专利名称：废水耦合处理设备及废水处理方法
专利号：ZL202110488078.2
专利类型：发明专利
专利权人：中持水务股份有限公司
发明人：蒋富海
申请日期：2021.4.30
授权日期：2023.2.10
01发明创新点
现有针对工业或混排废水中，常含有难降解有机物、氨基污染物(如氨氮)、总磷等污染物及新兴污染物（PPCPs、EDCs、PFAS等），而采用传统的设备很难将废水中的碳、氨氮、磷等多污染及新兴污染物有效去除净化。雨季偷排工业废水、溢流污染水（合流制CSO或分流制SSO)、降雨时初期雨水、污水厂雨季超量雨污水、封闭或流动的河道(坑塘)污水等，由于现有设施处理能力受限、或无有效的就地处理装置或应急处理措施，导致污水漫溢，给周边水体带来严重水污染，未经处理的污水中富含氨氮、磷等富营养化因子等耗氧性污染物，使得化学需氧量等污染物排放浓度较高，导致水体缺氧发黑发臭（或返黑返臭），给周边居民的生活及生产带来较大水污染困扰和受纳水体环境污染暴露风险。
本项组合发明创新点1：高效应对处理工业废水及新兴水污染物的利器。通过芬顿反应单元去除难以生化降解的大分子有机物，并进行氧化脱色；通过耦合吸附反应单元中氯系氧化去除污水中难以生化降解的氨基无机物(如氨氮)，且化学吸附去除污水中小分子的有机物；通过除磷反应单元中添加除磷剂去除污水中的磷污染物，进而对废水中碳、氨氮和磷进行有效去除；通过凝核反应单元中高分子聚合物助凝，促使细小絮体增大比表面积，易于密实和沉降；各单元之间串联，实现连续或间歇方式反应进而达到原水净化的效果。
创新点2：同步通过技术专利池系列组合研创，协同开发出应对溢流污染水和前置保护水环境的一体化净化装置，包括集水单元、泥料快速吸附单元、多介质加载单元和清水储存单元，能够实现多种污染的高效去除，改善水体的溶解氧水平和充氧条件，避免水体发黑发臭和富营养化趋势，截污纳管、提量增效减排、受纳水体自净的功能，且对于磁料与砂料能够协同回收利用，提高载体的循环利用率，降低成本，减少浪费。
02应用领域和范围
截至目前，本项相关技术在市政污水、工业废水和水环境综合治理等领域的十几个应用场景中运用，百余套技术产品在不同的需求中都达到甚至超过了预期的处理效果。
此类技术可采用适宜规格(粒径/目数，密度)磁粉重载体、矿砂重载体等不同载体加持，与常规混凝剂/絮凝剂、或氧化剂/吸附剂/生物污泥等联用形成多效凝核、耦联物理-化学-生物（化学吸附、高级氧化、生物氧化、生物吸附、混絮凝沉淀、络合、功能加载等）集成反应，采用磁鼓分离机、水力旋流分离器等匹配载体回收降耗形式，由此达成“集成功能多、场景适应快、净化效能好、投运成本省”的多效合一功效。
03实施效果
本项相关组合专利技术通过工程化应用，实现了难降解COD、氨基化合物、TP、SS等污染物以及新兴污染物的极限高效去除，达成准IV尾水指标的强效净化去除或深度提标保障。下图为工程应用跟踪评估的场景（节选）：
04产业化及市场应用情况
目前本项相关技术产品，针对不同规模与场景，形成不同结构模式：迷你型、撬装式、箱装式、拼装式、构筑物等。
市政与工业废水中的工程化应用
产学研用课题中试级研究
05技术优势
2019年生态环境部、国家发改委等三部委联合发布《城镇污水处理提质增效三年行动方案（2019-2021年）》，提出污水实现全覆盖、全收集、全处理的目标；2020年国家发改委等多部委印发了《绿色技术推广目录（2020年）》，其中第21项“高污染城市河流综合治理技术”提出建立针对初期雨水截留集成一体化截污技术、水生态修复技术等；2020年云南昆明市针对污水处理厂排放地标，尝试性提出雨季超量溢流污水处理的单独排口执行尾水标准；2022年4月由住建部、生态环境部、国家发改委等三部委联合发布《深入打好城市黑臭水体治理攻坚战实施方案》，提出建立防止返黑返臭的长效机制，到2025年县级城市建成区黑臭水体消除比例应达到90%；
