1、高浓度复合粉末载体生物流化床技术规程编制说明（征求意见稿）一、工作简况1 任务来源本项目是根据“2020年第四批中国机械联合会团体标准制修订计划的通知”（中机联标【2020】170号文），计划编号20200416, 项目名称高浓度复合粉末载体生物流化床技术规程进行制定。主要起草单位湖南三友环保科技有限公司，计划应完成时间2020年12月。2 主要工作过程该标准于2020年立项，计划于2020年12月完成。标准制定小组分工明确、分阶段进行、相互协作，主要工作经历了以下阶段：起草阶段：2020年5月2020年8月，完成了前期资料收集、现有标准检索、联系合作单位等工作，初步确定了标准框架，并对标准内
2、容提出了修改建议。2020年9月-10月，通过咨询了公司及应用单位，对标准的框架进行了进一步优化，并对标准内容进行了修改，完成了标准草案。2020年11月14日，召开了标准编制小组会议，对标准二稿进行了广泛地讨论，形成了标准的“征求意见稿”及编制说明。征求意见阶段：2020年11月18日2020年12月18日，由机械工业环境保护机械标准化技术委员会 “征求意见稿”及编制说明进行征求意见。发函到XX个单位征求意见，收到XX个单位的回函，其中XX个单位有意见或建议共XX条，征求意见处理采纳其中的XX条建议、部分采纳XX条、不采纳XX条（见征求意见汇总处理表），根据专家的意见对征求意见稿和编制说明进
3、行修改，形成标准“送审稿”及编制说明。3 主要参加单位和工作组成员及其所做的工作等本标准主要参加单位为湖南三友环保科技有限公司、长沙水业集团有限公司、同济大学、中国市政工程华北设计研究总院有限公司、湖南科友环保有限公司。主要成员：韩红波、巢真、黄庆、张宏亮、柴晓利、徐莹、李群、朱莹、尚俊材、韩青青。所做的工作:工作组组长柴晓利，负责全面协调工作，负责召集、组织各次标准研讨会议；韩红波、黄庆、巢真负责标准的具体起草与编写工作；张宏亮、徐莹负责国内、外相关技术文献和资料的收集、分析及资料查证；李群、尚俊材负责对国内外相关标准进行全面调研，负责对各方面的意见及建议进行归纳、整理；朱莹、韩青青负责对H
4、PB技术试验测试及工程应用情况进行总结和归纳。二、标准编制原则和主要内容1 编制原则本规程在结构编写和内容编排等方面依据GB/T 1.1-2020标准化工作导则 第1部分：标准的结构和编写进行编写。编制过程遵循以下主要原则：（1）实践性原则。认真总结HPB技术生产应用实践经验以及相应要求，按照工程技术规范编制总原则的要求，确定规程的结构和内容。（2）完整性原则。根据环境工程技术规范应服务于环境管理、运行管理以及工程设计与验收的要求，确定本规程的内容包括工艺方法、运行管理等主要内容，覆盖常规HPB技术及主要的变形工艺方法。（3）科学性原则。本规范按工艺方法分类，层次清晰、结构合理，同时兼顾行业技
5、术的提升，具有一定的可分解性和可扩展空间。（4）先进实用与可操作性原则。规范的主要内容应既代表了当前的先进水平，又以大量的工程实践为基础，突出技术要求的针对性和科学合理性，具有较强的可操作性。2 主要内容本标准规定了高浓度复合粉末载体生物流化床技术应用于污水处理的术语和定义、总体要求、工艺设计要求、安全规定、检测与控制、调试与验收、运行与维护相关技术要求。（1）总体要求规定了HPB技术的适用范围，用于工业污水的注意事项等。采用HPB技术的污水处理厂（站）与常规污水处理厂相同，无特殊要求，其选址、防洪、消防、环境影响、职业卫生等应遵守相关规范、标准的规定。（2）工艺设计要求HPB技术涉及的生物反
