国家工程实验室
依托北京工业大学牵头建立的城镇污水深度处理与资源化利用技术-国家工程实验室,彭永臻教授带领团队长期致力于污水生物处理与脱氮除磷理论研究,在推动低能耗城市污水脱氮除碳新技术研发与工程化应用等方面取得了一系列开创性成果,其研究与应用成果处于国际领先水平。团队首次提出并实践了城市污水“部分厌氧氨氧化”技术思想,率先完成了城市污水厌氧氨氧化工程应用;首次发现“短程反硝化”过程,并开发其与厌氧氨氧化耦合深度脱氮技术及应用;创新研发了城市污水“AOA”高效脱氮新技术,实现低碳氮比条件下无需外加碳源深度脱氮,并建立国际首座AOA新技术工程示范。
彭永臻教授主持研发的“城市污水短程反硝化耦合部分厌氧氨氧化深度脱氮技术”入选2023年《国家绿色低碳先进技术成果目录》(水污染治理领域共18项);科研成果“城市污水厌氧氨氧化低碳脱氮关键技术与过程控制”入选2022年“科创中国”先导技术绿色低碳领域榜单(共25项)。团队开展关键核心技术攻关和试验研究的同时,着力重大科技成果的中试验证与工程实践,为突破污水处理与资源化利用领域多项难题提供关键技术支持。
技术研究
2023年1~5月,学生试验并撰稿作为唯一第一作者,彭永臻教授作为唯一通讯作者,与学生共同多次修改后一共投了21篇稿件,全部在中科院一区期刊上发表,其中在本领域顶级期刊《Environmental Science & Technology》和《Water Research》上发表论文6篇(见下)。
团队常年坚持城市污水脱氮除磷研究,未来将依托国家工程实验室加强应用基础研究。正如彭永臻教授强调,“作为实践性较强的研究方向,难于在更高的影响因子(IF)期刊发表论文,这是需要团队努力的,也是团队的短板,并且还不能说研究平台及条件不够,其实还是基础研究高度与水平不够。”
中试研究
目前,团队与国内水务企业开展深度产学研合作,正在运行的城市污水厌氧氨氧化与AOA前沿技术中试共9座(见下)。中试均以处理实际城市污水为研究对象,利于研发与应用结合,为推进前沿技术在我国污水处理厂新建和升级改造项目中的应用提供关键参考。
另外,两座AOA技术中试(深圳水务集团福田水质净化厂AOA中试和哈尔滨工业大学深圳校区全自动AOA中试)正在启动调试中。
工程应用
彭永臻教授带领团队围绕城市污水厌氧氨氧化与AOA前沿技术的研发与工程应用转化,与北控水务集团、中国水环境集团、广西碧清源环保投资有限公司、江苏裕隆环保有限公司、青岛双元水务有限公司等多家单位合作,将新技术应用于济南中科成水质净化厂、广西浦北县城污水处理厂、广西岑溪污水处理厂、江苏宜兴屺亭污水处理厂、贵阳新庄污水处理厂等20余项工程改造或新建项目,实现在无外加碳源情况下低碳氮比城市污水总氮高效去除和稳定达标排放。另外,首次在青岛城阳污水处理厂(一期和二期,共10万吨/天)实现厌氧氨氧化对总氮去除贡献率稳定≥15%,无外加碳源条件下出水优于一级A标准,常温条件下大规模原位富集厌氧氨氧化菌,解决了厌氧氨氧化种泥难以获取的难题。
目前,团队与深圳水务集团合作开展大规模工程应用转化,将AOA新技术应用于该集团的福永(22.5万吨/天)、滨河(50万吨/天)、福田(30万吨/天)等三个城市水质净化厂(共102.5万吨/天)的新建与改造工程。