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    HPB技术回顾 | 大规模产业化应用四年,我们交出了一张怎样的答卷?(一)
    作者:admin 时间:2022-09-19 分类:最新资讯

    翻开史册,从历史中去找寻,

    历经百年却一直占据行业主导地位的技术,

    可谓是屈指可数。

    但,活性污泥法实现了。

    畅想未来,从展望中去探索,

    即便是活性污泥法,也会面临发展困境,

    唯有革新方可致远。

    幸,HPB技术做到了。

    1964年,同济大学开展《硅藻土过滤技术研究》开始,关于HPB技术的初步研发就已经展开。1992年,第一套设备在浙江省宁海县应用。

    以原材料作为突破口,科研团队不断改进技术。2000年,初代技术在水处理中得到进一步推广。2003年,该技术列入《上海城市水环境改善技术及综合示范项目》(国家863计划)子课题。2006年,该技术多次开展小试、中试及生产性实验研究,均取得了较好的效果,课题顺利通过上海市教委组织的专家鉴定,研究成果达到国际先进水平。

    伴随着国家对生态环境保护重视程度的显著提高,在污水处理规模不断增大、污水排放标准提升的情况下,历经五十余载沉淀,2019年,该项目技术被正式命名为“高浓度复合粉末载体生物流化床技术(HPB技术)“,并以湖南为中心,开始大规模产业化应用。

    这四年,

    是HPB技术坚持区域深耕,

    实现“从1到N”新突破的四年。

    我们从三湘大地起步,拓宽边界,让足迹遍布广东、河南、海南、江苏、山东、黑龙江等全国二十余省市。

    我们从融合创新入手,持续延伸,让HPB技术与AAO、氧化沟、SBR等多种活性污泥工艺结合应用。

    我们从升级服务开始,持续赋能,用技术助力地方水务集团、设计院、央企国企等更多的业内企业。


    2019年

    宁乡大成桥新建污水处理厂项目

    【HPB技术大规模产业化落地的开端】

    项目背景:大成桥镇污水处理厂总规模2000m³/d,近期设计规模1000m³/d,出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准。

    解决方案:污水处理主体技术为HPB技术,具体工艺流程为:进水→格栅→均质沉淀池→旋流沉砂池→HPB生化池→浓缩沉淀池→人工湿地→紫外消毒→达标排放。


    湖南省益阳首创团洲污水处理厂应急处理项目

    项目背景:益阳团洲污水处理厂原处理规模为10万m³/d,提标扩建工程目标为16万m³/d。出水标准由一级B标准升级至一级A标准。

    项目难点:停水改造风险大:在提标扩建中需要将氧化沟和二沉池分组停水改造,将会造成污水厂减产,污水下河。

    项目亮点:采用HPB技术对现状生化池进行应急强化,在二级处理构筑物减半的情况下,维持处理水量(10万m³/d)不变,水质标准不降低。


    湖南省长沙市新开铺水质净化厂提标扩容项目

    【HPB技术首次与AAO进行融合创新】

    项目背景:长沙市新开铺水厂位于长沙市天心区,建于2009年,日处理污水能力10万吨,目前已稳定运行12年,纳污面积22.95km2,服务人口约32万人。

    处理规模:水厂现状已建总规模10万m³/d,需扩容提高至19万m³/d

    提标需求:出水水质由《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准提高至《湖南省城镇污水处理厂主要水污染物排放标准》(DB43/T1546-2018)一级标准。

    项目难点:

    用地紧张、征地面积大:原设计扩建需要征地94亩,征拆困难极大;

    拆迁费用高,总投资金额高:按照原扩容设计,预估拆迁费用7.4亿元,建设费用4.9亿元,整个项目投资总额预计达12.3亿元。

    解决方案:采用HPB技术将在不新增用地前提下,实现原位提标扩容,投资总额由原设计方案的12.3亿元减少至3.52亿元,投资节省比例70%,同时运行期间药耗可降低20%左右。

    专家论证:2020年4月17日,举行新开铺水质净化厂二期改扩建工程应用HPB技术专家论证会。哈工大教授、中国工程院任南琪院士、原北京排水集团总经理杨向平教授、原北京市政设计院总工程师杭世珺教授、湖南大学柯水洲教授、湖南省建筑设计院副总工程师罗惠云教授等参加了专家论证会。

