 131 6 有力的制度保障 131 三 项目的关联行动 132 1 国家及国务院各部委的相关规划 132 2 地方 十一五 规划和及其实施方案 133 3 国家各类科研计划 134 4 地方各类科研计划 134 5 正在实施的重大工程项目 134 六 组织实施方式六 组织实施方式 138 一 项目组织实施机制 138 1 基本原则 138 2 项目的组织实施与管理机构 138 二 建议的项目牵头单位 主要参与单位及项目负责人介绍 141 三 各课题承担单位确定方式建议 定向委托 择优委托或招标 144 四 项目的产学研结合及成果推广方案 145 七 经费预算七 经费预算 147 一 预算编制依据 147 1 预算编制的法规条例 147 2 预算编制的规定与方法 147 二 收入预算的编制 152 1 经费投入来源 152 2 经费投入比例 153 3 收入预算 153 三 支出预算的编制 160 1 支出预算 160 2 分课题预算 161 四 投融资方案 167 1 资金筹措方案 167 2 配套资金落实措施 167 五 项目经费预算表 167 八 项目实施的效益 风险分析八 项目实施的效益 风险分析 173 一 技术市场分析 173 二 效益分析 173 1 经济效益 173 2 社会效益 174 3 环境效益 174 三 风险分析 174 1 技术的风险分析与对策 174 2 市场风险 175 3 管理风险分析与对策 175 4 推广应用前景及产业化可行性 176 九 相关附件九 相关附件 177 一 建议项目牵头单位的国家或省部级基地资质证明材料 相关重大科研成果 专利等知识产 权证明材料 177 二 配套资金来源 如贷款 地方政府匹配资金等 的证明材料 177 三 主要示范工程 配套工程和依托工程的证明材料 177 四 其他证明材料 177 巢湖流域城市水污染控制及水环境治理技术研究与综合示范 1 巢湖流域城市水污染控制及水环境治理巢湖流域城市水污染控制及水环境治理 技术研究与综合示范项目技术研究与综合示范项目 项目概述项目概述 项目名称 巢湖流域城市水污染控制及水环境治理技术研究与项目名称 巢湖流域城市水污染控制及水环境治理技术研究与 综合示范综合示范 本项目选择巢湖流域作为城市水污染控制及水环境治理技 术研究与工程示范的试点区域 该流域目前存在城市和工业主 要污染物的排放量高 城市河流湖泊水质恶化和富营养化 巢 湖水环境压力大 生态系统功能退化 区域饮用水源安全存在 很大隐患等主要问题 项目针对巢湖沿岸城市合流制系统雨天 溢流污染严重 污水收集率与城区排涝安全程度较低 合肥市 和巢湖市污水和尾水处理率和再生利用率低 对巢湖水环境影 响大 巢湖周边城镇污水未能得到有效控制 工业园区废水处 理和循环利用不高 加剧了水资源紧缺和水体污染 城市污泥 缺乏有效的处理处置技术手段 巢湖流域水污染控制缺乏系统 技术支撑和协同控污机制等共性技术问题 开展巢湖流域城市 水污染控制及水环境治理技术研究与综合示范 同时结合示范 工程建设进行成果推广应用 研究目标 研究目标 依据国家对巢湖水环境治理的战略总目标 针 对巢湖流域经济和社会持续发展受资源型与水质型缺水制约 水环境保护对控磷要求严格等特点 结合巢湖城市氮磷排放负 巢湖流域城市水污染控制及水环境治理技术研究与综合示范 2 荷控制 城市水环境质量改善 流域城市水污染负荷削减及水 环境质量改善的需求 开展城市污水营养物控制能力的升级 雨水污染治理 工业污水净化回用与城市水环境水质保障技术 研发及研究和集成创新 结合城市水污染治理示范工程 开展 城市污染源控制 污水回用 城市污泥资源化及城市水环境水 质修复与保持技术体系研究 构建城市污水收集系统的建设及 水环境修复的系统方案 研究城市排水体制的选择标准与初期 雨水污染控制系统的构建技术 发展工业园区污水循环利用技 术 集成区域型雨 污水综合净化和深度处理技术 在此基础 上建设城市典型水系污染控制与水质保持示范工程 形成以湖 泊流域水环境污染和富营养化防治为目标的城市水污染控制与 水环境治理的关键技术系统方案 通过研究与示范 建立城市 可持续发展的水环境保护综合防治技术研发平台 为实现巢湖 流域水环境质量持续与全面的改善及功能提升提供技术支撑 为我国中部地区的城市污染控制系统提供示范 研究内容 研究内容 针对巢湖流域水污染控制和水环境整治存在的 问题 开展合流制排水系统溢流污染控制和河道面源污染源头 治理技术 碳源自给与优化的低碳高氮磷城市污水脱氮除磷技 术 污泥毒物削减和综合利用技术 小城镇污水生物生态联合 深度处理技术 工业废水处理和尾水循环综合利用技术 河道 底泥疏浚 污染生态修复 再生水景观回用技术 巢湖流域城 镇群水环境监控与预警 技术集成及协同控污机制等研究 并 巢湖流域城市水污染控制及水环境治理技术研究与综合示范 3 进行综合示范 具体内容如下 1 