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一種微曝氣循環(huán)一體化污水生物生態(tài)處理系統(tǒng)及方法,生活污水先由調(diào)節(jié)池均質(zhì)均量,后送至表面布水式生物濾池,進(jìn)行酸化水解降低部分有機(jī)物,然后自流進(jìn)入循環(huán)生物強(qiáng)化接觸池進(jìn)行好氧生化處理去除絕大部分有機(jī)物,硝化反硝化脫氮,污泥好氧吸磷等生化作用,出水自流至斜板沉淀池進(jìn)行固液分離后,上清液自流至豎向流濕地,廢水中磷污染物進(jìn)一步被濾池中富鐵礦材料吸附去除,出水流至清水池排放或回用.本系統(tǒng)將表面布水式生物濾池,循環(huán)生物強(qiáng)化接觸池,人工濕地進(jìn)行一體化集成設(shè)計,各反應(yīng)單元空間布局緊湊,占地面積小;工藝使用的設(shè)備少,廢水主要靠重力流和推流,自動化強(qiáng),運(yùn)行管理簡便;污泥回流量小,脫氮除磷處理效果好,尤其是磷去除率高.

針對國內(nèi)外低 C/N 城市污水處理中氮磷難以達(dá)標(biāo)及能耗高的技術(shù)難題，本成果經(jīng)過 10 余年的潛心研究與工程實踐，提出了 1 個原創(chuàng)理論與方法，突破了 3 項新技術(shù)應(yīng)用的瓶頸，開發(fā)并集成了 4 個低 C/N 比城市污水脫氮除磷改良工藝及過程控制技術(shù)，共獲得 28 項授權(quán)的發(fā)明專利，發(fā)表論文 100 余篇 (SCI50 余篇 )，出版 2 本專著，獲 2 次全國優(yōu)秀博士學(xué)位論文提名獎，2 項國家級火炬計劃項目。本成果為低 C/N 比城市污水連續(xù)流脫氮除磷提供了多角度、全方位的綜合性解決方案，填補(bǔ)了我國在此項技術(shù)研究領(lǐng)域的空白，形成了具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的污水脫氮除磷技術(shù)。

技術(shù)特點(diǎn)及優(yōu)勢 1、對現(xiàn)有的用于污水處理的膜進(jìn)行改性，提高膜通量，減小跨膜壓力。膜通量較現(xiàn)有膜提高2倍以上，跨膜壓力只有1米左右水柱。 2、突破了以往MBR膜都是與泥水直接接觸的固有形式，對MBR結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，減少膜與污泥、胞外聚合物（EPS）等膜污染關(guān)鍵物質(zhì)的接觸，可以極大緩解膜污染問題； 3 、采用的廉價耐污染膜材料，延長膜的使用壽命，降低運(yùn)行成本； 4 、控制反應(yīng)器微生物處于內(nèi)源呼吸期，反應(yīng)器中能有效建立細(xì)菌—原生動物—后生動物微生態(tài)系

活性污泥是生物法廢水處理系統(tǒng)中自然形成的微生物與有機(jī)物的聚集體。活性污泥中微生物在凈化污水的同時自身也在繁殖增長，必須定期的少量排出污泥，以維持污水處理系統(tǒng)中氧的供給，使活性污泥濃度保持在一定水平。排出的這些剩余活性污泥如不加以治理，將會造成二次污染。 南開大學(xué)研發(fā)的該技術(shù)將污水處理廠剩余活性污泥進(jìn)行資源化利用，生產(chǎn)出（1）生物降解材料PHA；（2）生物菌肥；（3）無害化處理后回用農(nóng)田。 投入：在現(xiàn)有污水處理廠基礎(chǔ)上，增加（1）活性污泥馴化池；（2）活性污泥發(fā)酵池；（3

本項目以污水處理廠存在能源消耗高，二次污染等問題，針對污水體量龐大，復(fù)雜多變量，多相體系的數(shù)據(jù)信息滯后，強(qiáng)耦合，非線性等問題，采取學(xué)科交叉方式與物理學(xué)院、智能學(xué)院合作開發(fā)新型水質(zhì)傳感器，開發(fā)信息處理系統(tǒng)，多變量耦合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，深度學(xué)習(xí)和算法，構(gòu)建污水處理智能控制關(guān)鍵技術(shù)，儀器和設(shè)備。為污水廠的智能節(jié)能減排創(chuàng)造提供技術(shù)支持。

