翻開史冊,從歷史中去找尋,
歷經百年卻一直占據行業主導地位的技術,
可謂是屈指可數。
但,活性污泥法實現了。
暢想未來,從展望中去探索,
即便是活性污泥法,也會面臨發展困境,
唯有革新方可致遠。
幸,HPB技術做到了。
從1964年,同濟大學開展《硅藻土過濾技術研究》開始,關于HPB技術的初步研發就已經展開。1992年,第一套設備在浙江省寧海縣應用。
以原材料作為突破口,科研團隊不斷改進技術。2000年,初代技術在水處理中得到進一步推廣。2003年,該技術列入《上海城市水環境改善技術及綜合示范項目》(國家863計劃)子課題。2006年,該技術多次開展小試、中試及生產性實驗研究,均取得了較好的效果,課題順利通過上海市教委組織的專家鑒定,研究成果達到國際先進水平。
伴隨著國家對生態環境保護重視程度的顯著提高,在污水處理規模不斷增大、污水排放標準提升的情況下,歷經五十余載沉淀,2019年,該項目技術被正式命名為“高濃度復合粉末載體生物流化床技術(HPB技術)“,并以湖南為中心,開始大規模產業化應用。
這四年,
是HPB技術堅持區域深耕,
實現“從1到N”新突破的四年。
我們從三湘大地起步,拓寬邊界,讓足跡遍布廣東、河南、海南、江蘇、山東、黑龍江等全國二十余省市。
我們從融合創新入手,持續延伸,讓HPB技術與AAO、氧化溝、SBR等多種活性污泥工藝結合應用。
我們從升級服務開始,持續賦能,用技術助力地方水務集團、設計院、央企國企等更多的業內企業。
2019年
寧鄉大成橋新建污水處理廠項目
【HPB技術大規模產業化落地的開端】
項目背景:大成橋鎮污水處理廠總規模2000m3/d,近期設計規模1000m3/d,出水水質執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)一級A標準。
解決方案:污水處理主體技術為HPB技術,具體工藝流程為:進水→格柵→均質沉淀池→旋流沉砂池→HPB生化池→濃縮沉淀池→人工濕地→紫外消毒→達標排放。
湖南省益陽首創團洲污水處理廠應急處理項目
項目背景:益陽團洲污水處理廠原處理規模為10萬m3/d,提標擴建工程目標為16萬m3/d。出水標準由一級B標準升級至一級A標準。
項目難點:停水改造風險大:在提標擴建中需要將氧化溝和二沉池分組停水改造,將會造成污水廠減產,污水下河。
項目亮點:采用HPB技術對現狀生化池進行應急強化,在二級處理構筑物減半的情況下,維持處理水量(10萬m3/d)不變,水質標準不降低。
湖南省長沙市新開鋪水質凈化廠提標擴容項目
【HPB技術首次與AAO進行融合創新】
項目背景:長沙市新開鋪水廠位于長沙市天心區,建于2009年,日處理污水能力10萬噸,目前已穩定運行12年,納污面積22.95km2,服務人口約32萬人。
處理規模:水廠現狀已建總規模10萬m3/d,需擴容提高至19萬m3/d。
提標需求:出水水質由《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)一級A標準提高至《湖南省城鎮污水處理廠主要水污染物排放標準》(DB43/T1546-2018)一級標準。
項目難點:
用地緊張、征地面積大:原設計擴建需要征地94畝,征拆困難極大;
拆遷費用高,總投資金額高:按照原擴容設計,預估拆遷費用7.4億元,建設費用4.9億元,整個項目投資總額預計達12.3億元。
解決方案:采用HPB技術將在不新增用地前提下,實現原位提標擴容,投資總額由原設計方案的12.3億元減少至3.52億元,投資節省比例70%,同時運行期間藥耗可降低20%左右。
專家論證:2020年4月17日,舉行新開鋪水質凈化廠二期改擴建工程應用HPB技術專家論證會。哈工大教授、中國工程院任南琪院士、原北京排水集團總經理楊向平教授、原北京市政設計院總工程師杭世珺教授、湖南大學柯水洲教授、湖南省建筑設計院副總工程師羅惠云教授等參加了專家論證會。
