推荐国家技术发明奖项目公示项目名称强化废水生化处理的介质调控.PDF

推荐国家技术发明奖项目公示 项目名称 强化废水生化处理的介质调控技术与应用 推荐单位 教育部 推荐单位意见： 我单位认真审阅了该项目推荐书及附件材料，确认全部材料真实有效，相关 栏目均符合国家科学技术奖励工作办公室的填写要求。 本项目针对我国环境标准不断提高，传统生化技术不能有效解决石油、化工 和制药等行业复杂废水处理难题，在深入研究微生物与介质间构效关系的基础 上，提出了在废水生化处理过程中通过调控反应介质，优化微生物生长环境，使 功能微生物高效发挥作用，从而强化废水生化处理效率的思路。发明了基于零价 0 铁(Fe )强化厌氧代谢的高浓度有机废水生化处理强化新方法；发明了具有亲水、 亲电和营养缓释，厌氧、硝化、反硝化等功能型载体及制备技术；发明了能够灵 活调控多介质体系和高效传质的垂直折流塔式生化反应器(VTBR) 。在高浓度化 工废水处理等方面取得重要技术突破。解决了化工等行业废水生化处理中的若干 共性关键技术难题。 成果成功应用于化工、制药等行业50 个废水处理工程，研发的功能型载体 实现产业化生产，产品获科技部、环保部等四部委授予的国家重点新产品证书不 仅供应国内市场，还销往韩国等七个国家，取得显著的经济、社会和环境效益。 该成果在工业废水处理和提标改造领域推广应用潜力很大，为提升我国典型行业 废水处理的科学技术进步提供了可靠的技术支撑，并具有很强的国际市场竞争 力。 对照国家技术发明奖授奖条件，推荐该项目申报国家技术发明一等奖。 项目简介： 本项目属于水污染防治工程领域。 生化法是废水处理的主要方法，80% 以上的废水采用生化处理。在环境标准 日趋严格的形势下，传统的活性污泥法和生物膜法不能解决石油、化工和制药等 行业复杂废水处理难题。如何强化废水的生化处理效果，满足不断提高的环境管 理要求是环境领域面临的难题。通常采用的废水处理强化手段是研发和投加高效 工程菌剂，但其费用高、存在功能退化和潜在环境风险性等问题，制约其广泛应 用。本项目提出通过调控微生物生长介质，优化其生长环境和生态结构，使功能 微生物高效发挥作用的思路，在国家863计划等项目资助下开展十余年研究，发 明了针对水相、生物载体和多介质体系综合调控的系列技术，实现工程应用。发 明点如下： (1)发明了零价铁强化厌氧代谢的高浓度有机废水生化处理技术。研制出零 价铁强化厌氧生化产甲烷和水解酸化技术及其关键设备，利用零价铁释放的外源 电子介入厌氧代谢过程并调控介质的氧化还原电位、pH等参数，显著提高体系 的抗冲击能力和废水处理效率，解决了高浓度有机废水厌氧处理效率低、稳定性 差等难题。COD去除率比传统技术提高20%-50% ，缩短启动时间50% 以上。 (2)发明了具有亲水、亲电、营养缓释，厌氧、硝化、反硝化等功能型载体 及制备技术，研发出功能型生物载体生产的关键设备，并实现产业化生产。通过 改变载体的物理化学性质，实现功能菌群和微生物生态结构的有效调控，为微生 物提供了优异的生长介质，挂膜量提高20%-60% ，挂膜时间缩短3倍以上，功能 菌群丰度提高2-3倍，节约曝气能耗15%，解决了传统载体功能性弱、挂膜效果 差、启动慢、效率低等难题。 (3)发明了具有垂直折流等独特结构的塔式生化反应器(VTBR)，构建了反应 器内零价铁和生物载体的组合固定床，研发出气液耦合流态化控制系统等关键设 备，实现多介质体系灵活调控和强化厌氧或好氧、硝化或反硝化等多重目标，大 幅提高废水处理性能，容积负荷达5-11KgCOD/m3⋅d ，氧利用率达80%-90%，分 别是传统技术的3倍和4倍以上。 本成果获授权国家发明专利15项(含2项美国专利) ，2项技术获国家重点环保 实用技术(B类) 。研发的生物载体产品获科技部、环保部等四部委授予的国家重 点新产品证书。发表论文90篇(SCI收录55篇) ，他引1164次。零价铁强化生化处 理技术被国际同行认为是一种新型废水处理方法，并命名为ZVI-bed法。成果得 到比利时皇家科学院院士Verstraete W等国际著名专家的引用和积极评价。 研发的功能型载体实现产业化生产，产量达四万立方米/年，产品销往国内 和韩国等七个国家。成果成功应用于化工、制药等行业50 个废水处理工程，取 得显著经济、社会和环境效益。核心技术分别获中国石油和化学工业联合会科学 技术奖一等奖1 项和高等学校科学研究优秀成果奖一等奖1 项。 客观评价： 1.授权专利情况：本项目获授权发明