項目成果/簡介:本項目以污水處理廠存在能源消耗高，二次污染等問題，針對污水體量龐大，復(fù)雜多變量，多相體系的數(shù)據(jù)信息滯后，強(qiáng)耦合，非線性等問題，采取學(xué)科交叉方式與物理學(xué)院、智能學(xué)院合作開發(fā)新型水質(zhì)傳感器，開發(fā)信息處理系統(tǒng)，多變量耦合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，深度學(xué)習(xí)和算法，構(gòu)建污水處理智能控制關(guān)鍵技術(shù)，儀器和設(shè)備。為污水廠的智能節(jié)能減排創(chuàng)造提供技術(shù)支持。應(yīng)用范圍:該技術(shù)主要應(yīng)用于給水處理系統(tǒng)和污水處理系統(tǒng)的智能控制。效益分析:項目的研究已經(jīng)進(jìn)行了多年， 2017 年投資 1500 萬元在南開大學(xué)津南校區(qū)建立了 1000 噸/日污水處理廠， 為傳感器的應(yīng)用和示范創(chuàng)造十分有利的條件。

本發(fā)明是一種溫和條件下利用含釩、鉬多金屬氧酸鹽催化劑降解污水中苯酚。苯酚是造紙、煉焦、煉油、塑料、農(nóng)藥、醫(yī)藥合成等行業(yè)生產(chǎn)的原料或中間體。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，未經(jīng)處理的含酚廢水對人類的生存環(huán)境已經(jīng)造成了嚴(yán)重的威脅。研究與開發(fā)高效、低成本的新型污水處理技術(shù)，特別是研究降解苯酚的高效降解技術(shù)，已成為環(huán)境工程、環(huán)境科學(xué)等領(lǐng)域的科學(xué)前沿和熱點(diǎn)問題。本發(fā)明設(shè)計提供的一種用于濕法氧化降解苯酚的多金屬氧酸鹽催化劑，(CTA)3+x [PVxMo12-xO40]（x = 1~3）。多酸催化劑具有合成方法簡單、催化降解高效(環(huán)境溫度下（15°C）空氣氧化降解苯酚，反應(yīng)60 min，苯酚去除率達(dá)到70% 以上，COD去除率達(dá)到70%，TOC去除率達(dá)到70%，苯酚完全礦化。0 °C 苯酚60 min 降解率達(dá)到60%以上)、可重復(fù)利用和催化反應(yīng)條件溫和等優(yōu)點(diǎn)。克服了濕法催化氧化技術(shù)對設(shè)備、催化條件高要求的缺點(diǎn)。且在催化劑合成過程中合成條件溫和（常壓）、合成時間短、易操作。降解產(chǎn)物為簡單無機(jī)離子，不對環(huán)境造成二次污染。 利用一種溫和條件下利用含釩、鉬多金屬氧酸鹽催化劑降解污水中苯酚的應(yīng)用，可以解決很多技術(shù)問題： 1、利用多金屬氧酸鹽的組成和結(jié)構(gòu)的多樣性，合成強(qiáng)氧化性的化合物，作為催化濕法氧化催化劑，降低濕法氧化的反應(yīng)條件，提高實用性，降低成本； 2、調(diào)節(jié)反荷離子的種類，合成多金屬氧酸鹽固體催化劑，在水相反應(yīng)中不溶脫，且易于分離重復(fù)使用，大大降低了催化劑使用成本； 3、多金屬氧酸鹽降解水中污染物苯酚反應(yīng)條件溫和，在常溫常壓條件下通入空氣就可達(dá)到苯酚的有效降解，節(jié)約大量能源； 4、雜多酸膠束催化體系的引入使苯酚降解的體系同時具有液膜法和高級氧化法的雙重功效，不僅提高了催化效果而且催化條件溫和。 此項目主要依托國家自然科學(xué)基金和吉林省環(huán)保局項目。 含釩多金屬氧酸鹽(CTA)3+x [PVxMo12-xO40]（x = 1~3）在催化空氣氧化降解苯酚污水中，在室溫、空氣壓力條件下，苯酚污水降解率達(dá)到90%到100%，并且苯酚分子被完全礦化為簡單的無機(jī)離子，如CO32-和HCO3-。

本項目具有自主知識產(chǎn)權(quán)，是一套適合于處理城市污水及回用（從城市污水到雜用 水、景觀用水、綠化、洗車等直到實驗室分析配制標(biāo)準(zhǔn)溶液的純水）的集裝式膜生物反 應(yīng)器成套技術(shù)裝備。同時本裝置還適用于在本裝置的一個階段內(nèi)實現(xiàn)受污染水源地的飲 用水的供應(yīng)的系列產(chǎn)品。 技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)： 1）針對不同城市污水水質(zhì)可以選擇不同的膜材質(zhì)。 2）針對不同廢水規(guī)模可以加工大型或中型的集裝式膜生物反應(yīng)器。 3）不同處理程度的集裝式膜生物反應(yīng)器可以適用于同種廢水而不同用戶需求的回 用水質(zhì)。 4）開發(fā)的自控技術(shù)，可以達(dá)到無人監(jiān)管、在線檢測的水平，使人工費(fèi)降低及自動 控制達(dá)到較高的水平。 應(yīng)用領(lǐng)域：城市污水深度處理及回用