巢湖流域城区雨污收集 处理及径流污染控制 巢湖流域城区雨污收集 处理及径流污染控制 针对巢湖流域城市旧城区合流制排水系统存在的问题 研 究综合改造与优化运行技术 削减现有合流制系统溢流污染负 荷 对城区已建排水管网性能进行诊断并提出改造方案 提高 城区污水收集率与排涝能力 针对已建分流制系统雨污混接普 遍 旱流与雨天出流污染危害严重的现状 建立排水管网模型 对混接分流制系统旱流污水与雨天出流的截流改造方案进行优 化 提出工程建设优化方案 通过对不同体制典型排水系统旱 流及雨天水量水质的调查 提出排水体制评价与选择的指标体 系 研究雨水径流的源头控制措施 雨天溢流的就地处理技术 在示范区实现城区雨水径流污染的全过程控制 保护城区受纳 水体的景观功能 2 巢湖流域城镇污水处理功能提升及污泥处理 巢湖流域城镇污水处理功能提升及污泥处理 针对合肥市污水处理厂碳源不足 尾水进入城市景观水体 对氮磷控制严格等问题 研究现有处理构筑物和设备的改造升 级技术 实现总氮 总磷去除能力提升 从工艺方面进行优化 以提高系统对氮磷去除 针对巢湖市所具有的原污水低碳氮比 高碳磷比 尾水进入巢湖市饮用水保护区 对总磷 特征污染 物有更苛刻诉求的情况 重点通过后续特征污染物控制和外加 巢湖流域城市水污染控制及水环境治理技术研究与综合示范 4 强化物料实现污染物的高效稳定去除 研发与当地自然环境与 景观要求协调的小城镇污水处理与生态景观性土地处理联合技 术 结合当地经济条件落后 污染物控制同样严格 点源污染 分散性强的特点 研发小规模厌氧生物降解 微网分离 自然通风 滤池的污水处理工艺 依据合肥市污水厂污泥产生特征和资源 化处理需求 研究污 底 泥的污染及其可利用性状 发展以 干化 稳定化为核心 多途径转化利用配套的柔性处理与资源化 技术体系 集成以污泥生物干化 污泥基质利用为主线 多途 径利用为辅的成套化技术 根据巢湖市周边农肥出路较好的特 点 集成由脱水污泥与有机垃圾混合 混合物水解发酵 发酵 产物好氧稳定 以及稳定产物基质加工等环节组成的污水厂污 泥发酵制农肥技术 针对当地已有的污水处理工艺 生物 生态 联合处理工艺 开展以活性污泥数学模型和专家库为双核心的 污水处理厂运行管理科学决策辅助系统研究 提高污水厂达标 稳定性和减排效能 针对新建城市污水厂 结合巢湖流域的特 点 集成创新开发可以直接满足一级 A 标准的新工艺 3 工业园区水污染控制与水资源综合利用 工业园区水污染控制与水资源综合利用 为减少工业园区废水对巢湖水系的污染 针对园区工业废 水的节污减排 分散化工废水的预处理 综合化工废水的二级 处理和深度处理 以及园区水资源循环利用 开展氯碱工业循 环经济链的开发以及废水深度回用处理技术 高浓度有机废水 巢湖流域城市水污染控制及水环境治理技术研究与综合示范 5 可生化性改善的预处理技术 低碳高氨氮工业废水的资源化处 理技术 混合工业废水二级处理技术的优化 混合工业废水处 理厂尾水生物 生态深度处理技术及循环利用技术研究 通过 技术研发 技术集成和综合示范 建立工业园区输排水系统与 污水处理基础设施联合调控以及园区水资源优化调控的技术体 系 为巢湖流域城市工业区的水污染控制与水环境综合治理提 供技术支持 4 城市水系水质保障与修复技术研究 城市水系水质保障与修复技术研究 以合肥市南淝河和巢湖市环城河水系为对象 在识别城市 河湖水系污染物特征的基础上 开展以河湖水功能区划及水质 修复为目标的 库 河 湖 多闸坝水质水量调配 水陆生态界 面重建与污染生物生态拦截 底泥污染控制与河道生态修复 景观河道水质保障技术等研究 形成城市河湖水系水质保障与 修复技术体系与方案 通过示范工程的实施 实现示范区水环 境质量的改善 支撑依托工程的建设 促进城市水系健康稳定 运行 5 巢湖流域城市水环境治理与协同控污 巢湖流域城市水环境治理与协同控污 开展巢湖流域城市群动态环境容量及总量分配研究 城市 水污染控制及水环境治理技术集成研究 城市群联合控污机制 研究 水污染控制及水环境治理绩效评估及管理平台研究 通 巢湖流域城市水污染控制及水环境治理技术研究与综合示范 6 过技术研究集成 提出具有指导意义的巢湖流域水污染控制和 水环境整治集成技术体系 协同治污监管模式与监测技术手段 形成一个 技术支撑 机制保障 系统管理 的巢湖流域城市及城 镇群协同控污的技术 经济 政策法规保障体系 保障城市水 环境质量的持续改善 创建人水和谐的城市水环境管理模式 主要关键技术主要关键技术 合流制排水系统溢流污染控制与调控优化技 术 雨污混接系统的截流与溢流污染综合控制技术 城市河道 面源污染的源头治理技术 碳源自给与优化的低碳高氮磷城市 污水脱氮除磷技术 二沉池运行效能改进的活性污泥絮体形态 调控与异重流阻控技术 城市污水深度处理平面介质过滤与总 磷削减技术 活性污泥处理系统中有毒有害有机物识别与削减 技术 污水厂污泥生物 