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水和空气一样,是每个人赖以生存的基础。水源安全直接关系着百姓的身体健康,无论是饮用水净化还是污水处理,始终都是最核心的民生问题。一滴城市污水如何由污变清?答案藏在科研突破之中。
在北京工业大学西校区,坐落着我国城镇污水处理领域唯一的国家工程实验室——城镇污水深度处理与资源化利用技术国家级工程实验室。这也是中国工程院院士、北京工业大学教授彭永臻团队的科研阵地。

“全世界100%的城市污水处理过程中,第二步的微生物处理都非常重要。”彭永臻介绍,污水处理分为初级处理与微生物处理两个关键环节。初级处理以物理方式去除大块杂质与沉淀物;微生物处理则是通过微生物降解大部分有机物,同时实现脱氮除磷,让污水真正得到净化。
其中,有机物处理相对容易,只要温度适宜、曝气充足,就能高效去除,然而氮磷的处理难度却远高于此。
作为生物的重要营养源,如果缓流水体中氮磷过多,会造成藻类异常繁殖,从而引起水体的富营养化,危害鱼虾等水生生物甚至人类健康。
“想要去除氮磷,需要解决两大难题,一是如何实现高效深度净化,让出水水质更优;二是如何节能降耗,避免治理成本过高。”这也是彭永臻团队数十年科研攻关的核心方向。

彭永臻首次发现并提出“短程反硝化耦合厌氧氨氧化”技术,在国际上率先发表了前十篇SCI论文,将这一方向研究推向高潮。同时,他和团队在国内外率先开发的AOA工艺技术也在逐步产业化应用。
“传统工艺用的是AAO(厌氧—缺氧—耗氧)技术,我们提出的AOA(厌氧—耗氧—缺氧)技术看起来只是A和O调换了位置,实则却大不相同。”彭永臻说。
自2021年首座设计规模3万m³/d的AOA城市污水处理厂建成以来,目前全国已有30余座新建或改造污水处理厂采用AOA工艺,分布于我国海南、广东、广西、贵州、浙江、江苏、山东、河南等地。其中,深圳福永水质净化厂(22.5万m³/d)稳定运行阶段可实现平均出水总氮浓度5.0 mg-N/L以下,深圳滨河水质净化厂(30万m³/d)大部分时期出水总氮浓度甚至低于3.0 mg-N/L。与传统工艺相比,AOA工艺的气水比更低、吨水剩余污泥产量更低、外碳源投加节省量更大,能够实现多元节约吨水处理费用。

在彭永臻看来,技术必须经过工程实践检验,才能落地开花。如今,污水处理领域依然有很多问题需要解决,他希望科技界能够共同来攻关研究。(记者蔡琳 张佳兴)