專家組指出,HPB技術可有效解決城鎮污水處理廠在新建、提標、擴容過程中面臨的征地拆遷難、投資和運營成本高、建設周期長等突出問題,新開鋪水質凈化廠二期改擴建工程應用HPB技術具有示范效應和推廣意義。
項目價值:
實施效果:采用HPB技術后出水水質可穩定達到《湖南省城鎮污水處理廠主要水污染物排放標準》(DB43/T1546-2018)一級標準(其中主要污染指標限值為:COD≤30mg/L、NH3-N≤1.5mg/L、TN≤10mg/L、TP≤0.3mg/L)。
經濟效益:HPB技術順利實現原位提標擴容,投資總額由原設計方案的12.3億元減少至3.52億元,投資節省比例70%,同時運行期間藥耗降低20%左右。
生態效益:新開鋪水質凈化廠二期提標擴建項目完成后,尾水排入圭塘河,本項目尾水水質達標,不會對圭塘河造成進一步污染,反而可對水體污染進行稀釋和補水,從而改善現有水體環境,長期補水可對圭塘河水質凈化、水體環境功能提升起到良好促進作用,有效改善市民居住環境。
2020年
湖南省長沙經開區城東(黃花) 污水處理廠項目
【HPB技術首次應用于含較大占比工業污水的新建污水處理廠】
項目背景:城東(黃花)污水處理廠納污片區內污水主要為入駐企業產生的工業廢水和生活污水,其中排水量最大的一家企業每天產生的工業廢水約為4.5萬噸/天,生活污水約為1萬噸/天。城東(黃花)污水處理廠規劃遠期總規模為10萬噸/天,本次建設近期規模為7萬噸/天,接收處理納污范圍內的工業廢水和生活污水,出水水質執行《湖南省城鎮污水處理廠主要水污染物排放標準》(DB43/T 1546-2018)中的一級標準。
項目難點:因排水水質及排水水量均具有不確定性,污水處理系統需要有足夠的抗水質沖擊負荷能力;同時納污片區內存在雨污分流不徹底的情況,雨季時,污水廠的來水量大幅增加,污水處理系統需要有足夠的抗水量沖擊負荷能力。
項目亮點:采用HPB技術強化AAO生化池功能,可確保污水廠不停水、不減產,污水不下河,出水水質穩定達標,并大幅提高了穩定達標排放的安全性;同時,可使生化池處理能力翻倍,遠期擴容時,可不另行建設生化池,有效減少改擴建的投資和用地。
湖南省郴州市永興縣柏林工業園污水處理廠項目
項目背景:永興縣柏林工業園污水處理廠(二期)總處理規模為5100m3/d(已建),其中初期雨水(含重金屬)處理規模3600m3/d,生活污水處理規模1500m3/d。污水處理廠的常規污染物設計出水標準為《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)一級B標準。
項目難點:
處理要求高:生活污水處理系統中生化段設計水力停留時間短,為滿足污水處理需求,急需提高其脫氮除磷效率;
效率要求高:廠區構筑物較為緊湊,可利用面積小,對改造工藝的污染物處理效率要求高;
運營成本高:廠區對初期雨水處理的設計工藝較為復雜,耗電量極高,后續運營費用較高。
項目價值:
社會效益:采用HPB技術,柏林工業園污水處理廠成功完成提標改造,極大地完善了當地公共服務設施的建設,有效地改善了當地人民的居住環境,提高居民的生活幸福指數,具有較好的社會效益;
經濟效益:采用HPB技術,有效降低運行成本。作為柏林工業園的配套設施,有利于后續園區的招商引資,具有較大的經濟效益;
環境效益:有利于消減污染物排放量,從而改善城鎮水環境質量,具有較好的環境效益。
2021年
廣東省粵海水務云浮市城區污水處理廠項目
【HPB技術首次與氧化溝工藝進行融合創新】
項目背景:云浮市城區污水處理廠位于廣東省云浮市東北側。現狀總設計規模6萬m3/d,服務面積20平方公里,服務人口約25萬人。
處理規模:水廠現狀已建總規模6萬m3/d,需擴容至10萬m3/d。
提標需求:排放標準由一級B標準提升至準IV類水質標準。
解決方案:采用HPB技術,通過生產性試驗的形式,在土建不變的情況下提升單座生化池處理能力,有效解決溢流污水下河的問題。同時,通過對生產性試驗改造后出水水質情況、運行成本、維護管理等效果比較,印證該項目安全可靠、經濟合理。
