01發明創新點

　　近年來，我國城鎮污水處理事業快速發展，而中小城鎮污水處理事業發展嚴重滯后，存在污水處理適用技術嚴重匱乏、工程建設和運行維護資金不足、運行團隊業務水平普遍低下、市場化運作能力不足、系列化成套設備嚴重緊缺等一系列問題。

　　本發明基于我國小城鎮進水水質水量波動性強的特點，設置兼具沉砂作用的進水調節池，并考慮在冬季低溫條件下增設太陽能水循環系統等加溫裝置;基于我國小城鎮發展水平和運行維護方便等要求，創新提出立體組合平板式攔污格柵，僅通過一次水力提升，即可完成細格柵和超細格柵的過濾作用，并同時實現柵渣的脫水;基于我國小城鎮的來水水質水量波動強、技術人員匱乏、運行維護能力不足、急需裝置具備自運行能力等情況，通過單溝道氧化溝系統，在其內部設置籠式填料系統和兼具二沉池功能的MBR系統等工藝創新，可有效緩沖進水水質水量沖擊，緩解冬季低溫時的硝化能力下降影響，充分考慮膜組件故障時的連續運行要求，確保污水處理廠穩定達標排放。

　　02應用領域和范圍

　　屬于污水處理技術領域，適用于我國村鎮地區小規模污水處理。

　　03實施效果

　　目前，采用本專利技術研發的小規模污水處理成套裝備已在江蘇常州、天津靜海、浙江嘉興、陜西西安等地得到了工程應用，應用過程中實現了以下目標：

　　1、針對我國小城鎮污水水質水量波動性較強晝夜變化大的特征，采用兼具沉砂效果的進水調節池，緩沖水質水量波動同時，通過曝氣旋流實現沉砂除砂效果，在冬季低溫條件下，可考慮太陽能水循環系統等加溫措施。

　　2、采用立體組合平板式攔污格柵，細格柵和超細格柵層疊設置，中部通過法蘭連接，減少了常規格柵渠道設置的需求;格柵柵板采用孔板結構，實現顆粒物和纏繞物的全攔截，其中上部格柵采用5～8 mm孔板，下部格柵采用1～2 mm孔板，通過一臺設備實現各種類型格柵的全攔截。

　　3、采用籠式填料系統，填充率和設置點可靈活調整，并可通過預掛膜模式實現填料系統的快速啟動，同時將懸浮填料填充在一個籠子里，減少對設備、儀表的磨損。

　　4、采用兼具二沉池功能的MBR系統，在膜組件故障或更換時，可按二沉池模式運行，實現故障下的裝置不間斷運行目標，膜組件底部有穿孔曝氣系統，按間歇模式運行，實現對膜表面水力沖刷作用，停曝時，通過系統的預沉淀作用實現膜組件的低污泥濃度出水，減輕對膜組件的磨損，提高MBR系統壽命。

　　5、小規模污水處理成套裝備集成了以上功能區模塊特點，系統運行穩定，出水可達到一級A、一級B或地方排放標準。

　　04產業化及市場應用情況

　　依托國家科技支撐課題“模塊化整體式自運行污水處理系統研發及集成應用”(2014BAC20B01)，課題承擔單位中國市政工程華北設計研究總院有限公司采用本專利技術研發了小規模污水處理成套裝備。為實現裝備的產業化、規范化和標準化，課題參加單位江蘇一環集團有限公司(大型污水處理設備制造加工企業)對生產車間、倉庫進行了改擴建，購置了相關生產設備104臺/套，形成年產50臺/套的生產線，并制定3項相關企業標準(已在相關部門備案)。

　　目前，本專利技術已成功應用于小城鎮污水處理領域。小規模污水處理成套裝備在江蘇常州、天津靜海、浙江嘉興、陜西西安等地得到了示范應用。結果表明，系統運行穩定，出水可滿足一級A、一級B或地方標準等排放要求，同時實現了污水處理裝備安裝簡便、施工周期短、占地面積小、投資和運行費用節省的目標。

　　圖1常州模塊化裝備應用示范

　　圖2天津靜海惠豐中村污水處理工程應用示范

　　圖3嘉興烏橋村污水處理工程應用示范

　　圖4陜西西安應用示范

　　05技術優勢

　　中國市政工程華北設計研究總院有限公司及下屬的城市環境研究院作為國家級污水處理行業領軍企業和具有國際影響力的國家級污水處理工程技術研究中心，利用自身優勢，將創新研發的污水處理技術快速實現工程應用和產業化推廣，將新研發技術在工程實踐中不斷完善和發展，形成了一條污水處理技術產、學、研、用全流程開發模式和推廣路徑，大大縮短了創新技術理念到實際工程化應用的周期，有效提高了新專利技術的價值體現。具體聯系污水寶或參見http://www.dongaorq.cn更多相關技術文檔。