    专家组指出,HPB技术可有效解决城镇污水处理厂在新建、提标、扩容过程中面临的征地拆迁难、投资和运营成本高、建设周期长等突出问题,新开铺水质净化厂二期改扩建工程应用HPB技术具有示范效应和推广意义。

    项目价值:

    实施效果:采用HPB技术后出水水质可稳定达到《湖南省城镇污水处理厂主要水污染物排放标准》(DB43/T1546-2018)一级标准(其中主要污染指标限值为:COD≤30mg/L、NH3-N≤1.5mg/L、TN≤10mg/L、TP≤0.3mg/L)。

    经济效益:HPB技术顺利实现原位提标扩容,投资总额由原设计方案的12.3亿元减少至3.52亿元,投资节省比例70%,同时运行期间药耗降低20%左右。

    生态效益:新开铺水质净化厂二期提标扩建项目完成后,尾水排入圭塘河,本项目尾水水质达标,不会对圭塘河造成进一步污染,反而可对水体污染进行稀释和补水,从而改善现有水体环境,长期补水可对圭塘河水质净化、水体环境功能提升起到良好促进作用,有效改善市民居住环境。


    2020年

    湖南省长沙经开区城东(黄花) 污水处理厂项目

    【HPB技术首次应用于含较大占比工业污水的新建污水处理厂】

    项目背景:城东(黄花)污水处理厂纳污片区内污水主要为入驻企业产生的工业废水和生活污水,其中排水量最大的一家企业每天产生的工业废水约为4.5万吨/天,生活污水约为1万吨/天。城东(黄花)污水处理厂规划远期总规模为10万吨/天,本次建设近期规模为7万吨/天,接收处理纳污范围内的工业废水和生活污水,出水水质执行《湖南省城镇污水处理厂主要水污染物排放标准》(DB43/T 1546-2018)中的一级标准。

    项目难点:因排水水质及排水水量均具有不确定性,污水处理系统需要有足够的抗水质冲击负荷能力;同时纳污片区内存在雨污分流不彻底的情况,雨季时,污水厂的来水量大幅增加,污水处理系统需要有足够的抗水量冲击负荷能力。

    项目亮点:采用HPB技术强化AAO生化池功能,可确保污水厂不停水、不减产,污水不下河,出水水质稳定达标,并大幅提高了稳定达标排放的安全性;同时,可使生化池处理能力翻倍,远期扩容时,可不另行建设生化池,有效减少改扩建的投资和用地。


    湖南省郴州市永兴县柏林工业园污水处理厂项目

    项目背景:永兴县柏林工业园污水处理厂(二期)总处理规模为5100m³/d(已建),其中初期雨水(含重金属)处理规模3600m³/d,生活污水处理规模1500m³/d。污水处理厂的常规污染物设计出水标准为《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级B标准。

    项目难点:

    处理要求高:生活污水处理系统中生化段设计水力停留时间短,为满足污水处理需求,急需提高其脱氮除磷效率;

    效率要求高:厂区构筑物较为紧凑,可利用面积小,对改造工艺的污染物处理效率要求高;

    运营成本高:厂区对初期雨水处理的设计工艺较为复杂,耗电量极高,后续运营费用较高。

    项目价值:

    社会效益:采用HPB技术,柏林工业园污水处理厂成功完成提标改造,极大地完善了当地公共服务设施的建设,有效地改善了当地人民的居住环境,提高居民的生活幸福指数,具有较好的社会效益;

    经济效益:采用HPB技术,有效降低运行成本。作为柏林工业园的配套设施,有利于后续园区的招商引资,具有较大的经济效益;

