“出水總氮國家一級(jí)A標(biāo)是15mg/L，深圳地方A標(biāo)是8mg/L，而我們實(shí)際跑出來的，大概2mg/L?！鄙钲谑协h(huán)境水務(wù)集團(tuán)有限公司AOA工藝調(diào)試負(fù)責(zé)人古凌艷指著儀表上的數(shù)字對(duì)記者說。
《美麗中國建設(shè)“十五五”規(guī)劃》對(duì)入海河流總氮削減提出明確要求，壓力直接傳導(dǎo)至每條入海河流。深圳河，是其中之一。要為深圳河減氮，污水處理廠的出水總氮就必須降下來。在寸土寸金的深圳，該如何把總氮“壓到底”？深圳濱河水質(zhì)凈化廠（以下簡稱濱河廠）給出了答案。
圖為深圳濱河水質(zhì)凈化廠
濱河廠始建于1983年，是深圳第一座水質(zhì)凈化廠，肩負(fù)著福田、羅湖超過150萬居民的生活污水處理重任。在不增加一寸土地、不停產(chǎn)一天的前提下，濱河廠污水處理規(guī)模從30萬噸/日躍升至50萬噸/日，出水總氮均值降至2mg/L，排入深圳河的尾水總氮去除率高達(dá)94.02%。
“這就像給一輛高速行駛的汽車更換發(fā)動(dòng)機(jī)?！必?fù)責(zé)人言語間難掩自豪。而讓這場(chǎng)“魔術(shù)”成為現(xiàn)實(shí)的，是一項(xiàng)整體達(dá)到國際領(lǐng)先水平的顛覆性技術(shù)——“深水智氮?”AOA低碳創(chuàng)新技術(shù)。
巧解碳源困局，老廠煥新生 說起污水處理，傳統(tǒng)AAO工藝（厭氧—缺氧—好氧）中，反硝化菌與聚磷菌在厭氧段爭搶有限碳源，“僧多粥少”，脫氮除磷效率大打折扣。而過長的好氧段則無謂消耗進(jìn)水中本就不多的碳源。為了達(dá)標(biāo)，許多水廠不得不投加乙酸鈉等外加碳源，或建設(shè)反硝化濾池進(jìn)一步脫氮，導(dǎo)致建設(shè)和運(yùn)行成本居高不下。
圖為AOA生化池
“我們的思路很簡單，既然外部碳源不夠用，就讓微生物自己‘存糧’。”技術(shù)人員向記者打了個(gè)比方，“相當(dāng)于給微生物準(zhǔn)備了‘過冬糧草’”。他所說的“存糧”，正是AOA工藝（厭氧—好氧—缺氧）的核心機(jī)理——“內(nèi)碳源驅(qū)動(dòng)”。污水進(jìn)入?yún)捬醵危⑸飳⑻荚崔D(zhuǎn)化為內(nèi)碳源儲(chǔ)存；到了缺氧段，微生物則依靠消耗這些“存糧”進(jìn)行反硝化。外部環(huán)境的碳源濃度和溫度變化，對(duì)脫氮效率的影響大大降低。
通俗地說，傳統(tǒng)工藝是“吃了上頓沒下頓”，AOA是“手中有糧、心中不慌”。
理論突破終需工程驗(yàn)證。濱河廠成為了AOA技術(shù)最具說服力的“試驗(yàn)場(chǎng)”。今年6月—7月，深圳接連遭受多場(chǎng)臺(tái)風(fēng)侵襲，降雨量較往年顯著偏多。濱河廠月度水量負(fù)荷分別沖至110.8%、123.1%，意味著這座老廠幾乎是在“超負(fù)荷奔跑”。然而，出水總氮月均值依舊穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。
這絕非偶然。記者了解到，調(diào)試期間，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)專門對(duì)濱河廠進(jìn)行過水量大幅波動(dòng)測(cè)試、包括長期低負(fù)荷（60%）、連續(xù)滿負(fù)荷（100%）、高負(fù)荷（110%—130%）等多種工況，出水水質(zhì)始終穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。“暴雨帶來的最大挑戰(zhàn)是進(jìn)水碳源被稀釋”，技術(shù)人員向記者解釋，“外部碳源不足時(shí)，微生物依靠前期儲(chǔ)存的‘口糧’繼續(xù)工作，脫氮效率不會(huì)斷崖式下跌。這就是AOA的韌性?！?br />
事實(shí)上，自2024年8月通水調(diào)試以來，濱河廠首條AOA生產(chǎn)線已穩(wěn)定運(yùn)行兩年，出水總氮均值保持在2mg/L，遠(yuǎn)低于8mg/L的排放限值。
