為促進行業(yè)交流進步，便于行業(yè)同儕互學互促，推動中國環(huán)境產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。E20環(huán)境產(chǎn)業(yè)圈層特推出《水務行業(yè)優(yōu)秀案例匯編》，匯集了近200例案例，涉及村鎮(zhèn)污水治理、工業(yè)廢水治理、工業(yè)園區(qū)廢水治理、水環(huán)境治理、市政污水管網(wǎng)、再生水回用、污泥處理處置等領域。

項目名稱：宜興城市污水資源概念廠

推薦單位：中持水務股份有限公司

參與環(huán)節(jié)：投資建設運營

項目所在地：江蘇省無錫市宜興市高塍鎮(zhèn)

項目概況

宜興城市污水資源概念廠于2021年10月18日舉行竣工儀式，是首座落地實踐的概念廠，采用“三位一體”的形式建設，即由2萬噸/日的水質(zhì)凈化中心、100噸/日的有機質(zhì)協(xié)同處理中心和生產(chǎn)型研發(fā)中心三部分組成，資產(chǎn)及運營模式獨立核算。其中，污水處理部分做到了極限脫氮除磷（TN＜3 mg/L、TP＜0.1 mg/L），且其性價比明顯優(yōu)于現(xiàn)行的國內(nèi)污水廠；有機質(zhì)協(xié)同處理中心可處理污泥、藍藻、餐廚垃圾和秸稈等，以產(chǎn)生能源和肥料；生產(chǎn)型研發(fā)中心由2條千噸線、3條百噸線組成，實時展示驗證全球最先進的污水處理技術。

示范意義

依托于新進的理念、先進的技術設備，宜興概念廠積極傳播綠色低碳理念，打造屬于宜興概念廠的特色課程。宜興城市污水資源概念廠作為新型環(huán)境基礎設施，基礎設施完善，接待能力優(yōu)良，致力于成為國內(nèi)環(huán)保產(chǎn)業(yè)最具特色的科教窗口，承擔著加強綠色低碳教育的時代責任,引導人們科學地走健康生存與可持續(xù)發(fā)展道路。

建設伊始，建設方就考慮要充分利用這一污水處理概念廠將“污水是資源，污水廠是資源工廠”這一理念傳播出去，宜興概念廠定位為集理念傳播、水質(zhì)與工藝示范、技術研發(fā)為一體，面向未來的新型基礎設施，使其不僅成為中國污水資源概念廠事業(yè)及宜興環(huán)保產(chǎn)業(yè)升級轉(zhuǎn)型的展示窗口，更是生產(chǎn)、生活、生態(tài)有機融合傳播生態(tài)文明理念的新型空間。為此，因此不僅在建筑設計中注重建筑空間美感和人文景觀的融入，還專門設置了展示、互動、體驗的區(qū)域（云愛花園、尾水濕地、先驅(qū)屋、螺旋樓梯及廊橋、生產(chǎn)型研發(fā)中心展廳、池子咖啡等），使污水廠變成了一個民眾休閑的場所，從不愿與污水廠“做鄰居”變?yōu)橄矚g經(jīng)常到污水廠“做客”，成為綠色低碳理念宣傳的展示窗口。

項目亮點介紹

（1）實施效果

自2021年10月正式運行后，成功處理城市生活污水逾500萬噸，藍藻處置量逾5000噸，污泥處置量逾2700噸，積極開展“水-肥-氣”綜合利用，目前已實現(xiàn)了廠區(qū)內(nèi)總能源65%~85%的自給率，水質(zhì)凈化中心更是實現(xiàn)了100%能量自給。

（2）社會效益

使整個社會以全方位的體驗感受“污水是資源，污水廠是資源工廠”的理念，重新詮釋污水廠和城市的關系，并成為新型環(huán)境基礎設施的典范，在推動綠色循環(huán)和資源效率提高上發(fā)揮重大作用。

（3）生態(tài)效益

在減碳節(jié)能的道路上篤行探索，深挖資源、技術、經(jīng)濟、服務等維度的創(chuàng)新潛能，穩(wěn)定解決外源物料的收儲問題，持續(xù)針對地區(qū)特性調(diào)適進料方案，動態(tài)優(yōu)化裝備設施的產(chǎn)出成效，以最終實現(xiàn)更高層級的能源自給目標，全面融入城市“三生”命脈、助力城市可持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展。