    环境效益:有利于消减污染物排放量,从而改善城镇水环境质量,具有较好的环境效益。


    2021年

    广东省粤海水务云浮市城区污水处理厂项目

    【HPB技术首次与氧化沟工艺进行融合创新】

    项目背景:云浮市城区污水处理厂位于广东省云浮市东北侧。现状总设计规模6万m³/d,服务面积20平方公里,服务人口约25万人。

    处理规模:水厂现状已建总规模6万m³/d,需扩容至10万m³/d

    提标需求:排放标准由一级B标准提升至准IV类水质标准。

    解决方案:采用HPB技术,通过生产性试验的形式,在土建不变的情况下提升单座生化池处理能力,有效解决溢流污水下河的问题。同时,通过对生产性试验改造后出水水质情况、运行成本、维护管理等效果比较,印证该项目安全可靠、经济合理。


    无锡市高新水务有限公司工艺系统提标改造项目

    【HPB技术首次与MSBR工艺进行融合创新】

    项目背景:无锡新城污水处理厂一期(5万m³/d)和二期工程(4万m³/d),梅村四期(5万m³/d)和五期工程(5万m³/d)主体均采用MSBR工艺,出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准。本次提标改造需将生化池出水水质提升至TN≤10mg/L且NH3-N≤1mg/L。

    项目难点:

    (1)本项目厂区现状用地紧张,且污水处理厂附近多为企事业单位,土地价值较高且无征地空间,因此本次扩容工程需采用高效、节地的处理工艺在原厂范围内实现扩容改造,不再新增征地。

    (2)此次提标扩容改造,需实现不停水、不减产提标扩容改造,改造难度较大,对污水处理工艺及施工过程要求高。

    项目亮点:在不新增用地、不改动现状土建设施的条件下,通过HPB技术改造,仅增加生化池中搅拌设备、载体投加和回收系统即可达到提标要求。同时,在改造过程中不停产,不减产,改造后系统抗冲击负荷能力强。


    山东省平阴县第二污水处理厂提标改造项目

    【HPB技术首次落子山东区域】

    项目背景:平阴县第二污水处理厂位于平阴县新220国道以南,安栾河以东,占地面积35.94亩,服务范围主要包括部分平阴县县城居民区和平阴工业园东区,工程设计规模为2万m³/d,土建部分一次性建成,设备分两期安装,其中一期建设规模1万m³/d。工艺流程:进水→预处理→初沉池→AAO 生化池→二沉池→活性砂滤池→接触消毒→达标排放;出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)的一级A标准。

    项目难点:进水工业污水占比大,水质波动大,实际运行过程中,水质无法稳定达到排放标准(一级A),且随着当地环保部门发布更严格的技术要求,出水水质需进一步提升至地表“准IV”标准(TN≤10mg/L)。

    项目亮点:采用HPB技术改造后,系统抗冲击能力较强,大幅节省了药剂投加量,碳源投加节省约25%,后端深度处理药剂(PAC及PAM)节省约30%。同时,出水标准由一级A标准提升至地表“准IV”标准(TN≤10mg/L),为后期厂区提质改造打下了良好的基础。


    河南省濮阳市第一污水处理厂提标改造项目

    【HPB技术首次落子河南区域】

    项目背景:濮阳市第一污水厂现状设计处理规模为10.0万m³/d,采用“进水→粗格栅提升泵房→细格栅及旋流沉砂池→生化池→二沉池→中间提升泵站→机械混合池→连续流动床过滤池→接触消毒池→达标排放”的处理工艺,出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准。

    项目难点:本工程属于提标工程,出水水质需从《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准提升至《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)准IV类标准(其中TN≤10mg/L),需对厂区多处功能单体进行改造;另外,污水处理厂纳污范围为市中心化工路以东,马颊河以西的老城区,以及马颊河以东的部分老城区,为濮阳市的核心地段,改造过程中不能停产或者减产,否则会造成市区管道水体溢流,影响周边居民日常生活和城市形象。

    项目亮点:利用HPB技术在不停产及减产的条件下,对厂区进行提标改造,改造周期短(3个月),出水水质高,同时生化池抗冲击负荷能力更强。


    2022年

    湖南省永州市宁远县第二污水处理厂改扩建工程

    【第一个提标扩容的全场改造EPC项目】

    项目背景:宁远县第二污水处理厂设计规模为2万m³/d,现状污水处理工艺为:预处理+DN反硝化生物滤池+C/N曝气生物滤池+紫外光消毒池,尾水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准。本次改扩建需在原厂范围内将设计规模由现状的2.0万m³/d扩容至3.0万m³/d。

