一场改变污水处理逻辑的技术革命

　　今年6月，一场可能影响全球污水处理行业格局的科技成果评价会在北京落幕。由深圳环境水务集团联合北京工业大学彭永臻院士团队首创的“厌氧—好氧—缺氧(AOA)高效低碳极限脱氮协同除磷技术”(下称“AOA技术”)及工程应用科技成果在评价会上被专家组给予了“该技术属国内外首创，整体达到国际领先水平”的最高评价。

　　据悉，由侯立安、任南琪、马军、曹宏斌和汪华林5位中国工程院院士及李树苑、李艺2位全国工程勘察设计大师组成的专家组在听取AOA技术的核心创新点、中试研发进展及示范工程落地情况的详细汇报后，先后围绕技术创新能力、示范工程运行成效、行业推广价值等关键内容对AOA技术开展了质询、研讨与综合评定。最终，专家组一致认定该技术属国内外首创，并给出了最高评价，判定技术成果整体达到国际领先水平。这一评价结果标志着深圳环境水务集团在污水处理低碳化、智能化、精细化技术研发与工程落地应用领域实现了关键突破。

　　什么是“国际领先”的AOA技术?　　

　　生活污水中，碳、氮、磷等污染物的去除，依赖特定微生物在厌氧、缺氧、好氧三种不同环境下的协同作用，这也构成了水质净化厂传统“三段式”工艺的基本原理。国内超过50%的城镇水质净化厂采用AAO工艺(厌氧-缺氧-好氧)。

　　在传统AAO工艺占据国内半壁江山的数十年里，碳源争夺与能耗过高始终是绕不开的痛点。厌氧段反硝化菌与聚磷菌“僧多粥少”，好氧段又过度消耗碳源，使得水厂不得不依赖外加碳源和深度处理来达标，代价高昂。

　　AAO的困境，催生了工艺逻辑的颠覆性变革——将缺氧段移至末端，AOA技术应势而生。与传统工艺相比，其最本质区别在于将缺氧段后置，使反硝化细菌可在碳源充足条件下实现接近100%的氮去除；无需硝化液回流；实现好氧区水力停留时间远小于缺氧区；充分利用原水碳源进行脱氮除磷。

　　AOA的应用带来四大颠覆性提升:

　　一是碳源利用率大幅提升。AOA将“抢粮”变为“存粮”——厌氧段微生物将碳源转化为胞内储存物，缺氧段靠“啃老本”完成反硝化，无需外加碳源。AOA工艺总氮去除率可达85%以上，脱氮效率可比AAO高10%-20%。

　　二是能耗显著降低。传统AAO需维持污泥回流与硝化液回流“双回流”，能耗高企；AOA取消硝化液回流，好氧停留时间缩短25%—50%，曝气能耗有效降低。

　　三是污泥产量减少。碳源利用路径优化带动污泥产率下降10%—15%，后续处置成本同步缩减，整条处理链更加经济高效。

　　四是高品质出水，低温适应性强。脱氮除磷协同效应显著，化学除磷药剂大幅削减。即便水温低至15℃以下，脱氮效率仍远超AAO，展现出优异低温稳定性。

　　AOA让微生物学会“存粮过冬”，在不外加碳源的前提下实现极限脱氮——省钱、降碳、稳达标。深圳滨河水质净化厂调试运行期间，出水总氮稳定低于2.0mg/L，远优于设计标准。　　

　　从“达标”到“领先”:一项技术如何回答时代之问　　

　　要理解AOA技术的领先之处，需回到其诞生背景。随着国家水污染防治攻坚战的深入，沿海城市总氮排放控制压力与日俱增。珠江口6市正全面推进污水处理提质增效，深圳更锚定“逐步消除深圳湾劣四类水质”目标，分批启动17座水质净化厂提标改造。其中，滨河厂、福田厂等主力厂出水须达深圳地方B标准(总氮≤8mg/L，严于国家一级A标)。在国家“双碳”目标下，这一严苛倒逼深圳环境水务集团突破传统技术瓶颈，探索高效脱氮与低碳运行并行的绿色路径。　　