太阳能联合干化多途径利用技术 污泥 与城市垃圾混合水解 好氧稳定复合农业基质与沼气联产技术 小城镇污水生物生态联合深度处理技术 厌氧微网分离 多介质 生物滤池组合处理工艺技术 基于 ASMs ADM CWM 数学模型 的多模块多目标数字化污水处理厂模拟 诊断及控制技术 高 浓度难降解有机废水的厌氧 好氧生物活性碳流化床处理技术 低碳高氨氮工业废水的鸟粪石沉淀结晶与短程硝化反硝化联合 处理技术 工业园区污水厂尾水循环利用的生物 生态深度处理 技术 基于生态需水量的南淝河和环城河水系水量水质调配技 术 城市污水厂尾水景观河道回用深度处理的人工湿地高效脱 氮工程技术 河湖疏浚底泥稳定与污染生态修复技术 河道生 巢湖流域城市水污染控制及水环境治理技术研究与综合示范 7 态修复与景观适配构建技术 再生水补水河道水质保障与生态 修复组合净化技术 巢湖流域城市群水环境监控与预警技术 主要示范工程主要示范工程 合肥市老城区杏花排水系统 服务面积为 2 89km2 改造工程 合肥市南淝河上游截污与径流污染控制工 程 巢湖市环城河内合流制排水管网完善工程 以污泥为碳源 实现碳源自给与优化的城市污水升级达标处理示范工程 诱导 型污染控制的膜 生物反应器示范工程 规模 2000m3 d 小城镇 集中型污水生物 生态联合处理示范工程 黄麓污水厂 建设规 模 8000m3 d 巢湖市污水处理厂以饮用水保护为目标的特征污 染物去除深度处理示范工程 合肥循环经济示范园污水厂尾水 生物 生态处理与回用示范工程 南淝河水环境综合整治示范 工程 南淝河自董铺水库下游到合九铁路桥附近河段 4km 长度 范围内 巢湖市环城河丁岗河段 0 8km 水质保障示范工程 巢湖市环城河整治工程 合肥市 巢湖市环境监测能力平台建 设工程 示范区范围 示范区范围 选择位于巢湖流域产业和人口布局轴心的合 肥市与巢湖市作为示范城市 在轴线上的中庙黄麓镇进行城镇 水污染控制示范 项目预期成果及其主要经济技术考核指标 项目预期成果及其主要经济技术考核指标 1 在区域土地利用方案不变条件下 示范区年径流量削 减30 径流污染负荷降低40 2 合肥望塘污水处理厂出水达到达到国家 城镇污水处 巢湖流域城市水污染控制及水环境治理技术研究与综合示范 8 理厂污染物排放标准 GB18918 2002 的一级A标准等相关标 准 巢湖市污水处理厂出水稳定运行达标 3 合肥市污水厂生物干化污泥有机物降解率 40 干化 产物含水率 45 干化周期 45d 干化污泥掺烧燃尽率 99 干化污泥植物抑制率 10 干化处理投资 12万元 m3 d 干化成本99 干化污 泥植物抑制率 10 干化处理投资 12万元 m3 d 干化成本99 1 CO CO2 计 干化污泥植物抑制率 10 干化处理投资 12 万元 m3 d 干化成本99 1 CO CO2 计 干化污泥植物抑制率 10 干化处理投资 12 万元 m3 d 干化成本 30 元 m3 污泥生物太阳能干化含水率小于 60 3 巢湖市污水厂稳定运行达到一级 B 排放标准 4 巢湖市污水厂污泥和垃圾混合堆肥 有机物降解率大于 60 水解液 BOD NH3 N 大于 20 5 小城镇污水处理与生态联合处理技术 出水水质稳定达到 国家 城镇污水处理厂污染物排放标准 GB18918 2002 的一 级 A 排放标准 6 开发成功适用于新建大型污水厂的一级 A 达标工艺 在无 需添加外碳源情况下 能耗不超过现有一级 B 达标工艺 7 完成污水厂运行管理决策支持辅助系统的开发 针对污水 厂日常运行中出现的问题 可以提供辅助决策建议 8 申请软件著作 1 项 申请国家发明专利 10 项 新工艺 3 个 形成示范 4 个 培养博士研究生 12 名 硕士研究生 20 名 巢湖流域城市水污染控制及水环境治理技术研究与综合示范 82 三 课题 三 课题 3 工业园区水污染控制与水资源综合利用技术研究 工业园区水污染控制与水资源综合利用技术研究 与示范与示范 1 目标 目标 1 总体目标 总体目标 为减少工业园区废水对巢湖水系的污染 针对园区工业废水 的节污减排 化工废水的厂内污染控制 混合化工废水的二级处 理和深度处理 以及园区水资源循环利用 开展氯碱工业循环经 济链的开发以及废水深度回用处理技术 高浓度有机废水可生化 性改善及毒性削减的预处理技术 低碳高氨氮工业废水的资源化 处理技术 混合工业废水二级处理技术的优化 园区污水厂尾水 循环利用的生物 生态深度处理技术 通过技术研发 技术集成 和综合示范 建立工业园区输排水系统与污水处理基础设施联合 调控以及园区水资源优化调控的技术体系 提出污水厂尾水排入 环境水体和排入城市污水管网的对接标准 为巢湖流域城市工业 区的水污染控制与水环境综合治理提供技术支持 减轻工业园区 对巢湖流域的污染 保护巢湖水环境 2 第一阶段目标 第一阶段目标 通过对工业区水污染控制及水资源综合利用关键技术体系和 