    项目难点:宁远县第二污水处理厂北面为泠江,东面紧邻德丰污水处理厂,南面为居民区,厂区用地十分紧张,扩容改造困难较大。

    项目亮点:采用HPB技术,将原厂预处理中的斜管沉淀池改造为厌氧池,新建缺氧池、好氧池,将原曝气生物滤池改造为深度处理综合池(斜管沉淀池+砂滤池),同时改造污水厂内配套的管路系统及配套设施等,可在不新增用地前提下,实现规模由2.0万m³/d扩容至3.0万m³/d的目标,同时生化池抗冲击负荷能力更强,可保证出水水质稳定达标。


    海南西崩潭污水溢流控制项目

    【HPB技术首次落子海南区域】

    项目背景:西崩潭污水溢流控制项目位于西崩潭村附近,设计规模1.5万m³/d。污水处理工艺流程为:粗格栅→集水池→细格栅→曝气沉砂系统→HPB改良AAO生化池→二沉池→高密度沉淀池→滤布滤池→紫外消毒渠→计量渠。出水水质执行《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中的地表水Ⅳ类标准(TN≤15)。

    项目难点:本项目靠近居民区和公园,用地紧张,核心处理段生物池水力停留时间短(不足6h),但进水水质及水量变化大,出水水质要求高,因此对生物池的处理效率及抗冲击负荷能力要求高。

    项目亮点:本项目占地面积小,施工周期短,投资低,对系统水质、水量的耐冲击负荷较强,设计总处理水量为1.5万m³/d,实际总处理量达到2.0万m³/d,生化池实际总停留时间约为4.1h,且出水仍能达到设计排放标准。


    海南省海口市滨江西污水处理厂工程

    【HPB技术首次应用于全地下式污水处理厂】

    项目背景:海口市滨江西污水处理厂一次性总体规划,分期实施,原设计近期建设规模7.0万m³/d,远期总规模9.5万m³/d。原设计工艺流程:预处理+AAO+MBR+消毒→出水。设计出水水质指标达到《地表水环境质量标准(GB3838-2002)》IV类标准(TN≤15)。根据最新的《海口市滨江新城片区控制性详细规划(修编)及城市设计》(2021.06)要求,滨江西污水处理厂服务范围需要进行调整,设计规模需要由原设计的9.5万m³/d调整至13.0万m³/d,且需在原有用地范围内实现规模调整的需求。

    项目难点:由于项目已经开始施工,地下箱体面积无法扩大,因此需要在原有用地范围内实现规模调整的需求。同时该厂为全地下式污水处理厂,需采用稳妥的工艺,强化生化池功能,提高出水稳定达标排放的安全性。

    项目亮点:采用HPB技术可在不新增用地前提下,实现规模由原设计的9.5万m³/d调整至13.0万m³/d的目标,同时生化池抗冲击负荷能力更强,可保证出水水质。


    吉林公主岭污水处理厂扩容工程

    【HPB技术首次应用于冬季超低水温污水厂扩容项目】

    项目背景:吉林公主岭经济开发区污水处理厂现状已建规模2×104m³/d,出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准(其中氨氮和TP按政府要求,氨氮≤1mg/L,TP≤0.4mg/L)。本次扩容工程需将处理规模由2×104m³/d提升至3.5×104m³/d

    项目难点:此次扩容改造工程应在不征地、不增加处理流程的前提下,采用处理效果稳定可靠、易于改造、投资低、运行成本低、经济效益好的污水处理工艺,达到扩容目的,并充分挖掘现有建构筑物的潜力,尽可能提高出水水质,提高社会效益。

    项目亮点:本次扩容改造拟采用HPB技术强化生物处理现有AAO工艺,整个项目的调试运行在寒冷的冬季进行(生化池水温波动范围为7.16~10.55℃),证明了HPB技术在低温环境下优良的处理能力。


    时间是最好的答案。

    HPB技术,在为污水处理领域带来更多可能的同时,也赋予了人们对于美好环境的更多想象。

    那除了市场拓展上的收获之外,HPB技术还在哪些领域实现了突破与跨越呢?

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