　　从实验室走向“超级工程”:5年获授专利42项　　

　　2021年7月，深圳市水务局联合深圳环境水务集团、城镇污水深度处理与资源化利用技术国家工程实验室、哈尔滨工业大学(深圳)签订了四方战略合作协议。2022年8月，北京工业大学彭永臻院士一行到访集团，双方达成战略合作签约。自此，深圳环境水务集团联合彭永臻院士团队拉开了AOA工艺“小试研究—中试验证—工程落地”全链条协同的序幕。

　　小试阶段，AOA工艺能够在无硝化液回流的前提下实现83%以上的总氮去除率。中试阶段，为验证技术在不同水温、不同碳氮比条件下的普适性，双方在深圳、常州、济南、郑州、滕州、宁波、惠州、珠海、沧州等全国多地建立了生产性试验验证平台，开展全规模阶段研发与验证工作，在不投加碳源和除磷药剂的前提下，多地中试均取得深度脱氮效果。

　　目前，深圳环境水务集团和北京工业大学已累计获得授权发明专利42项(含3项PCT国际专利)，发表学术论文68篇，其中在Nature　Index期刊上发表论文18篇；同时斩获新技术注册商标1项、牵头制定团体标准1项。

　　国内最大规模AOA水质净化厂落地深圳:污水治理迎来“工艺革命”　　

　　据统计，AOA技术已经在全国28座水质净化厂落地应用，日处理规模超过200万吨。其中，深圳滨河水质净化厂提标扩建工程一阶段的30万m3/d生产线在仅微量投加PAC的条件下，长期保持出水总氮(TN)≤2.2mg/L、总磷(TP)≤0.15mg/L，展现出AOA技术深度脱氮除磷的显著优势。相较厂内同源污水的AAO工艺，AOA运行期电耗降低约15.1%，药剂成本降低约91.2%，污泥处置成本降低约17.1%。以30万m3/d规模测算，采用AOA工艺的生产线每年将可比AAO工艺生产线节约运行成本约1489万元。

　　当前，滨河水质净化厂迎来第5次升级——首次完全采用AOA新工艺的大规模应用。提标扩建后，日处理规模由30万吨跃升至50万吨，成为国内采用AOA工艺的最大规模水质净化厂，满足周边超150万居民的用排水需求。处理后的出水达深圳地方B标(总氮≤8mg/L)，直接排入深圳河，从源头减少碳排放，改善市民身边的水生态环境。　　

　　从“国际领先”到“全球共享”:深圳AOA技术将加速输出　　

　　同样受惠的不仅是滨河厂，福田水质净化厂二期自2026年3月运行以来，出水总氮长期稳定在1.0mg/L左右；常州江边厂二沉池出水总氮均值2.95mg/L(无外加碳源)。在安徽宁国城北厂，在进水污染物浓度极高的严苛条件下，碳源投加量较传统工艺大幅削减74.2%，出水依然稳定达标。辐射全国的各项目运行状态极其稳定，经济、社会与生态环境效益凸显。

　　“国际领先”——带着这份来自院士专家组的最高评价，深圳环境水务集团相关负责人表示，下一步将继续坚持科技创新驱动发展，深化产学研合作，加速推进AOA技术的成果转化与规模化推广，为污水处理行业走好绿色低碳高质量发展之路提供可复制、可推广的“深圳方案”。

　　不仅如此，深圳环境水务集团已构建起“水务全产业链技术图谱”，并将AOA技术作为核心拳头产品之一。未来，集团将积极拓展国际合作，将这项“国际领先”的中国原创新技术推向海外，为全球污水处理发展贡献属于深圳的力量。　　

　　文:覃仕林　制版:陈欣　章玲　卢若情

　　图片来源:深圳环境水务集团