系统方案的研究 重点突破氯碱工业循环经济链以及节水减排技 术 有毒难降解有机废水和低碳高氨氮废水的预处理技术 园区 混合污水SBR处理工艺优化 污水厂尾水生物 生态深度处理与 巢湖流域城市水污染控制及水环境治理技术研究与综合示范 83 水资源循环利用技术 通过技术集成和综合示范 达到示范区 COD和氨氮负荷削减20 水资源循环利用率50 的目标 2 重点任务 重点任务 1 氯碱工业循环经济链的开发以及废水回用的深度处理技术 氯碱工业循环经济链的开发以及废水回用的深度处理技术 1 以科学发展观为指导 根据氯碱集团 以氯碱化工为基础 以 农用化工 精细化工和塑料化工为主导 的综合性化工企业特 点和氯碱化工行业发展趋势 采用清洁生产技术 提升和改 造企业集团内部各分公司之间的产业链关系 科学编织集团 内上中下游企业的一体化循环经济产业链条 通过企业集团 内各生产工艺之间的物料循环 延长生产链 减少生产过程 中物料和能源的使用与消耗 2 以固体废弃物资源化为纽带 依照清洁生产理念 构建企业 集团与外部企业对固体废物 如电石渣 盐泥等开发利用的 产业链 提出有利于资源循环利用的新型企业生态关系 减 少污染物排放 减轻经济增长对生态环境的压力 其中 对 于盐泥废物 以建筑材料开发 硫酸钡半成品提取和深加工 为出路 探索盐泥废渣科学 合理利用的新途径 对于产生 量较大的电石渣 通过废盐酸中和 氯化钙提取等途径 进 一步开发新产品 如工业减水剂 电石渣水泥和烟气脱硫材 料等 通过工业废物资源化途径 构建氯碱化工企业与外部 企业之间的新型企业生态关系 巢湖流域城市水污染控制及水环境治理技术研究与综合示范 84 3 根据生产过程中产生的碱性 酸性 含氯等废水的特点 优 化氯碱生产工序 通过调整不同生产工艺的用水量 使得酸 碱废水可以相互中和 从而减少后续污水处理过程中的药剂 投加量 4 对安徽氯碱化工集团的 用水 取水 回水 排水 进行清洁生 产审核 从源头控制用水量 减少废水产生量 从全厂角度 系统考虑水资源合理化的利用和节约途径 5 对已建污水处理系统进行改造提升 通过研究安徽氯碱集团 现有生物处理设施 生物接触氧化法 在工艺参数和水力特 性等方面的特点 提出优化的工艺参数 改善出水水质 6 建立一套污水回用深度处理设施 根据不同回用目的 冷却 水 厂区绿化 工艺用水 对混凝沉淀 曝气生物滤池 膜 分离技术进行模块化组合 分别建立冷却水 杂用水和工艺 用水的循环利用系统 研究回用指标体系 建设废水深度处 理回用示范工程 实现厂区废水的 零排放 2 高浓度工业废水减污与资源化预处理技术高浓度工业废水减污与资源化预处理技术 1 高盐度难降解有毒有机化工废水电催化氧化预处理技术高盐度难降解有毒有机化工废水电催化氧化预处理技术 以生产农药等产品为主的化工企业排放的废水 具有高盐度 高有机物浓度 强微生物生理毒性和难生物降解的特点 若直接 排入工业园区污水处理厂 势必造成污水处理厂生化处理系统的 不稳定 甚至瘫痪 因此 该类化工废水必须在厂内经过预处理 巢湖流域城市水污染控制及水环境治理技术研究与综合示范 85 去除生物毒性 电催化氧化技术无需考虑投加和回收超微细固体 催化剂的难题 适宜于处理高含盐 高浓度难降解有机废水 降低 对微生物的毒性和提高废水的可生化性 避免对工业园区污水处 理厂造成有毒污染物冲击负荷 筛选适合废水水质特点 并具有较高电催化特性的阳极材料 研究电极的几何形状和安装形式对高盐度难降解有毒有机废水预 处理性能的影响 研究温度 pH 水力停留时间 总溶解性固体 TDS 电压和电流密度等因素对电催化氧化处理效果的影响和 内在机理 研究有毒有害组分的降解和转化途径 确定有效改善 废水可生化性和降低毒性的最佳工艺操作条件 模拟研究电催化 氧化反应器水动力学特征 建立水动力学数学模型 利用模型优 化反应器结构与设计 开发电催化氧化自控系统 对设备进行集 成设计研究 对电催化氧化技术预处理高盐度难降解有毒有机化 工废水进行技术经济分析 并与 Fenton 试剂氧化 TiO2光催化氧 化等技术相比较 确定电催化氧化的推广应用价值 2 高浓度难降解有机废水厌氧 好氧高效生物预处理技术高浓度难降解有机废水厌氧 好氧高效生物预处理技术 高浓度难降解有机化工废水含大量难生物降解和强微生物生 理毒性的有机污染物 如不经过预处理直接排入园区混合污水处 理厂 将会对污水厂的稳定运行带来很大问题 高浓度难降解化 工废水处理一直是一个技术难题 以粒状活性碳为填料的生物活 性碳流化床工艺是国外上世纪八十年代末兴起的能有效处理该种 废水的新型技术 巢湖流域城市水污染控制及水环境治理技术研究与综合示范 86 根据废水水质特点 研究活性碳吸附性能 表面特性 外形 尺寸和机械强度对生物活性碳流化床厌氧段和好氧段处理效果的 影响 优选出适用于废水水质特点的粒状活性碳 研究温度 pH 水力停留时间 COD 