构建缺水城市水环境生态保障技术体系

    针对我国北方地区城市面临水资源短缺和环境生态脆弱的双重问题，共性技术项目的“缺水城市雨污水再生处理和不同途径用水的关键技术研究与工程示范”课题以“治污＋补水＋生态保障”为基本策略，完成了适合于缺水城市的污水再生与不同途径回用的物化——生化组合污水处理与再生技术、化学——物化组合污水深度处理技术、生物强化污水处理与再生技术、生态强化再生水质安全保障技术4项关键技术的研发，形成了特色鲜明的理论和技术体系。课题研究成果申请国家发明专利18项、获授国家发明专利8项，成果应用于西安思源学院污水再生与综合回用、西安阎良污水处理与回用等一系列城市污水处理与再生利用工程，取得了显著的经济和社会效益，为缺水城市水体污染控制与水环境生态保障提供了技术体系和实施范例。

引进“城市水代谢”先进理念

    课题将“城市水代谢”的先进理念引入城市水系统设计，针对缺水城市以再生水作为重要供水来源进行高效利用的需求，打破传统的城市给水排水工程规划方法的束缚，提出了将城市供水、城市排水、再生处理、输配调蓄、景观利用、水量循环与水质保障融为一体的城市水环境系统的构建方法，形成了再生水供水系统水质安全保障、以回用目的为约束的单元处理技术组合与污水分级再生、工程——生态技术耦合的城市水体多元水质保障等一系列理论技术成果。

取得两项标志性成果

    一是臭氧气浮化学——物化组合污水深度处理技术。项目发明专利《气浮水处理分离装置》是化学——物化组合污水深度处理技术的代表性成果。该装置通过低浓度臭氧化和新型溶气气浮技术的组合，在一个单元装置内完成凝聚、氧化脱色、臭氧消毒、气浮分离等多个过程，并实现密闭式自动浮渣排除。混凝、臭氧化、气浮一体化处理达到了良好的除浊、除色、除有机物、灭菌的效果。装置的总水力停留时间小于40分钟，大幅度提高了处理效率。

    二是生物造粒流化床物化——生化组合污水处理与再生技术。项目发明专利《生物造粒流化床污水处理装置》是物化——生化组合污水处理技术的代表性成果。该技术是对传统污水处理的重大革新，通过流化床造粒和好氧颗粒污泥培养技术的巧妙组合，集物化、生化处理于一体，在一个处理单元内完成混凝造粒、生物氧化、固液分离等多个过程，且能在较低溶解氧的条件下维持好氧微生物繁殖，形成的粒状污泥粒径大、密度高、固液分离性能好。总水力停留时间由传统的8小时~10小时缩短到3小时左右，单元处理水质达到常规二级处理的效果，且污水脱磷效果优于二级处理，为后续的深度处理提供了良好的水质条件。实现对传统水处理工艺的重要革新

    该课题在研究中打破了传统城市给水排水工程规划方法的束缚，提出了将城市供水、城市排水、再生处理、输配调蓄、景观利用、水量循环与水质保障融为一体的城市水环境系统的构建方法；打破了传统的污水处理、深度处理的流程界限，建立了不同单元技术融合和优化组合的城市污水短流程处理再生的技术体系；打破了物理、化学、物化、生化处理的技术界限，实现了物化——生化组合、化学——物化组合污水再生处理、再生水强化深度处理新技术的发明，对传统水处理工艺实现了重要革新。

成果应用经济与社会效益显著

    该课题以再生水回用安全为约束的污水分质再生处理技术、生物强化污水处理与再生技术、再生水多级利用与水质保障技术于2011年初在西安思源学院污水再生与综合回用工程中投入运行，规模为200.75万立方米/年，实现了污水零排放和100%以上的高回用比水资源再生利用，水环境景观水质得到有效保障。

    在西安阎良污水处理与回用工程中，该课题研发的化学——物化组合污水深度处理技术、再生水多元化利用和系统优化配置技术于2009年得到了应用，规模为182.5万立方米/年，实现了区域内市政杂用、工业回用等公共集中用水和消防储备用水的多元化回用目的。

    该课题研发的物化——生化组合污水处理与再生技术、化学——物化组合污水深度处理技术于2008年在陕鼓集团雨污水处理与环境回用工程中得到了应用，规模为292万立方米/年。

    课题针对缺水地区突破的关键技术，除了应用于上述3个示范工程外，还应用于10余项工程项目中，产生了良好的经济效益与社会效益，其中直接经济效益达2.1762亿元。此外，该课题的减排效益、资源效益、环境改善效益等显著。

    国际水协会（IWA）前主席丹保宪仁教授、斯德哥尔摩水奖获得者P.Wilderer教授对该课题研究成果给予了高度评价。在陕西省科技厅组织的专家组对该课题成果鉴定会上，与会专家一致认为该课题的技术成果“达到了国际领先水平”。IWA会刊《Water21》以“ScarcityspursreuseinChina”为题对课题的研究工作进行了专题报道。课题实施的西安思源学院污水再生与综合回用工程获IWA项目创新奖（PIA，ProjectInnovationAwards）。