一、项目简介

港口，作为一个国家或地区对外开发的窗口和桥梁，是区域经济参与国际分工、合作和竞争的重要依托。同时，港口船舶污水污染物排放强度持续处于高位，对区域生态环境造成了严重负担。以隔油+气浮为代表的传统污水处理通过加入化学药剂，利用絮凝沉降作用实现污染物的分离，附带难降解的油泥、浮渣则沦为危险废弃物并排放VOCs，难以满足资源节约型、环境友好型港口建设需求。

港口船舶污水高效紧凑处理技术，旨在突破末端消极无害化的废水处理常规被动模式，构建以源头积极资源化为核心的变革性主动模式。本技术依托湍流流动与颗粒运动关联关系以及颗粒运动与污染物传递的关联，构建以物理分离为核心的港口污水处理成套新技术；同时，摒弃化学破乳、相变蒸发等污水处理常规理念，形成了基于颗粒自转、自公转耦合和微界面振荡调控为核心的物理分离技术系统，并以此为基础研发船舶污水高效紧凑综合处理成套技术和装备。

港口污水具有来源广、水质波动大的特征。根据港口功能和类型的差异，港口船舶污水主要包括含油污水、含煤含矿污水、洗箱污水、化学品污水和生活污水。图1为基于物理分离的装置化成套处理工艺，本技术创造性提出物理分离的成套处理工艺，构建取消化学浮选的物理分离工艺流程。成套技术能够实现含油污水处理过程中药剂近零消耗、VOCs近零泄漏、固废近零增长的环境友好目标，对于重构港口船舶污水处理工艺和推动生态文明建设具有重要意义。

图1港口含油污水高效紧凑处理流程

二、合作内容

基于颗粒自转、自公转耦合和微界面振荡调控为核心的物理分离技术系统，开发沸腾床分离技术、结构聚结自转破乳技术、非相变污泥干化技术和旋流自转废水生物脱氮技术（HAO）。其中，沸腾床分离技术，依托颗粒介质构建微通道实现来水中大于微通道孔径的污染物的截滤，通过过滤介质的调控实现微通道过滤与吸附过程的结合，显著改善分离性能。当连续运行至床层介质操作压差增加到一定值后，通入气体或者液体实现床层的流化，并依托旋流场中复杂湍流场和自公转耦合实现介质深度再生；结构聚结自转破乳技术则是依靠“X”型编织的异质性纤维实现乳化油滴的分离，当乳化油滴接触到编织节点时，依托油滴、亲油纤维和水滴、亲水纤维之间粘附力的差异，实现乳化油液滴的破乳；非相变污泥干化技术则是依托旋流场内颗粒自公转耦合，实现非相变条件下污泥中水分的脱附；旋流自转废水生物脱氮技术则是基于A/O过程，通过在内回流施加旋流作用，促进污泥中内碳源释放并改善生化池碳氮比，强化污染物降解。

本技术重点针对港口船舶污水，旨在突破传统处理思路，开发绿色高效的新工艺。长江经济带以及长三角地区作为我国内河和沿海港务发达区域，加之在环保、绿色发展方面具有战略需求。因此，本技术拟优先在长三角和沿长江港口开展，推动区域生态环境保护。同时，为切实提高技术的转化，拟采用技术许可的合作模式，参与港口船舶污水的处理过程，持续推动技术工程转化，并为构建绿色港口贡献新方案。

三、合作案例

沸腾床分离技术、结构聚结自转破乳技术、旋流自转强化生物脱氮技术作为成套处理技术的核心，先后在多个领域获得工程应用，均取得良好效果。沸腾床分离技术成功应用于陕西延长石油延安能源化工有限公司400 m³/h急冷水过滤系统，分离效果达到行业领先水平；结构聚结自转破乳技术应用于曹妃甸采油平台7000m³/d生产水回用系统，出水含油稳定<20 mg/L；旋流自转强化生物脱氮技术应用于中石化镇海炼化400 m³/h循环回流液中活性污泥旋流处理，相较改造前，老A/O出水COD平均降低22.8mg/L、总氮去除率提高10.3个百分点。

四、环境影响评价

以含油污水处理为例，本技术采用装置化设备构建高效紧凑处理工艺，取消气浮单元絮凝药剂的消耗，降低含油污水的处理成本。改进工艺实现了VOCs近零泄漏、油泥近零增长。因此，本技术具有良好的经济环保效益，推动绿色港口的建立。以50 m³/h处理量对比传统工艺和本工艺技术参数，如表1所示。另外，新工艺中取消絮凝药剂，并减少油泥产量，处理成本相对传统处理工艺预期节省不低于20%。

表1 含油污水处理传统工艺和新工艺对比

以50m3/h计	传统工艺	新工艺
占地	约130m2	约40m2
停留时间	>6h	<1h
VOCs泄漏	-	0
电耗	40kWh	30kWh
设备形式	构筑物	密闭装备
出水水质	含油<15mg/L、SS<10mg/L	含油<15mg/L、SS<10mg

五、项目实施单位

华东理工大学是教育部直属的全国重点大学，国家“211工程”和“985 特色创新平台”重点建设院校，长期在化学工程和环境工程等专业方向开展高水平基础理论探索、应用技术研究和工程示范开发；拥有化学工程联合国家重点实验室（华东理工大学分室）、高浓度难降解有机废水处理技术国家工程实验室等科研基地；学校“985”优势学科建设的大型仪器公共测试平台拥有先进的大型仪器和设备50余件，同步建有国内先进的颗粒同步高速自转测试平台（S-HSMA）、涵盖点-面-体三维体系的颗粒湍流流场运动测试平台、以及完备的环境分析实验平台，以构建环境样品前处理、工业环境污染物分析、流场湍动特性及颗粒运动特性研究和数据处理等分析体系。