负荷 反应器水动力学特征 生物膜 生长特性和厚度等要素对生物活性碳流化床厌氧段处理效果影响 和内在机理 确定最佳工艺操作条件 研究供氧 pH 水力停留 时间 COD 负荷 反应器水动力学特征 生物膜生长特性和厚度 等要素对生物活性碳流化床好氧段处理效果的影响和内在机理 确定最佳工艺操作条件 对生物活性碳流化床厌氧反应器和好氧 反应器联合运行处理废水工艺进行优化研究 对生物活性碳流化 床反应器进行模块化优化设计研究 研发实时自动监控系统 对 各种关键运行参数进行监控 保证反应器运行和处理稳定 确保 出水水质 3 低碳高氨氮工业废水的资源化处理技术低碳高氨氮工业废水的资源化处理技术 以生产合成氨 尿素 纯碱复合肥等产品为主的企业所排放 的废水往往具有低碳高氨氮的特点 其氨氮浓度往往上千 处理 一直是个难题 如果直接排入园区混合污水处理厂 则会引起较 大的氨氮冲击负荷 因此需预先在厂内进行处理 磷酸铵镁 MgNH4PO4 6H2O 俗称鸟粪石 是白色粉末无机晶体矿物 相对 密度 1 71 鸟粪石是一种高效的缓释肥料 在沉淀过程中不吸收 重金属和有机物 此外 它可用作饲料添加剂 化学试剂 结构 制品阻火剂等 因此该方法具有较高的经济价值 与传统活性污 巢湖流域城市水污染控制及水环境治理技术研究与综合示范 87 泥法相比 可以减少 49 的污泥体积 对实现氨氮资源回收具 有重要意义 本课题通过对鸟粪石化学沉淀法除氨氮技术的研究 确定该技术的除氨氮效果 影响因素与经济成本 从而经济有效 地降低低碳高氨氮工业废水中的氨氮 削减进入园区污水厂的氨 氮负荷 研究影响鸟粪石形成的因素 如 pH 反应时间和晶种 沉 淀剂 镁盐和磷酸盐 种类 有机物等其它杂质等因素对形成鸟 粪石的影响 确定适于合成氨废水氨氮去除的反应条件 研究镁 盐 磷酸盐投加量和鸟粪石回收率之间的关系 确定废水中生成 鸟粪石的 Mg2 NH4 PO43 离子的最佳比例 以实现有效去除 氨氮 又不引起磷二次污染 进行鸟粪石结晶反应动力学研究 通过结晶粒度分析 改善鸟粪石结晶体质量 使所生成的鸟粪石 具有较高的回收价值和市场价值 鸟粪石去除氨氮的经济效益分 析 对该工艺去除氨氮进行技术经济分析 并与吸附 好氧亚硝 化 厌氧氨氧化等技术进行比较 确定该技术的推广应用价值 3 混合工业污水 混合工业污水 SBR 处理系统的优化技术处理系统的优化技术 目前合肥循环经济园区混合污水厂所采用工艺为SBR SBR 工艺由于具有工艺流程简单 反应速率快 耐冲击负荷 不易发 生污泥膨胀等优点 目前应用广泛 但是该污水厂的来源大部分 为工业废水 由于化工废水中含有大量有毒污染物 且水质波动 大 应用传统SBR工艺处理化工废水的去除效果难以达到行业的 巢湖流域城市水污染控制及水环境治理技术研究与综合示范 88 排放标准 且系统运行不稳定 针对废水成分复杂 难降解等特 点 以及化工废水的减排需求 对污水处理工艺进行优化研究 对园区混合污水的水质进行深入分析 调查污染物组成与性质 研究污染物的生物降解性能和在SBR工艺中的归趋转化机理 利 用模型优化工艺运行参数 并采用投加活性炭颗粒 PAC 等新 的工艺方法增强对有毒物质的去除 形成一整套优化SBR运行的 控制软件 并建立相应的反应器优化控制系统 确保园区工业污 水不对巢湖水系形成污染 主要研究以下内容 1 有毒有害有机物的甄别及其在 有毒有害有机物的甄别及其在 SBR 工艺中的归趋机制工艺中的归趋机制 对进入污水厂的混合污水成分进行全面分析 确定污水中污 染物组成以及浓度 提出有毒有害污染物名单 研究 SBR 在好氧 缺氧及厌氧段对有毒污染物的去除情况及其机理 并探讨污染物 及中间产物以气体 出水及剩余污泥形式排出系统的各种机理 研究 SBR 工艺对废水毒性的削减效果与削减机理 研究混合污水 中主要有毒有害污染物在 SBR 工艺中的迁移转化规律 确定有毒 污染物在 SBR 系统中的去除机理和归趋机制 2 研究特征污染物在复合环境介质及微界面的反应动力学 研究特征污染物在复合环境介质及微界面的反应动力学 特征污染物在环境中的反应过程多发生在环境界面上 考虑 到化工废水中含有大量有毒污染物 且水质波动大的特点 研究 特征污染物在复合环境介质及微界面的反应动力学 探明不同界 面结构及其物理 化学和生物学特征对污染物界面反应的影响 确定污染物形态转化的微观界面效应 阐明截留过滤 吸附解吸 巢湖流域城市水污染控制及水环境治理技术研究与综合示范 89 氧化 还原 絮凝 生物等污染物转化过程的微界面作用原理 探索在复杂条件下水溶性特征污染物与水溶液悬浮物表面重要化 学键 如 OH 和 CH3 的取向规律和表面反应动力学 研究特 征污染物的微区化学反应动力学 3 有毒污染物在 有毒污染物在 SBR 系统中的强化去除技术系统中的强化去除技术 针对化工废水中有毒污染物较多的问题 在 SBR 系统中适时 适量投加 