一场改变污水处理逻辑的技术革命

今年6月，一场可能重塑全球污水处理行业格局的科技成果评价会在北京落下帷幕。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”（以下简称“AOA技术”）及其工程应用，在评价会上被专家组给予了最高评价——“该技术属国内外首创，整体达到国际领先水平”。

评审阵容堪称豪华：侯立安、任南琪、马军、曹宏斌、汪华林五位中国工程院院士，以及李树苑、李艺两位全国工程勘察设计大师。他们听取了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，围绕技术创新能力、工程运行成效和行业推广价值等关键维度进行了质询、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，整体达到国际领先水平。这一结论意味着，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应用领域，实现了关键性的突破。

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，这也是水质净化厂传统“三段式”工艺的基本原理。目前，国内超过50%的城镇水质净化厂采用AAO工艺（厌氧-缺氧-好氧）。

但在传统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，导致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，催生了工艺逻辑的碘伏性变革——将缺氧段移至末端，AOA技术应势而生。与传统工艺相比，最本质的区别在于：缺氧段后置，使反硝化细菌可在碳源充足的条件下实现接近100%的氮去除；无需硝化液回流；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。

具体来说，AOA的应用带来了四个碘伏性的提升：

一是碳源利用率大幅提升。

AOA把“抢粮”变成了“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工艺的总氮去除率可达85%以上，脱氮效率比AAO高出10%-20%。

二是能耗显著降低。

传统AAO需要维持污泥回流与硝化液回流“双回流”，能耗高企；AOA直接取消了硝化液回流，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，展现出优异的低温稳定性。简单说，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——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，得回到它的诞生背景。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，这种严苛要求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

2024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。一个月后，北京工业大学彭永臻院士一行到访集团，双方正式达成战略合作。自此，深圳环境水务集团与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工艺在无硝化液回流的前提下，实现了83%以上的总氮去除率。中试阶段，为了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，开展全规模阶段的研发与验证。在不投加碳源和除磷药剂的前提下，多地中试均取得了深度脱氮效果。

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。相比厂内同源污水的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工艺的生产线每年可比AAO工艺生产线节约运行成本约1489万元。

现在，滨河水质净化厂迎来了它的第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，日处理规模从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。处理后的出水达到深圳地方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技术加速输出

受益的不只是滨河厂。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，进水污染物浓度极高，条件严苛，但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。

带着“国际领先”这个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，把这项“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。