技术简要描述:

针对传统地上污水处理厂存在的问题，以及我国城镇化的迫切需求，国投信开水环境投资有限公司通过多年的技术延伸和经验总结，首次提出并大规模示范应用以生态型下沉式再生水厂集约构建与资源化利用技术，研发了节地成套技术实现了土地集约，开发了炭质生物填料除臭技术和装备，实现了环境友好，构建了高品质再生水资源、污泥、能源利用技术路线，实现了资源利用，集成形成了生态型下沉式再生水厂集约构建与资源化利用技术。

技术提供单位:

国投信开水环境投资有限公司

技术信息:

主要出水指标可达到《地表水环境质量标准》Ⅳ类水体水质标准，50000m3/d的下沉式再生水厂装机容量约2860 KVA。

商业应用情况:

北京碧水下沉式再生水厂，北京市通州区，总规模18万m3/d，8万m3/d再生水用于玉带河补水，彻底消除河道黑臭，促进河道水质改善和生态修复；10万m3/d再生水用于市政绿化、电厂冷却水、环球影城、北京副中心再生水。地下空间建设水技术创新社会化服务平台、科普教育展厅等，推动行业技术创新和群众环保意识提升。 天府新区下沉式再生水厂，成都市天府新区，一期规模10万m3/d，总规模26万m3/d，每年可为周边的鹿溪河提供生态补水约1400万m3，还可经天府新区综合管廊为成都科学城提供公建清洗、道路冲洗、绿化浇洒等高品质再生水约360万m3。

希望在技术转移过程中得到的帮助/支持:

开展相关国家政策法律培训，协助宣传推广，牵线搭桥促成合作。

设备投资:

工程投资范围包括场地平整工程、厂区平面布置、厂内景观绿化工程、土石方工程、深基坑支护，污水处理厂工程内的构筑物、建筑物、管线、工艺安装、设备购置、仪表、电气、自动化控制等工程。 以青山污水处理厂工程为例，设计规模为5.0万m3/d，技术寿命30年以上，为全地下式污水处理厂。建设项目总投资为32432.2万元（不含征地及外电费），其中第一部分工程费用25254.67万元。

年运行维护费用:

本技术消耗的资源主要为电能和水处理药剂，电耗主要为机械设备、除臭、通风和照明等，出水主要水质达到地表水IV类标准的条件下，吨水电耗低于0.4kWh，约合0.12kg标准煤，与行业水平相比低15%。以处理规模50000m3/d的下沉式再生水厂为例计算，各项生产成本费用详见表3，年耗电量730万kWh，约合221万kg标准煤，与行业水平相比节省约39万kg标准煤。

投资回收期:

以处理规模50000m3/d的下沉式再生水厂为例，总投资约为3.24亿元，财务内部收益率为5.69%，财务净现值为2108.17万元，全部投资税前回收期为14.72年（包括建设期1.5年），具有一定的财务盈利能力。财务评价经济效果较好，详见表4。其全部投资财务内部收益率、投资回收期均能满足行业的基本要求，项目有一定的盈利能力。另外污水处理工程是城市基础设施的一个主要内容，除了取得较好的直接经济效益外，同时对整个社会的环境及社会效益也是十分显著的，其间接经济效益远远大于工程的直接经济效益。

附加效益:

截至 2019 年底，该技术已服务于国内外30 余座下沉式再生水厂和污水处理厂应用，总规模超过300 万m3 /d， 2017 年至 2019 年累积收入和利润分别达100 多亿元和近30 亿元，产生了明显的社会效益。项目的推广解决了污水厂与居民“争地”的问题和“邻避”问题，实现了资源、能源的再利用，多地政府考察并推广，持续改善全国水环境质量，创造了显著的经济、环境和社会效益。 本技术也可节省用地、大幅减少管网投资和运行成本，实现单位用地指标降低25%以上，节省投资10%以上，应用污水处理节能降耗优化运行控制技术，可节省运营电费15%以上。该系统在贵阳南明河综合治理中应用，仅污水收集干管与回用干管节约投资11 亿元，节省土地1000 余亩，年减少运营电费3600 万元，实现年生态补水1.8 亿吨。 本技术可大幅削减再生水厂臭气排放，对区域大气质量改善有积极作用。通过水源热泵等技术集成应用，可减少能源的消耗，减少二氧化碳排放量。

综合效益:

本技术消耗的资源主要为土地资源，吨水占地面积0.3~0.5 m2/(m3•d-1)，与现行污水处理厂建设用地指标相比减少50%以上。地面可提供生态景观、科普教育、科技研发、休闲娱乐等社会服务，同时也可与区域发展结合，开展特色旅游产业、生态农业等综合开发利用。可实现水资源的高效利用，再生水出水可作为生态补水、景观用水、电厂循环冷却水等，实现100%再生回用，节省水资源的消耗。集成高能效比水源热泵，可实现再生水中热能的回收利用，为厂区和周边区域供暖制冷，减少传统资源能源的消耗。 本技术可实现主要出水指标（COD、BOD5、氨氮、总磷）稳定达到《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）Ⅳ类水体水质标准，其余水质指标满足《城镇污水厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级 A 标准，实现污染物的大量减排。以处理规模50000m3/d的下沉式再生水厂为例计算，进水COD、氨氮、总磷、总氮浓度以300mg/L、50mg/L、5mg/L、60mg/L计，出水COD、氨氮、总磷达到地表水环境质量标准（GB3838-2002）IV类标准，总氮达到《城镇污水厂污染物排放标准》一级A。

障碍对技术转移影响等级:

投资成本高或投资回收期长，对当地政策法律不熟习，项目需求信息获取渠道单一。

技术成熟度:

本技术的成熟度等级高，工艺路线完善，设备均可国产。出水水质满足《城镇污水厂污染物排放标准》一级 A 标准，COD、BOD5、氨氮、总磷达到《地表水环境质量标准》Ⅳ类水体水质标准，吨水占地面积0.3～0.5m2/(m3•d-1)，污泥出泥含水率10%～60%，对硫化氢等特征污染物去除率超过99%。我国现有城镇污水处理厂5000余座，目前推广比例为2%，预计五年后能够达到的推广比例为6%，与传统技术相比，可节省土地6000亩，年节省能耗按标煤计约为44240t，每年提供高品质再生水约36.5亿m3，有效推动水环境质量改善、生态系统修复和区域产业发展。 传统的地上污水处理厂产生的臭味、噪声污染以及与自然景观不协调等问题引起人们的广泛关注，下沉式污水厂的占地面积小、可避免臭气噪声污染和地上土地多功能利用等方面具有更长期的、可持续的、高价值的社会、环境、经济效益，长期运行所带来的收益将超越短期的高投资成本。特别是在建设生态城市、提升区域环境效益和土地价值方面，下沉式污水厂更加符合可持续发展的时代理念，市场前景辉煌。

技术适用性:

本技术的细分领域为污水处理、再生利用及污泥处理处置设施建设运营。再生水厂建设需要占用土地，运行需要消耗电能和水处理药剂，需要配备专业运维人员,并进行系统培训，仪器设备自动化程度高，使用和维护方便。为了保证再生水厂的正常运行，还需有完备的收集回用管网等。应用本技术的下沉式再生水厂占地面积小，选址灵活方便，可根据最小排水规划功能区，就地建厂，就近回用。

技术稳定性:

本技术所用主要设备、材料在工程运行中能长期保持稳定运行，可实现主要出水指标稳定达到《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）Ⅳ类水体水质标准，其余水质指标满足《城镇污水厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级 A 标准，实现污染物的大量减排。 本技术对再生水厂臭气进行全收集全处理，对臭气中主要污染物氨、硫化氢的去除率超过99%，净化后气体中氨、硫化氢的浓度优于《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级标准浓度限值。 本技术其他污染物还包括噪声，通过采用降噪措施，包括：选用低噪声设备，设备均置于地下厂区，减振隔声措施等，可实现下沉式再生水厂厂界噪声值符合《工业企业厂界噪声排放标准》（GB12348-2008）1类区昼间时段≤55dB(A)，夜间时段≤45dB(A)标准，对周边区域无影响。

技术安全性:

再生水进行景观、电厂等回用时，无污染物外排。再生水作为河道、湖泊生态补水时，污染物进入环境中，但低于环境容量要求，不会对环境产生不良影响。本技术应用中不会发生二次污染、易燃易爆高毒性物质泄露等环境、安全事故的风险，不存在上游资源限制、配套设施不完善等系统风险。经过大范围的推广应用，获得政府相关主管部门及行业协会的广泛认可，本技术及应用本技术的工程案例获得国家级奖励2项，省部级奖励7项。

技术转移推广障碍:

投资成本高或投资回收期长

知识产权转让:

国投信开水环境投资有限公司作为北京市知识产权示范单位，高度重视知识产权管理工作，拥有生态型下沉式再生水厂集约构建与资源化利用相关专利30余项，核心专利见表5，核心软件著作权见表6。技术拥有方为企业，主要从北京工业大学等科研院所引进最新水处理工艺技术，引进方式包括专利转让和专利许可等，设备可全部实现国产，技术拥有方转让意愿强，技术产权转让机制、政策途径顺畅。