随着中国经济快速发展和人口持续增长，污水产量不断增加，国家对污水处理的排放标准也提出了更严格的要求。目前，国内许多城市已建成的污水处理厂存在设施老旧、处理能力不足等问题，亟需新建或对原有设施进行改造。而传统的污水处理设施存在工艺流程长、占地面积大、建设成本高等一系列问题。
针对这一现状，深圳清华大学研究院工业分离与环境保护实验室研发团队2004年开始设计一种“反应沉淀一体式矩形环流生物反应器（Rapid Purification of sewage using sedimentation Integrated rectangular airlift loop Reactor，简称RPIR）”，将污水处理中的曝气供氧、气升环流、生化反应、沉淀分离四种功能有机地耦合在一起，不需污泥外回流，缩短污水处理工艺流程，提高污水处理效率。基于RPIR，研发团队进一步开展装备化研制，开发了模块化、标准化的集约型高效生物污水处理反应器—RPIR模块，将RPIR模块安装在水处理设施的生化池内，使生化反应和沉淀分离两个过程同步进行，无需建设二沉池，相较传统工艺节约生化段40%以上用地。RPIR结合深度脱氮除磷工艺，出水总氮可稳定低于10 mg/L，其余主要指标达到《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）中准Ⅳ类标准。RPIR模块化装备支持快速拼装与不停产改造，建设工期可缩减50%；因无易损部件，RPIR不存在堵塞问题，全寿命免维护。
2014年，依托深圳清华大学研究院“研发平台+产业化公司”的产学研深度融合创新机制，研发团队牵头成立了清研环境科技股份有限公司，快速推动RPIR技术成果的产业化进程。公司成立后，不断加强科研投入，实现了RPIR技术的完善、迭代，面对不同的应用场景相继开发出A/RPIR、A²/RPIR、竖流A/RPIR等工艺，以及新一代高通量模块化装备。目前，RPIR应用案例已覆盖全国28个省市自治区，日处理污水总规模超过300万吨。RPIR技术成果已入选《国家重大环保技术装备目录（2023年版）》《国家先进污染防治技术目录（水污染防治）》等国家目录，获深圳市技术发明一等奖、广东省环境保护科学技术一等奖等奖项。
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