無錫市高新水務有限公司工藝系統提標改造項目
【HPB技術首次與MSBR工藝進行融合創新】
項目背景:無錫新城污水處理廠一期(5萬m3/d)和二期工程(4萬m3/d),梅村四期(5萬m3/d)和五期工程(5萬m3/d)主體均采用MSBR工藝,出水水質執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)一級A標準。本次提標改造需將生化池出水水質提升至TN≤10mg/L且NH3-N≤1mg/L。
項目難點:
(1)本項目廠區現狀用地緊張,且污水處理廠附近多為企事業單位,土地價值較高且無征地空間,因此本次擴容工程需采用高效、節地的處理工藝在原廠范圍內實現擴容改造,不再新增征地。
(2)此次提標擴容改造,需實現不停水、不減產提標擴容改造,改造難度較大,對污水處理工藝及施工過程要求高。
項目亮點:在不新增用地、不改動現狀土建設施的條件下,通過HPB技術改造,僅增加生化池中攪拌設備、載體投加和回收系統即可達到提標要求。同時,在改造過程中不停產,不減產,改造后系統抗沖擊負荷能力強。
山東省平陰縣第二污水處理廠提標改造項目
【HPB技術首次落子山東區域】
項目背景:平陰縣第二污水處理廠位于平陰縣新220國道以南,安欒河以東,占地面積35.94畝,服務范圍主要包括部分平陰縣縣城居民區和平陰工業園東區,工程設計規模為2萬m3/d,土建部分一次性建成,設備分兩期安裝,其中一期建設規模1萬m3/d。工藝流程:進水→預處理→初沉池→AAO 生化池→二沉池→活性砂濾池→接觸消毒→達標排放;出水執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)的一級A標準。
項目難點:進水工業污水占比大,水質波動大,實際運行過程中,水質無法穩定達到排放標準(一級A),且隨著當地環保部門發布更嚴格的技術要求,出水水質需進一步提升至地表“準IV”標準(TN≤10mg/L)。
項目亮點:采用HPB技術改造后,系統抗沖擊能力較強,大幅節省了藥劑投加量,碳源投加節省約25%,后端深度處理藥劑(PAC及PAM)節省約30%。同時,出水標準由一級A標準提升至地表“準IV”標準(TN≤10mg/L),為后期廠區提質改造打下了良好的基礎。
河南省濮陽市第一污水處理廠提標改造項目
【HPB技術首次落子河南區域】
項目背景:濮陽市第一污水廠現狀設計處理規模為10.0萬m3/d,采用“進水→粗格柵提升泵房→細格柵及旋流沉砂池→生化池→二沉池→中間提升泵站→機械混合池→連續流動床過濾池→接觸消毒池→達標排放”的處理工藝,出水水質執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)一級A標準。
項目難點:本工程屬于提標工程,出水水質需從《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)一級A標準提升至《地表水環境質量標準》(GB3838-2002)準IV類標準(其中TN≤10mg/L),需對廠區多處功能單體進行改造;另外,污水處理廠納污范圍為市中心化工路以東,馬頰河以西的老城區,以及馬頰河以東的部分老城區,為濮陽市的核心地段,改造過程中不能停產或者減產,否則會造成市區管道水體溢流,影響周邊居民日常生活和城市形象。
項目亮點:利用HPB技術在不停產及減產的條件下,對廠區進行提標改造,改造周期短(3個月),出水水質高,同時生化池抗沖擊負荷能力更強。
2022年
湖南省永州市寧遠縣第二污水處理廠改擴建工程
【第一個提標擴容的全場改造EPC項目】
項目背景:寧遠縣第二污水處理廠設計規模為2萬m3/d,現狀污水處理工藝為:預處理+DN反硝化生物濾池+C/N曝氣生物濾池+紫外光消毒池,尾水水質執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)一級A標準。本次改擴建需在原廠范圍內將設計規模由現狀的2.0萬m3/d擴容至3.0萬m3/d。