　　本發明專利技術屬于基礎型原創技術，中國市政工程華北設計研究總院有限公司及下屬的城市環境研究院，通過與江蘇一環集團有限公司強強合作，迅速將本發明專利技術率先應用于江蘇常州、天津靜海、浙江嘉興、陜西西安等小規模污水處理工程。通過本專利技術的應用，有效改善了污水直排導致的環境問題，提高了村鎮居民生活質量，得到了用戶單位的普遍認可和高度評價，為本專利技術的廣泛推廣應用積累了工程案例推廣和工程實施經驗。

　　本專利技術通過創新提出兼具沉砂功能的調節池、立體組合平板式攔污格柵、配套籠式填料系統和兼具二沉池功能的MBR系統等新理念、新工藝，在生物系統總停留時間不足8小時的情況下，實現了出水一級A達標排放，同時使污水處理系統占地面積減小20%以上，并相應減少了動力能耗。

　　06專利運用及保護

　　本發明專利是基礎型原始創新技術，為加強專利的管理和保護，中國市政工程華北設計研究總院有限公司及下屬城市環境研究院制定了嚴格的專利技術管理制度，對專利申請、維護、使用和保護等作出了嚴格的規定，公司指定專人負責專利管理和維護工作，并授權公司法律顧問負責指導、監督和維護專利實施，以及專利維權等工作。

　　07效益分析

　　與傳統氧化溝、A2/O、接觸氧化等常規污水處理工藝相比，一體化短流程高效除磷脫氮污水處理系統及處理工藝綜合了氧化溝和A2/O工藝特點，抗沖擊能力強，總體停留時間節省1/5～1/4，占地節省20%以上，工程造價節省20%～40%，系統出水達到一級A排放標準條件下，運行成本降低20%以上，可實現較好的經濟效益。

　　通過應用本專利技術的小規模污水處理成套裝備在我國村鎮地區的推廣應用，可有效改善農村污水直排河道的問題，促進農村水環境質量提升，有利于提高居民生活質量，滿足居民日益增長的美好生活需求，從而實現良好的環境和社會效益。

　　08應用前景

　　隨著我國城市級污水處理設施覆蓋率的幾近飽和，縣級地區污水處理設施覆蓋面的大大提高，生活污水處理的重點開始轉向鎮鄉村地區。2012年，我國村鎮污水處理率僅為8%，而當時城鎮污水處理率達87%。隨著我國生態建設和環境保護力度的加大，村鎮污染治理力度也在不斷加強，生態環境部、財政部、住建部都在積極推進農村環境綜合整治。據研究估算，2035年我國農村生活污水處理市場規模將超2000億元，萬噸級特別是千噸級以下的污水處理設施有巨大需求。

　　針對此市場需求，采用本專利技術研發的小規模污水處理成套裝備，不同于此前已有的應用于單戶或幾戶人家的分散式處理設備，而是目前市場上較缺乏的處理量在50～5000m3/d的成套設備，并形成了規范的一體化或模塊化的設施建造模式，適用于鎮鄉村及獨立片區等“小集中、大分散”區域生活污水的處理與利用，符合“小城鎮、大戰略”和“扎實推進社會主義新農村建設”的國家發展戰略需求。

　　該成套裝備能夠有效應對我國村鎮地區污水水質水量波動大、運行維護專業人員缺乏等問題，無需投加化學藥劑，可保證出水水質達到一級或地方排放標準，占地面積小，安裝簡便，大大降低了建設運行費用，緩解了村鎮地區污水處理設施運行資金壓力。不僅可有效改善我國農村地區水環境質量，還有利于促進全社會的可持續發展，在當前和未來我國村鎮地區污水處理、節能降耗要求逐步規范和嚴格的背景下，本專利具有廣泛的推廣應用前景。

　　09獲獎情況

　　作為國家科技支撐計劃課題“模塊化整體式自運行污水處理系統研發及集成應用”的重要研究成果，獲2018年度中國建設科技集團股份有限公司科技進步一等獎。(來源：中國給水排水 作者：孫永利)