PAC 进行强化处理 重点考察其投加时间 投加用量 对毒物去除所产生的影响 考虑活性炭的投加量与处理效果和成 本之间的动态平衡 并在此基础上探索活性污泥和 PAC 对有机 毒物的协同处理作用 结合目前的吸附模型进行工艺的数学模拟 和过程优化 4 处理有毒废水 处理有毒废水 SBR 系统的模型构建 校准和验证系统的模型构建 校准和验证 针对化工类废水的水质特点 通过修正活性污泥 2 号模型 ASM2 和活性污泥 3 号模型 ASM3 建立描述该 SBR 系统 的生化过程模型 根据反应器的几何尺寸特性 构建描述该生产 性规模 SBR 反应器的水动力学模型 构建一套能够全面模拟 SBR 工艺运行特性的数学模型工具 在 SBR 中装配 DO pH ORP 等关键运行参数测定的传感器和信息处理系统 并建立获得关键计量系数和动力学参数的测定方法 通过在线获 取数据分析 得出准确的计量学系数和动力学参数 利用测得的 工艺运行数据对模型进行校准和验证 总结模型校准和验证的方 法和步骤 为 SBR 系统的优化运行提供依据 巢湖流域城市水污染控制及水环境治理技术研究与综合示范 90 5 处理有毒废水 处理有毒废水 SBR 系统的预测 调控和优化系统的预测 调控和优化 采用已经得到校准和验证的数学模型 预测在进水水质波动 和含有有毒污染物条件下 SBR 系统运行的出水水质 为工艺优化 提供技术支持 根据模型预测结果 确定和解决该工艺在处理化 工混合废水运行中存在的技术问题 并优化工艺运行参数 总结 国内外测定污水水质详细特性的基础上 结合国内的实际情况 总结测定详细水质特性的方法并进行验证 测定进水的水质特性 在此基础上 结合已经得到校准和验证的数学模型 评估其测量 数据的准确性 并进行调整 同时进行调研找寻模型模拟过程中 重要的计量系数和动力学参数 探索新的测定方法 并利用该方 法对 SBR 中活性污泥进行测定并对数学模拟技术的应用过程进行 分析 以期指导后期工作 6 处理有毒废水 处理有毒废水 SBR 的专家系统构建和控制软件的开发的专家系统构建和控制软件的开发 处理化工混合废水的 SBR 系统比较复杂 存在非线性 时变 性 不确定性和不完全性 需根据出水水质指标等系统控制要求 结合研究出的 SBR 系统优化模型 采用遗传算法 人工神经网络 和模糊数学等数学优化工具 使之满足系统的控制要求 结合现 代化数字技术 建立数字化操作平台 调控 改造和优化 SBR 工 艺 形成一套完整的 SBR 数字化技术 开发针对化工混合废水特 点的 SBR 工艺模型的控制软件系统 4 工业园区污水厂尾水循环利用的生物 工业园区污水厂尾水循环利用的生物 生态深度处理技术生态深度处理技术 巢湖流域城市水污染控制及水环境治理技术研究与综合示范 91 园区内有大量的绿地 附近还有合肥市二电厂需要大量的冷却水 从回用于园区绿化 市政用水以及电厂冷却水的角度出发 对园区二 级污水处理厂出水采取进一步处理措施 达到水资源回用的目的 采 取生物滤池 潜流人工湿地 自由水面人工湿地与生态氧化塘组合技 术 对污水厂尾水进行深度处理 进一步去除其中的氮 磷 有毒有 害物质 确保回用水质 主要研究内容 1 对混合工业污水处理厂尾水成分进行全面分析 确定污水中 污染物组成以及浓度 2 采用生物滤池 潜流人工湿地 自由水面人工湿地与生态氧 化塘组合技术处理污水厂尾水 研究影响氮 磷 以及主要有毒有害 污染物在上述生物 生态工艺中去除的环境因素和运行参数 确定最 佳工艺参数 3 研究尾水中的氮 磷 以及主要有毒有害污染物在生物滤池 潜流人工湿地 自由水面人工湿地 生态氧化塘工艺中的迁移转化 考察微生物和植物对氮 磷去除的协同作用 确定污染物的去除和归 趋机制 4 利用数学模型与智能模型研究生物滤池 潜流人工湿地 自 由水面人工湿地 生态氧化塘工艺中的氮 磷 有机物去除 建立适 于该工艺的灰箱模型 并利用模型对系统进行优化 5 工业园区尾水最终出路对策研究工业园区尾水最终出路对策研究 巢湖流域城市水污染控制及水环境治理技术研究与综合示范 92 化工园区建设渐成为国际发展主流 它是现代化学工业顺应大型 化 集约化 最优化 经营国际化和效益最大化发展趋势的产物 是 推进节能减排的重要途径 目前国内化工园区的污水处理模式通常为 各企业在采取必要的预处理后通过管网收集进入园区污水处理厂集中 进行达标处理 工业园区污水具有的高浓度 高盐度 成分复杂和难 降解等特点使得其处理难度大 处理成本高 往往难以达到较好的出 水水质 园区污水处理厂处理后的尾水通常有以下几个最终出路 1 园区回用 2 直接排入园区附近的受纳水体 3 接入城市排水 管网输送到城市污水处理厂作进一步处理后最终排放入环境中 园区 回用无疑是最环保方式 在条件允许的情况下 应尽可能采用园区水 循环回用模式 但是回用模式往往受制于污水处理技术和处理成本的限 制 因此 