项目名称生物过滤废水处理关键技术拓展与应用二-济南大学科技处.pdf

拟推荐山东省科技进步奖公示内容 一、项目名称 生物过滤废水处理关键技术拓展与应用 二、推荐专家意见 推荐专家：彭永臻，中国工程院院士 项目从生物过滤废水处理关键技术问题入手，对比考察沸石、陶粒、石灰岩、 钢渣和活性炭滤料生物滤池废水处理效能及工艺特性的基础上，通过微元模型分 段解析，在传统Kozeny-Carman过滤方程的基础上，推导建立了生物滤池生化- 物化过滤方程；深入探讨生物滤池亚硝酸型硝化的形成机理和维持控制对策，基 于新型混凝剂一级强化、化学原位强化和功能滤料吸附强化的BAF强化综合除磷 关键技术，创新了废水生物-化学协同除磷工艺；在开发功能晶种滤料的基础上， 探讨利用微生物磷代谢驱动结晶除磷反应的生物－结晶协同除磷机理，构建了基 于声能—生物—结晶耦合作用的强化除磷废水处理关键技术；揭示了电场对微生 物的群体刺激效应，研究开发了高效持久性电催化粒子电极，构建了用于降解新 兴有机物TDE-BAF耦合工艺设备，最终建立了一整套保障生物过滤高效、低耗、 稳定运行的关键技术体系，并应用于废水处理实践，取得了良好的工程应用效果。 本项目成果不仅丰富了生物过滤研究领域的理论成果，同时也为生物过滤技术在 废水处理与回用领域的广泛应用提供了技术支撑，具有重要的社会效益和环境效 益。 推荐申报山东省科学技术进步奖一等奖。 推荐专家：武道吉，二级教授 水环境污染和水资源短缺问题已成为严重制约我国社会经济可持续发展的 瓶颈之一，解决这一问题的一项重要策略就是对废水进行有效处理并资源化再利 用。生物过滤技术作为一种高效废水处理新技术，以其结构简单、运行安全可靠、 占地少、能耗低、模块化设计等优点，近年来在废水处理与回用领域得到了广泛 应用，然而其在脱氮除磷、降解新兴有机物等理论研究及工程应用过程中也遇到 了一些复杂的理论和技术问题。本项目研究了生物过滤机理及运行控制关键技 术、新型脱氮除磷关键技术、新型脱氮除磷关键技术、基于生物-结晶协同作用 的磷资源回收关键技术、基于高效持久性电催化粒子电极的生物过滤废水深度处 理技术等生物过滤关键技术，申请专利28项，其中发明专利18项，实用新型专利 10项；目前已获授权发明专利10项，授权实用新型专利5项；在核心期刊发表研 究论文45 余篇，其中被SCI 检索收录13篇、EI检索收录20 篇；完成博士学位论 文1部，硕士学位论文13部，并在2006年开始在中广核宏达环境科技有限责任公 司、济宁济北工业园污水处理厂、大连寺儿沟水务有限公司、济宁嘉祥生物产业 园污水处理厂、大连东达环境集团马栏河污水处理有限公司等企业完成了现场中 试和生产性试验，通过在生物过滤废水处理工程实践中不断优化、完善，进一步 提取和优化了关键技术参数，系统完善了生物过滤废水处理关键技术及应用拓展 体系，为生物过滤的运行维护提供了科学的技术依据和理论指导。项目成果被广 泛应用于城镇污水处理、工业园污水处理、产业园污水处理等各类工程项目，取 得了良好的应用效果和工程效益，有效地降低了处理成本，带来了显著的社会效 益和环境效益，具有重要的创新意义和广泛的工程应用潜力。 推荐申报山东省科学技术进步奖一等奖。 三、项目简介 1、 技术领域 本项目是课题组多年来围绕着生物过滤废水处理技术系列研究成果的系统 集成，主要涉及生物过滤机理及运行控制关键技术、新型脱氮除磷关键技术、新 型脱氮除磷关键技术、基于生物-结晶协同作用的磷资源回收关键技术、基于高 效持久性电催化粒子电极的生物过滤废水深度处理技术等生物过滤废水处理关 键技术与应用拓展。 2、项目内容 （1）在对比考察沸石、陶粒、石灰岩、钢渣和活性炭滤料BAF 废水处理效 能及工艺特性的基础上，研究开发了钢渣基功能滤料，构建了基于功能滤料的 BAF 快速启动高效运行废水处理关键技术 （ZL201410313378.7）；进而通过微元 模型分段解析，在传统Kozeny-Carman 过滤方程的基础上，推导建立了曝气生物 滤池生化-物化过滤方程，首次定量解析了生物过滤的物化-生化协同净化机理， 进而建立了以生物过滤水头损失定量优化控制为核心的反冲洗优化及运行控制 关键技术 （ZL201410313376.8 ）；有效提高了BAF 系统的运行稳定性。 （2）针对生物过滤工艺全程脱氮系统复杂性提高的不足，深入探讨曝气生 物滤池亚硝酸型硝化的形成机理和维持控制对策，研究提出了基于亚硝酸型硝化 的生物过滤短程硝化反硝化高效脱氮关键技术，丰富了生物过滤生