項目技術工藝/裝備簡介

（1）技術工藝/裝備名稱

極致沉砂池：初沉發(fā)酵池：多模式運行的二級生化處理系統(tǒng)：高效加載澄清：硫自養(yǎng)反硝化濾池；干式厭氧發(fā)酵+超深度好氧堆肥；紫外催化高級氧化(UV/AOP)新污染物高效去除的技術集成。

（2）工藝/裝備原理

預處理單元|采用模塊砂分離高效沉砂系統(tǒng)實現(xiàn)極致除砂效果

本項目采用高效平流沉砂池，相對于傳統(tǒng)的曝氣沉砂池，去除的砂粒粒徑更小，能夠?qū)崿F(xiàn)污水中 0.075mm 以上細砂 95%的分離效率，并通過超細砂洗砂器實現(xiàn)超細砂中有機物的徹底分離，有機物返回污水處理系統(tǒng)，脫水出砂含水率低至20%。

初沉發(fā)酵單元|采用初沉+水解系統(tǒng)實現(xiàn)碳源的有效回收

初沉污泥經(jīng)過水解發(fā)酵，脫水濾液及水解池的上清液中富含VFA，回流進入生物池的厭氧區(qū)，可有效改善厭氧釋磷的效果，提高生物除磷效果。采用初沉+水解系統(tǒng)實現(xiàn)碳源的有效回收；生化池進水VSS／SS提高，優(yōu)質(zhì)碳源比例提高，VFA濃度可提高20％～150％；提高活性污泥活性、反硝化速率、除磷脫氮效果和運行穩(wěn)定性；開發(fā)污水內(nèi)部碳源，生化池進水中VFA濃度可提高20％～150％；生化池進水中VSS／SS比值可提高15％～50％，改善后續(xù)生物系統(tǒng)活性污泥構(gòu)成；提高工藝流程的操作靈活性，可作為進水水質(zhì)調(diào)節(jié)單元，預設加藥點，以應對重大水質(zhì)變化。

多模式生化處理單元|采用多種運行模式的切換實現(xiàn)水廠低碳源運行目標

改良四段多級A/O、五段Bardenpho工藝能夠相互切換，相同的生物池體設計，通過調(diào)整攪拌器和曝氣頭的啟停，調(diào)整進水方式，調(diào)整內(nèi)回流泵的啟停，可將生物池從改良四段AO的運行模式調(diào)整為五段Bardenpho工藝運行。同時，在五段 Bardenpho 工藝的基礎上，可在第一好氧池增加了固定填料，營造局部的缺氧微環(huán)境，再通過進一步控制池中溶解氧的情況，打造好氧和缺氧共存的環(huán)境，為同步/短程硝化反硝化的發(fā)生，創(chuàng)造有利條件在同步/短程硝化反硝化工藝的基礎上，在第一缺氧區(qū)增加固定填料，并且通過管道和閥門的切換，使曝氣沉砂池的出水先進入生物池的前端，之后進入初沉池，即作為活性污泥AB法的A段運行，先將大多數(shù)有機物吸附去除，之后的水再進入生物池進一步反應。

深度處理單元|采用ClaWon?一體化多效澄清系統(tǒng)及SADeN?活性自持深度脫氮系統(tǒng)實現(xiàn)深度脫氮除磷

SADeN?活性自持深度脫氮技術是一種采用硫基復合濾料的新型生物濾池技術，主要用于總氮的極限去除，同時也可降低總磷及懸浮物，適用于多種工業(yè)廢水和市政污水。

干式厭氧發(fā)酵+超深度好氧堆肥

以自主研發(fā)的Danas高干厭氧反應器為核心，輔以實現(xiàn)污泥、畜禽糞污、秸稈、藍藻等有機廢物的協(xié)同處置，實現(xiàn)能源自給和資源回收的目標，達到國際領先水平。沼渣經(jīng)過堆肥后形成營養(yǎng)土，用于園林綠化或土壤改良。

高級氧化單元|采用UV/ H2O2/O3 耦合聯(lián)用高級氧化技術實現(xiàn)健康水質(zhì)需求

本項目采用高級氧化技術，同時具備脫色、去除 COD 和降解 ECs 的作用，預期對 ECs 的去除率可達到 80%以上，需要進一步提 升去除效果時，可以采用高級氧化+深床濾池的運行模式，探索組合工藝的去除效能，為我國今年水廠提標改造提供技術支持。