2022年生态环境部下发了《关于加强2022年汛期水环境监管工作的通知》、《关于开展汛期污染物强度分析推动解决突出水环境问题的通知》，针对部分地区在旱季“藏污纳垢”、雨季“零存整取”的突出问题，力求着力突破面源污染防治瓶颈。
本项相关技术采用短流程（HRT）、高通量（表面负荷）、多功能（物理-化学-生化加持）、稳效果（常规及新兴污染物）的技术优势，实现难降解COD、SS、TP等污染物的协同高效、高标、低耗处理，实现深度去除氟污染物、重金属捕集处理、新兴污染物减量降毒等靶向功能，特别针对雨季溢流污染（CSO或SSO）治理，提供了较好的应用场景和净化效果。
06专利运用及保护
本系列技术产品的系列相关专利池已被国家知识产权局授权，形成公司自有专利池保护链，通过在实际工业及市政污水处理厂的推广应用，推动本项相关技术链集成的不断优化加持与迭代升级。
主要相关的专利名称及证书（已授权）如下：
（1）发明：“废水耦合处理设备及废水处理方法”，专利号：ZL202110488078.2；
（2）新型：“一种净化装置及水处理系统”，专利号：ZL202121277701.1；
（3）发明：“一种电镀废水三级加药处理装置及其方法”，专利号：ZL201810415016.7；
（4）新型：“一种澄清系统的重介质回收系统”，专利号：ZL202120774238.5；
（5）新型：”冲洗件及冲洗系统”，专利号：ZL202120366436.8；
（6）新型：”一种用于污水处理池体的遮阳防藻装置”，专利号：ZL202120779921.8。
（7）新型：“一种带有疏通消堵系统的污水加药设施”，专利号：ZL201821296862.3
07效益分析
本项相关技术产品，实现了良好生态效益、经济效益、社会效益的三效协同。
生态效益：单元出水可实现COD远小于50 mg/L，TP远小于0.4 mg/L，SS远小于10 mg/L、氟化物小于1.5 mg/L等优于GB3838—2002 V类净化目标，重金属、新兴污染物等消减毒性，实现水环境、水生态、水安全的三水协同目标；
经济效益：吨水投资及直接运行费用低于同类常规技术，节能、降耗、降碳潜力大；
社会效益：通过本项技术协同其他技术，系统实现水污染物的多效去除，长效改善水环境质量，从而达成水清绿岸、鱼翔浅底，改善了人民群众的亲水幸福感和获得感，从邻避效应转换为邻利效应。
08应用前景
该项相关技术适用于市政污水（一级强化处理、深度处理、排泥水处理等）、工业废水（园区废水集中处理、行业废水处理、含氟/高浊/高色度等特征污染物废水处理）、新兴水污染物消减、水环境治理（雨季CSO或SSO溢流污染治理、黑臭河湖坑塘原位/旁路/就地治理、富磷营养化水体治理、含藻水治理、人工湿地预处理等）、生物吸附加载或物化吸附加载联合处理、加载澄清耦合自养或异氧反硝化滤池、优V类高标尾水提标升级治理等，形成多场景和多领域的工程化成功实践应用案例逾百项，通过精准定制、精心设计、精细运行，从而为工业及市政水处理系统的治理稳定化、达标长效化、尾水高标化提供可靠保障。
为系统解决CSO或SSO溢流污染的达标治理与提质增效关键技术瓶颈，由清华大学、中持股份等共同主导编制、并经中国城市科学研究会于2023年发布了具有行业技术引领价值的《城镇污水处理厂处理溢流污水技术规范》团体标准。
09获奖情况
本项技术系列，已完成相关科技成果鉴定多项；
相关技术成果支撑获得：中国发明协会 发明创业奖创新奖 一等奖荣誉；中国环境保护产业协会 环境技术进步奖 一等奖荣誉。
形成本专利相关技术产品工程化应用相关的科技论文3篇（已发表）：
（1）“污水处理厂百乐克工艺提标改造设计与运行“，2022年发表于《中国给水排水》期刊；
（2）“污水处理厂提标扩量协同增效的实践应用”，2023年发表于《中国市政工程》期刊
（3）“高速澄清系统在污水优V类深度处理中的实践应用“，2022年发表于《中国市政工程》期刊。
津公网安备 12010102000028号
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