6、应池、二次沉淀池及其配套设施的设计，按本规程执行；其余构（建）筑物均按照国家有关设计规范执行。1） HPB技术一般规定规定HPB技术应用基本要求。 2）工艺流程 介绍了HPB技术工艺流程。3）污染物削减率规定了HPB技术应用中污染物的削减要求。4）HPB技术前、后、预处理要求分别对HPB工艺技术前、后、预处理作了相应的要求。5）HPB生物反应池详细规定了生物反应池的进水水质要求、复合粉末载体选择、推流搅拌设备选择、生物反应池容积计算、生化反应参数取值范围、主要设计参数（污泥浓度、MLVSS/MLSS、污泥负荷、污泥龄SRT、水力停留时间HRT）、剩余污泥量计算等。6）二次沉淀池对二次沉淀池设计
7、参数（沉淀时间、表面水力负荷、污泥含水率、固体负荷）、刮泥机选型及计算、静压排泥时的净水头等作了具体的规定及要求。7）载体投加系统规定了复合粉末载体的性质、载体初始投加量和日常补充量计算、配制方式、投加浓度、配制用水、投加系统管道流速、冲洗设施的设置、载体投加点设置等等技术要求。8）载体回收装置回收装置设置作为本工艺规程的关键工艺，本规程详细地规定了回收装置的基本原理和组成，并对装置的型号选择、回收载体的投加点、投加管道流速、回收系统的运行模式等作了具体要求。9）污泥回流处置污泥回流装置也是本工艺的关键工艺打底，本规程对污泥回流装置的设施、设备等作了规定。（4）安全规定 为确保安全生产，杜绝安
8、全隐患，本规程特地对HPB工艺技术作出了具体的安全规定和要求。（5）检测与控制1）一般规定检测仪表和控制系统的设置原则、设置内容、可靠性要求、运行管理要求、近远期结合、机电设备的配置要求等。2）检测基本的检测范围和要求，针对HPB技术的检测要求、生物反应池的检测要求、二沉池泥位检测要求、回流污泥计量和调节要求、剩余污泥计量和浓度检测要求、粉末载体回收系统的检测要求等。3）控制控制形式建议、精准控制系统的意义和基本原理、精准控制系统的功能要求、调节模式要求、系统集成要求等。（5）调试与验收本规程规定了调试的基本原则、调试时长；验收标准等要求。（6）运行与维护本规程规定了HPB工艺技术的基本运行要
9、求、运行中需重点关注的指标及调整方法、应对不同情况的运行建议；日常维护的基本要求、维护重点、基本操作规范等。三、主要试验（或验证）情况2019年1月到7月在长沙市某污水处理厂进行了为期半年的中试试验，中试装置模拟传统活性污泥法生化池和二沉池设计，与污水处理厂同步进水，通过调整运行工况，考察HPB技术的耐冲击负荷能力和基本的控制参数、处理效率等。试验结果表明，HPB中试实现了处理能力较厂区现有工艺能力的数倍，并能够满足总变化系数Kz的要求。检测数据表明，在不同工况下，出水主要水质指标（COD、氨氮、总氮、SS）均可稳定达标，总磷能稳定地控制在0.5-1mg/L（HPB技术中试试验不主要考虑总磷的
10、去除，总磷后续主要通过高效沉淀池去除）。2019年8月，在长沙某污水厂开展 HPB 工艺生产性试验，考察HPB技术应用于生产的实际处理效果，通过对近一年的水质指标分析，结果如下：（1） HPB技术采用双泥法工艺，兼具活性污泥和生物膜双重特点，抗冲击负荷能力更强，能够适应水量、水质在较大范围内波动，出水稳定性更好。（2） 生化池停留时间最短可做到3h，系统冗余更大。（3） 生化系统内有大量微小生物膜颗粒，同步硝化反硝化作用明显，对进水碳源的利用更加充分，相同条件下无需外加碳源或所需外加碳源更少。（4） 二沉池出水总磷更低，后续深度处理加药量更少。（5） 生化池出水TN即可稳定达标，后续深度处理无
11、需另外考虑脱氮。处理水量水温COD氨氮TNTPSS与此同时，系统的排泥量于改造前基本持平，可认为HPB技术不会增大污水厂产泥量。产泥量在不同流量条件下，对复合粉末载体回收装置旋分器实测显示，旋分器高效区范围较宽，性能优异。对旋分器的分离物料采样，并进行显微镜分析，可见分离效果显著，达到预期要求。回收效果测试镜检结果关于系统配备搅拌机选型，根据CFD模拟结果和实际运行经验，得出如下结论：采用驱动及减速部件干式安装、大叶轮、低转速、水平输送搅拌机，（搅拌叶轮直径23 m，外缘线速度11.5 m/s），叶轮底面距曝气盘面高度建议0.5 m左右。搅拌机外缘线速度随半径变化的CFD模拟衰减曲线四、 标准