（3）工藝/裝備特點

高效極限脫氮除磷技術（LOT）

宜興概念廠設計出水目標TP：0.1mg/L；TN：3 mg/L，均優(yōu)于太湖流域一、二級保護區(qū)排放限值（DB32/1072-2018）。

為保障“水質(zhì)永續(xù)”目標的實現(xiàn)，宜興概念廠通過一系列核心技術集成應用，開發(fā)出高效極限脫氮除磷技術（LOT）：

極致沉砂池：先進的砂礫去除工藝減少后續(xù)生化反應器容積和污泥產(chǎn)量，提高細砂去除率（對75微米以上砂粒達到95%的去除率），降低核心生化反應中無效能耗；

初沉發(fā)酵池：初沉發(fā)酵回收碳源，生化池進水VSS／SS提高，優(yōu)質(zhì)碳源比例提高，VFA濃度可提高20％～150％，降低脫氮工藝對外部碳源的依賴；

多模式運行的二級生化處理系統(tǒng)：完全相同生物池池體設計通過閥門和管道的切換、曝氣管和攪拌器的啟停，可以實現(xiàn)改良四段AO工藝和五段Bardenpho工藝靈活切換，并保留未來通過簡單改造實現(xiàn)同步硝化反硝化工藝和短程硝化/反硝化耦合主流厭氧氨氧化工藝的可能性；

高效加載澄清：在加砂澄清工藝包的基礎上進一步開發(fā)功能性載體材料，在減少藥劑投加量的同時實現(xiàn)極限除磷的目標；

硫自養(yǎng)反硝化濾池：通過自養(yǎng)型微生物作用，在無需投加碳源的條件下實現(xiàn)硝態(tài)氮的去除。

形成以高干厭氧為核心的能量自給集成技術體系

概念廠采用 “干式厭氧發(fā)酵+超深度好氧堆肥”的工藝技術路線，可以完成污泥的減量化、穩(wěn)定化、無害化和資源化，最終的產(chǎn)物是營養(yǎng)土，可以農(nóng)用、林用等，解決了傳統(tǒng)污水廠污泥處置的難題，變廢為寶，充分利用污泥中營養(yǎng)，回歸自然。

高干厭氧反應器：

是全球最大單體的單軸直通臥式高干厭氧反應器(體積達2800 m3，國外同類產(chǎn)品最大2250 m3)；

容積負荷達到：4-5kg·VS/（m3·d）比傳統(tǒng)濕式厭氧效率提升90%以上；

紫外催化高級氧化(UV/AOP)新污染物高效去除的技術集成

臭氧-UV-雙氧水聯(lián)用技術實現(xiàn)痕量新污染物高效去除，較單獨臭氧去除痕量污染技術，紫外及雙氧水的耦合應用能有效提高臭氧的傳質(zhì)效率。

通過前期小試和現(xiàn)場中試驗證，開發(fā)出UV/ AOP耦合聯(lián)用高級氧化技術，實現(xiàn)對紅霉素、羅紅霉素、磺胺甲惡唑、雙氯芬酸、布洛芬、水楊酸等ECs的深度去除，去除率可達到80%以上。該項集成技術成果已經(jīng)應用在宜興概念廠。

（4）應用工業(yè)領域

污水資源化——以國家政策為導向，以污水資源化為目標，新建一批新概念污水處理廠，提升城市再生水利用率。

高品質(zhì)安全水質(zhì)——在紫外-過氧化氫、紫外-芬頓、紫外-過氧化氫-臭氧、紫外-過硫酸鹽、紫外-氯、紫外-二氧化鈦等紫外聯(lián)用高級氧化技術大量研究的基礎上，研究集成了高效O3/UV/H2O2紫外光催化高級氧化技術及成套裝備，實現(xiàn)對EDCs以及PPCP等痕量新興污染物的氧化阻斷。UV/AOP耦合聯(lián)用高級氧化技術，實現(xiàn)對紅霉素、羅紅霉素、磺胺甲惡唑、雙氯芬酸、布洛芬、水楊酸等ECs的深度去除，去除率可達到80%以上。

有機質(zhì)協(xié)同處置——以高干厭氧為核心的能量高效回收與資源深度轉(zhuǎn)化集成技術與裝備，綜合解決區(qū)域內(nèi)有機廢棄物的污染問題，生產(chǎn)生物天然氣和有機肥等資源化產(chǎn)品。

低碳化改造——通過有機質(zhì)協(xié)同，加上風能、光伏、熱泵等新能源技術組合，大幅度減少污水處理廠的碳排放；

（5）工藝/裝備流程圖

（6）項目部分案列照片

編輯：黃延麗