部分或者全部工业园区尾水直接排入受纳水体或者接进入 城市污水管网是最通常的出路模式 主要研究内容 1 基于区域水环境承载容量的园区尾水直排水体的水质标准研究 基于区域水环境承载容量的园区尾水直排水体的水质标准研究 目前很多化工园区都是临河 湖或海等最终受纳水体建立 园区 的尾水直接进入这些水体也就是一个自然的选择 这种排放模式的水 环境管理上目前存在的一些问题有 1 采用怎样的排放标准才能适 应区域水环境保护的要求 2 如何根据受纳水体的承载能力对常见 污染物指标如 COD 氨氮和磷进行总量控制 3 化工园区尾水含有 许多难降解和有毒有害的特征组分 会对受纳水体的生态系统产生不 利影响 还可能会对区域饮用水的安全造成隐患 如何对这些组分对 水环境的影响进行评价并进行适当的浓度和总量控制是一个急需解决 巢湖流域城市水污染控制及水环境治理技术研究与综合示范 93 的问题 主要研究内容是根据国内外的先进经验和国内实际情况 提出适 用于中国国情的基于区域水环境承载容量的工业园区尾水排入不同等 级受纳水体时的水质标准建议 该建议的水质标准不仅包括常见水质 参数 也应涵盖对水体质量影响特别大的难降解和有毒有害的化学特 征组分 同时对如何依据受纳水体的允许环境容量对工业园区尾水的 排放总量进行动态管理进行研究 对工业园区污水处理进行科学指导 和管理 2 基于城市污水处理系统处理能力的园区尾水接管水质标准研究 基于城市污水处理系统处理能力的园区尾水接管水质标准研究 建设部于 1999 年颁发的行业标准 CJ 3082 1999 污水排入城市下 水道水质标准 规定了排入城市下水道污水中 35 种有害物质的最高 允许浓度 工业园区尾水接入城市污水管网的接管标准通常也采用此 标准或相应的地方标准 目前园区尾水接入城市管网存在的主要问题 是工业污水中大量难降解和有毒有害的化学成分会对城市污水厂的稳 定运行带来影响 在很多情况下导致污水厂出水不能达到有关排放标 准 主要研究内容是根据国内外的先进经验和国内实际情况 提出适 用于中国国情的基于城市污水处理系统处理能力的园区尾水接管水质 标准建议 该建议的水质标准不仅包括常见水质参数 也应涵盖对城 市污水处理厂稳定运行影响特别大的难降解和有毒有害的化学特征组 分 同时研究如何根据城市污水处理厂处理能力对园区尾水接管水量 水质和排污总量进行动态计算和监管 确保城市污水厂的稳定达标运 行 巢湖流域城市水污染控制及水环境治理技术研究与综合示范 94 3 关键技术及其科学问题 关键技术及其科学问题 1 关键技术 关键技术 1 适用于氯碱工业不同回用目的的污水深度处理模块化组合技 适用于氯碱工业不同回用目的的污水深度处理模块化组合技 术术 根据循环经济的理念 从节水减排的角度出发 开展以清洁 生产为基础的氯碱工业循环经济链的开发 根据回用于氯碱工业 冷却水 杂用水和工艺用水等不同回用目的 对混凝沉淀 曝气 生物滤池和膜分离技术进行模块化组合 对厂区生物处理的尾水 进行深度处理 提高水资源的利用率 实现厂区废水的零排放 2 高盐度高浓度难降解有机废水毒性削减与可生化性改善的预 高盐度高浓度难降解有机废水毒性削减与可生化性改善的预 处理技术处理技术 利用电催化氧化技术处理高含盐 高浓度难降解有机化工废 水 降低废水的微生物生理毒性 提高废水的可生化性 减轻对 工业园区污水处理厂的毒物冲击负荷和有机负荷 提高系统的运 行稳定性 颗粒活性碳生物流化床工艺厌氧段对高浓度有机化工废水进 行初步处理 大幅消减 COD 负荷并提高废水可生化性 好氧段 则对厌氧段出水残留的难降解污染物进行好氧降解 进一步消减 COD 负荷 达到排放标准 工艺具有处理效率高 工艺稳定 耐 冲击负荷 污泥量少 占地省以及运转费用低的特点 特别适用 于高浓度难降解有机化工废水的预处理 巢湖流域城市水污染控制及水环境治理技术研究与综合示范 95 3 高氨氮工业废水的鸟粪石沉淀结晶资源化预处理技术 高氨氮工业废水的鸟粪石沉淀结晶资源化预处理技术 利用鸟粪石沉淀法 向含有高氨氮的污水中加入镁盐和磷酸 盐 生成难溶的鸟粪石沉淀 鸟粪石是一种高效的缓释肥料 在 沉淀过程中不吸收重金属和有机物 此外 它可用作饲料添加剂 化学试剂 结构制品阻火剂等 鸟粪石沉淀结晶法与传统活性污 泥法相比 可以减少 49 的污泥体积 对实现氨氮资源回收具 有重大意义 4 工业园区混合污水 工业园区混合污水 SBR 处理工艺数学模型的构建以及控制软处理工艺数学模型的构建以及控制软 件的开发件的开发 工业园区混合污水含有的污染物种类繁多 水质复杂且波动 大 对处理工艺的稳定性影响较大 容易引起出水超标 针对废 水成分复杂 难降解等特点 以及化工废水的减排需求 在试验 研究和数学模拟的基础上 对处理混合化工废水的 SBR 工艺进行 全面优化 形成一整套优化 SBR 运行的软件系统 并建立相应的 反应器优化控制系统 指导 SBR 