12、中涉及专利的情况无五、预期达到的社会效益、对产业发展的作用等情况本标准涉及的HPB技术解决了污水处理工艺中生化时间长的行业难题，将生化时间从传统的12小时左右缩短为5小时。有效解决了城镇污水处理厂新建及提标扩容中面临的占地面积大、征地拆迁难、投资运营成本高、建设周期长等突出问题。此项技术的应用主要能够大幅的节省土地资源、提高污水厂出水水质、削减污染物排放量、减少工程建设投资、降低运行成本等。（1）省费用：提标改造工程节约投资30%以上；（2）省占地：提标扩容项目节约用地20%以上；（3）省周期：建设周期缩短约30%以上；（4）高标准：污染物削减量提高20%以上；（5）高效率：生化池处理效率提高
13、12倍；（6）高保障：实现不停水改造、不停水检修。从经济指标与占地等方面与其他工艺对比如下：提标改造（一级B到准IV）10万m3/d新建（准IV）工艺单位投资（元/m3）单位投资（元/m3）运行成本（元/m3）占地（亩/万m3）膜工艺15002500450065001.01.5610A2/O工艺14001800350040000.81.0812HPB工艺9001300290033000.81.057以10万m3/d污水处理厂从一级A提标至准IV，同时扩建至20万m3/d为例，HPB技术与其他工艺对比如下：原工艺提标扩建工艺造价（亿元）新增用地（亩）征拆费（亿元）总计（亿元）AAO/氧化沟(90
14、亩）膜工艺4.58406023 6.511其他工艺3.54.550702.53.5 68HPB工艺2.83002.83根据对长沙市、湖南省、全国近几年的污水处理厂市场进行初步分析，如采用HPB技术可带来的效益如下：长沙市近三年污水处理厂建设项目和预估投资用地数据区域污水处理厂扩建规模处理工艺排放标准工程投资新增用地建设周期长沙市（含长沙县）18座（224万m3/d）172万m3/d常规工艺深度处理MBR工艺地表水准IV类标准102亿元1707亩1.5-2年HPB技术地表水准IV类标准7901年以内（1）工程投资：节约23亿，（2）征地拆迁：节约85亿（500万/亩），（3）工期节约：6-12个
15、月湖南省2019-2021年污水厂新（扩）建及提标改造工程项目和预估投资用地数据污水处理厂提标新（扩）建目标排放标准工程投资新增用地建设周期114座352.3万m3/d260.65万m3/d地表水准IV类标准（部分一级A标准）156.8亿元2600亩1.52年HPB技术地表水准IV类标准121.5亿元01年以内（1）工程投资：节约35亿，（2）征地拆迁：节约130亿（500万/亩），（3）工期节约：6-12个月全国城镇污水处理厂统计数据和预估投资用地数据污水处理厂总规模处理工艺目标排放标准工程投资新增用地建设周期4436座1.7亿m3/dHPB地表水准IV类标准6000-7000亿元50-60
16、万亩6-12个月（1）节约资金可用于新建管网4045万公里，改善污水收集、雨污分流问题；（2）节约土地可用于新建地区性规模公园（面积在100-200 亩）300-500个。六、与国际、国外对比情况本标准没有采用国际标准。本标准制定过程中未查到同类国际、国外标准。本标准制定过程中未测试国外的样品、样机。本标准水平为国内先进水平。七、在标准体系中的位置，与现行相关法律、法规、规章及相关标准，特别是强制性标准的协调性本标准属于环境保护机械标准体系中水质污染防治及循环利用设备 “生物法处理设备”系列。本技术规程与现行相关法律、法规、规章及相关标准无冲突。八、重大分歧意见的处理经过和依据无九、标准性质的建议说明本标准为中国机械工业联合会标准，属于团体标准，供协会会员和社会自愿使用。十、其他应予说明的事项无。11