項目難點:寧遠縣第二污水處理廠北面為泠江,東面緊鄰德豐污水處理廠,南面為居民區,廠區用地十分緊張,擴容改造困難較大。
項目亮點:采用HPB技術,將原廠預處理中的斜管沉淀池改造為厭氧池,新建缺氧池、好氧池,將原曝氣生物濾池改造為深度處理綜合池(斜管沉淀池+砂濾池),同時改造污水廠內配套的管路系統及配套設施等,可在不新增用地前提下,實現規模由2.0萬m3/d擴容至3.0萬m3/d的目標,同時生化池抗沖擊負荷能力更強,可保證出水水質穩定達標。
海南西崩潭污水溢流控制項目
【HPB技術首次落子海南區域】
項目背景:西崩潭污水溢流控制項目位于西崩潭村附近,設計規模1.5萬m3/d。污水處理工藝流程為:粗格柵→集水池→細格柵→曝氣沉砂系統→HPB改良AAO生化池→二沉池→高密度沉淀池→濾布濾池→紫外消毒渠→計量渠。出水水質執行《地表水環境質量標準》(GB3838-2002)中的地表水Ⅳ類標準(TN≤15)。
項目難點:本項目靠近居民區和公園,用地緊張,核心處理段生物池水力停留時間短(不足6h),但進水水質及水量變化大,出水水質要求高,因此對生物池的處理效率及抗沖擊負荷能力要求高。
項目亮點:本項目占地面積小,施工周期短,投資低,對系統水質、水量的耐沖擊負荷較強,設計總處理水量為1.5萬m3/d,實際總處理量達到2.0萬m3/d,生化池實際總停留時間約為4.1h,且出水仍能達到設計排放標準。
海南省海口市濱江西污水處理廠工程
【HPB技術首次應用于全地下式污水處理廠】
項目背景:海口市濱江西污水處理廠一次性總體規劃,分期實施,原設計近期建設規模7.0萬m3/d,遠期總規模9.5萬m3/d。原設計工藝流程:預處理+AAO+MBR+消毒→出水。設計出水水質指標達到《地表水環境質量標準(GB3838-2002)》IV類標準(TN≤15)。根據最新的《海口市濱江新城片區控制性詳細規劃(修編)及城市設計》(2021.06)要求,濱江西污水處理廠服務范圍需要進行調整,設計規模需要由原設計的9.5萬m3/d調整至13.0萬m3/d,且需在原有用地范圍內實現規模調整的需求。
項目難點:由于項目已經開始施工,地下箱體面積無法擴大,因此需要在原有用地范圍內實現規模調整的需求。同時該廠為全地下式污水處理廠,需采用穩妥的工藝,強化生化池功能,提高出水穩定達標排放的安全性。
項目亮點:采用HPB技術可在不新增用地前提下,實現規模由原設計的9.5萬m3/d調整至13.0萬m3/d的目標,同時生化池抗沖擊負荷能力更強,可保證出水水質。
吉林公主嶺污水處理廠擴容工程
【HPB技術首次應用于冬季超低水溫污水廠擴容項目】
項目背景:吉林公主嶺經濟開發區污水處理廠現狀已建規模2×104m3/d,出水水質執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)一級A標準(其中氨氮和TP按政府要求,氨氮≤1mg/L,TP≤0.4mg/L)。本次擴容工程需將處理規模由2×104m3/d提升至3.5×104m3/d。
項目難點:此次擴容改造工程應在不征地、不增加處理流程的前提下,采用處理效果穩定可靠、易于改造、投資低、運行成本低、經濟效益好的污水處理工藝,達到擴容目的,并充分挖掘現有建構筑物的潛力,盡可能提高出水水質,提高社會效益。
項目亮點:本次擴容改造擬采用HPB技術強化生物處理現有AAO工藝,整個項目的調試運行在寒冷的冬季進行(生化池水溫波動范圍為7.16~10.55℃),證明了HPB技術在低溫環境下優良的處理能力。
時間是最好的答案。
HPB技術,在為污水處理領域帶來更多可能的同時,也賦予了人們對于美好環境的更多想象。
那除了市場拓展上的收獲之外,HPB技術還在哪些領域實現了突破與跨越呢?