工艺处理混合化工污水的运行 5 以工业园区污水厂尾水循环利用为目的的生物 以工业园区污水厂尾水循环利用为目的的生物 生态深度处理生态深度处理 技术技术 工业园区混合污水经 SBR 工艺处理后 尾水中仍然存在少量 有毒有害物质和一定浓度的总氮 如果单纯利用人工湿地处理尾 水 在冬天总氮难以达标 因此在人工湿地前采用生物滤池 利 用微生物的作用进一步去除尾水中的微量有毒有害有机物和含氮 物质 之后利用多级人工湿地 潜流人工湿地 自由水面人工湿 巢湖流域城市水污染控制及水环境治理技术研究与综合示范 96 地 生态氧化塘 进一步去除尾水中的氮 磷和有机物 使其出 水的 COD 氨氮等主要指标达到 地表水环境质量标准 GB3838 2002 的 类标准 2 科学问题 科学问题 1 从氯碱工业生产工艺出发 依照清洁生产的理念 开发适合研 究区的循环经济链 提高水资源的利用率 确定污水回用的水质指标 体系以及实施指南 建立废水处理与回用的优化组合系统和综合集成 技术 2 利用电极表面发生的直接电化学反应或产生的强氧化性活性物 质的间接电化学反应降解废水中有机污染物的电催化氧化技术 不受 废水含盐量和有毒污染物浓度的影响 特别适合高含盐 高浓度难降 解有机化工废水的预处理 可以降低废水对微生物的毒性 提高废水 的可生化性 并削减 COD 减轻对工业园区污水处理厂的毒物冲击负 荷和有机负荷 提高系统的运行稳定性 3 以粒状活性碳为填料的厌氧 好氧生物活性碳流化床工艺将活 性碳吸附和微生物降解功能有机结合起来 特别适合处理水质复杂 水量变化大的高浓度有机化工废水 厌氧段大幅度消减 COD 负荷 好氧段对厌氧段出水中残留的难降解物质进一步强化处理 反应器模 块化设计和实时自动监控技术 确保处理工艺运行稳定 4 从废水资源化的角度出发 利用鸟粪石沉淀技术去除低碳 高氨氮废水中的氨氮 研究镁盐和磷盐的适用种类以及最佳投量 巢湖流域城市水污染控制及水环境治理技术研究与综合示范 97 研究鸟粪石结晶动力学 改善晶体质量 提高鸟粪石的回用价值 即可控制出水的氨氮浓度达到进入污水厂接管标准 又有利于实 现低碳高氨氮废水的处理与资源化 5 在充分了解园区混合污水水质的基础上 研究其中有毒有害有 机物在 SBR 工艺中的去除机理 并利用数学模型和智能模型对 SBR 工艺的运行模式和运行参数进行调整和优化 6 研究园区污水厂尾水中的氮磷和微量有毒有害有机物在生物滤 池 潜流人工湿地 自由水面人工湿地 生态氧化塘工艺中的去除机 理 并建立灰箱模型 提出上述工艺达标排放的最佳运行参数 7 根据我国国情 研究基于区域水环境承载容量的工业园区尾水 直排水体的水质标准和基于城市污水处理系统处理能力的园区尾水排 入城市污水管网系统的接管水质标准 为工业园区尾水最终出路的管 理决策提供科学依据 4 示范工程 依托工程及配套条件 示范工程 依托工程及配套条件 1 安徽氯碱化工集团污水处理及回用示范 安徽氯碱化工集团污水处理及回用示范工程工程 安徽氯碱化工集团系国有大型工业企业和全国化工系统重点 生产企业 也是合肥市目前最大的综合性化工企业之一 始建于 1957 年 经过 50 来年的发展 集团公司已发展成为以氯碱化工 为基础 以农用化工 精细化工和塑料化工为主导的综合性化工 企业 现有主要产品和规模为 100000 吨 年烧碱 其中 50000 吨 年离子膜烧碱 20000 吨 年片碱 60000 吨 年液氯 50000 吨 年盐酸 35000 吨 年 PVC 50000 吨 年保险粉 30000 吨 年 巢湖流域城市水污染控制及水环境治理技术研究与综合示范 98 农药杀虫剂 5000 吨 年草甘酸 5000 吨 年三氯化铁等 根据规 划 十一五 期间 烧碱规模达 300000 吨 年 PVC 将达 200000 吨 年 保险粉产量 100000 吨 年 农药总生产能力达 50000 吨 年 目前废水排放量约为 19000 m3 d CODr 933 t a NH3 N 209 t a 属于重污染企业 废水在厂区内目前采用生物接触氧化法进行处 理后排放 排放路线经合裕路市政污水管网 进入氯碱化工排污 沟 再排入南淝河 当前 该集团公司已开展了循环经济建设规 划 搬迁至合肥循环经济园后 拟进行节污减排的工艺改革 减 少污染物排放量 针对氯碱集团是拟进入工业园区的最大排污企业 氯碱企业 污水的回用将极大减轻园区污水处理的负荷 并减少污染物的外 排 本课题以安徽氯碱化工集团为依托 研究氯碱工业清洁生产 工艺开发与水回用深度处理技术 实现原料的消耗和废物的减量 化 达到节水减排的目的 提高水资源的循环利用率 拟建 200m3 d 规模的污水深度处理回用示范工程 2 高盐度农药废水电催化氧化处理的示范 高盐度农药废水电催化氧化处理的示范工程工程 合肥久易农业开发有限公司是经国家经贸委核准的农药定点 企业 属民营科技型企业 年产 100 吨