投資省兩億，運(yùn)行降成本 技術(shù)好不好，數(shù)據(jù)最有說服力。穩(wěn)定運(yùn)行期間，濱河廠AOA工藝較原AAO工藝電耗降低約15.1%，藥劑成本降低約91.2%，污泥處置成本降低約17.1%，外加碳源實(shí)現(xiàn)零投加。按第一階段30萬噸/日規(guī)模測(cè)算，年節(jié)約運(yùn)行成本約1489萬元。
“節(jié)省的還不止運(yùn)行成本?！必?fù)責(zé)人補(bǔ)充道。按原AAO方案，濱河廠提標(biāo)擴(kuò)建工程需要新建反硝化濾池并投加MBBR填料，兩項(xiàng)合計(jì)建設(shè)投資高達(dá)2.28億元。而AOA工藝通過機(jī)理創(chuàng)新，將這兩項(xiàng)直接“優(yōu)化”掉了。
截至目前，深圳環(huán)水集團(tuán)推廣應(yīng)用的AOA技術(shù)已在全國16座污水處理廠落地應(yīng)用，整體處理規(guī)模超240萬噸/日。從深圳福永廠、濱河廠、福田廠的中試及大規(guī)模工程驗(yàn)證，到常州、濟(jì)南、鄭州、寧波、惠州、珠海、滄州等全國多地生產(chǎn)性試驗(yàn)驗(yàn)證平臺(tái)的建立，再到工程化應(yīng)用推廣，AOA技術(shù)的推廣路徑清晰可循。
領(lǐng)跑提標(biāo)改造，貢獻(xiàn)中國方案 2026年3月，《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）修改單正式實(shí)施，全國城鎮(zhèn)污水處理廠面臨更嚴(yán)格的總氮管控。而AOA技術(shù)的核心優(yōu)勢(shì)正是深度脫氮，多個(gè)投產(chǎn)項(xiàng)目的出水總氮均值遠(yuǎn)優(yōu)于新國標(biāo)要求，且無需外加碳源。
“與我們聯(lián)合完成技術(shù)的中國工程院院士彭永臻團(tuán)隊(duì)預(yù)測(cè)，到2030年，AOA技術(shù)將應(yīng)用于中國5%—10%的污水處理廠，處理能力提升至1000萬噸/日。我們對(duì)此持樂觀態(tài)度?！鄙钲诃h(huán)水集團(tuán)相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，“‘十五五’期間，提標(biāo)改造需求將集中釋放，這一目標(biāo)有望提前實(shí)現(xiàn)。”
此外，在“雙碳”戰(zhàn)略下，污水處理行業(yè)正從“達(dá)標(biāo)排放”向“低碳化、資源化”轉(zhuǎn)型。AOA的“一減三降”，即減外加碳源、降電耗、降藥耗、降污泥產(chǎn)量，天然契合這一方向。電耗降低意味著對(duì)應(yīng)比例的間接碳排放減少，零外加碳源消除了碳源生產(chǎn)、運(yùn)輸環(huán)節(jié)的碳足跡，污泥產(chǎn)量降低則減輕了后續(xù)處置環(huán)節(jié)的碳排放壓力，每一項(xiàng)都是減污降碳協(xié)同增效的鮮活注腳。
深圳市生態(tài)環(huán)境局水生態(tài)環(huán)境處副處長楊凌云評(píng)價(jià)道：“濱河水質(zhì)凈化廠通過工藝路徑的調(diào)整，同步實(shí)現(xiàn)了提標(biāo)、擴(kuò)容和降本，為城市污水處理廠減污降碳探索了一條具有參考價(jià)值的路徑?！?br />
“我們下一步要做的是把這項(xiàng)中國原創(chuàng)的技術(shù)推向海外，為近岸海域、湖泊、河流的總氮控制提供革命性解決方案，助力污水處理低碳轉(zhuǎn)型?！必?fù)責(zé)人展望道。
濱河廠出水口處，清流汩汩匯入深圳河。這座逾不惑之年的老廠，如今已從達(dá)標(biāo)排放的“守門員”，蝶變成減污降碳的“探路者”。
來源：中國環(huán)境APP
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