一场改变污水处理逻辑的技术革命

今年6月，场改北京落幕的变污一场科技成果评价会，可能正在改写全球污水处理行业的水处底层逻辑。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理逻“厌氧—好氧—缺氧(AOA)高效低碳极限脱氮协同除磷技术”（简称“AOA技术”），在评审中斩获最高评价——“该技术属国内外首创，辑的技术整体达到国际领先水平”。革命

此次评价由侯立安、场改任南琪、变污马军、水处曹宏斌、理逻汪华林5位中国工程院院士，辑的技术以及李树苑、革命李艺2位全国工程勘察设计大师组成的场改权威专家组主导。专家组在深入听取核心创新点、变污中试进展及示范工程汇报后，水处经过严格质询与研讨，一致认定该技术实现了关键突破，标志着深圳环境水务集团在污水处理的低碳化、智能化、精细化领域取得了里程碑式的进展。

什么是“国际领先”的AOA技术？

生活污水中碳、氮、磷的去除，本质上是依赖微生物在厌氧、缺氧、好氧三种环境下的协同作用。这也是传统水质净化厂“三段式”工艺的基础。目前，国内超过50%的城镇污水厂采用AAO工艺（厌氧-缺氧-好氧）。

然而，在AAO工艺主导行业的数十年间，“碳源争夺”与“高能耗”一直是行业痛点：
* 碳源内耗：厌氧段反硝化菌与聚磷菌“僧多粥少”，好氧段过度消耗碳源，导致水厂不得不依赖昂贵的外加碳源和深度处理才能达标。
* 能耗高昂：传统工艺需维持复杂的回流系统，运行成本居高不下。

AOA技术的诞生，是对这一传统逻辑的颠覆性重构。其核心创新在于将缺氧段移至末端。这一改变带来了本质区别：
1. 碳源优先利用：反硝化细菌在碳源最充足的末端进行脱氮，实现接近100%的氮去除。
2. 取消硝化液回流：简化工艺流程，降低能耗。
3. 水力停留时间优化：好氧区停留时间远小于缺氧区。
4. 原水碳源最大化：无需外加碳源，充分利用原水中的有机碳进行脱氮除磷。

AOA技术的四大颠覆性提升

相比传统AAO工艺，AOA技术带来了显著的效能跃升：

1. 碳源利用率质的飞跃

AOA将微生物的代谢模式从“抢粮”转变为“存粮”。厌氧段微生物将碳源转化为胞内储存物，缺氧段则依靠“啃老本”完成反硝化。
* 效果：无需外加碳源，总氮去除率可达85%以上，脱氮效率比AAO工艺高出10%-20%。

2. 能耗显著降低

传统AAO依赖污泥回流与硝化液回流“双回流”，能耗极高。AOA取消了硝化液回流，并大幅缩短好氧停留时间。
* 效果：好氧停留时间缩短25%—50%，曝气能耗大幅降低。

3. 污泥产量减少

碳源利用路径的优化直接带动了污泥产率的下降。
* 效果：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。

4. 高品质出水与强低温适应性

脱氮除磷的协同效应显著，大幅削减了化学除磷药剂的使用。
* 效果：即便在水温低至15℃以下，脱氮效率仍远超AAO，展现出优异的低温稳定性。深圳滨河水质净化厂调试期间，出水总氮稳定低于2.0mg/L，远优于设计标准。

简而言之，AOA让微生物学会了“存粮过冬”，在不外加碳源的前提下实现极限脱氮，真正做到了省钱、降碳、稳达标。

从“达标”到“领先”：回应时代之问

理解AOA的领先，必须回到其诞生的宏观背景。随着国家水污染防治攻坚战深入，沿海城市总氮排放控制压力剧增。
* 深圳目标：锚定“逐步消除深圳湾劣四类水质”，分批启动17座水质净化厂提标改造。
* 严苛标准：滨河厂、福田厂等主力厂出水须达到深圳地方B标准（总氮≤8mg/L，严于国家一级A标）。

在国家“双碳”目标下，这一严苛标准倒逼深圳环境水务集团突破传统瓶颈，探索高效脱氮与低碳运行并行的绿色路径。

从实验室到“超级工程”：5年积淀，专利满贯

AOA技术的成熟并非一蹴而就，而是产学研深度融合的结果：
* 2021年7月：深圳市水务局联合深圳环境水务集团、国家工程实验室、哈尔滨工业大学(深圳)签订四方战略协议。
* 2022年8月：北京工业大学彭永臻院士团队介入，双方达成战略合作，开启“小试—中试—工程落地”全链条研发。

研发成果数据：
* 小试阶段：无硝化液回流前提下，总氮去除率超83%。
* 中试阶段：在深圳、常州、济南、郑州等全国多地建立生产性试验平台，验证了不同水温、碳氮比条件下的普适性，均实现深度脱氮。
* 知识产权：累计获授权发明专利42项（含3项PCT国际专利），发表学术论文68篇（其中Nature Index期刊18篇），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水厂落地：经济效益惊人

据统计，AOA技术已在全国28座水质净化厂落地，日处理规模超200万吨。其中，深圳滨河水质净化厂的示范效应尤为突出：

• 运行数据：30万m³/d生产线在微量投加PAC条件下，长期保持出水总氮(TN)≤2.2mg/L、总磷(TP)≤0.15mg/L。
• 成本对比（相较AAO工艺）：
• 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%
• 经济账：以30万m³/d规模测算，采用AOA工艺每年可比AAO工艺节约运行成本约1489万元。

目前，滨河厂正进行第5次升级，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，服务周边超150万居民，出水达深圳地方B标，直接排入深圳河，从源头改善水生态环境。

从“国际领先”到“全球共享”

AOA技术的成功并非孤例，其稳定性已在多地得到验证：
* 深圳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）。
* 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。

深圳环境水务集团相关负责人表示，下一步将继续深化产学研合作，加速AOA技术的成果转化与规模化推广，提供可复制、可推广的“深圳方案”。

此外，集团已构建起“水务全产业链技术图谱”，将AOA作为核心拳头产品。未来，集团将积极拓展国际合作，推动这项中国原创新技术走向海外，为全球污水处理的绿色低碳发展贡献深圳力量。

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

(责任编辑：知识)