捧得国际金奖 北京将推广应用“红菌”技术处理城市污水

近日，北京排水集团自主研发、设计、建设并成功稳定运行的国际首座短程硝化厌氧氨氧化城市污水处理工程——北京方庄城市污水厌氧氨氧化项目，斩获2024年国际水协(InternationalWater Association，IWA)项目创新奖(Project Innovation Awards, PIA)研发突破类金奖，IWA项目创新奖自设立研发突破类奖项以来，亚洲项目首次荣获该类别金奖。

这项利用“红菌”处理城市污水的技术可在提升出水水质的前提下降低成本，促进污水资源与能源回收利用，有效降低碳排放。未来，这项技术还将在本市城市污水处理领域进一步推广。

走近北京排水集团方庄污水处理厂的生物池，正在处理中的褐色污水在曝气装置的作用下翻滚出细碎的泡沫。生物池每隔一段距离就设有一个可升降的装置，工作人员摇动手柄，缆绳从污水中拉出一个或方形或球形的模块载体，表面密密麻麻附着着一层红色菌体，“这就是这项污水处理技术的核心所在，起到污水脱氮作用的厌氧氨氧化菌，也叫‘红菌’。”北京排水集团首席科学家、科技研发中心高级技术主任、北京学者张树军说。

“如果城市污水等含氮废水中的氮素超标排入水体中，会导致水体黑臭、水华、赤潮等环境污染，因此脱氮是水污染防治的重点和难点。”张树军介绍，污水厌氧氨氧化是公认的绿色低碳污水脱氮升级换代技术，与传统生物脱氮工艺相比较，厌氧氨氧化反应途径短、速率快，能降低曝气能耗，节省脱氮药剂，还降低污泥产量，减少温室气体排放，是环境领域面向未来的核心关键技术，也是污水处理领域实现“双碳”目标的高科技利器。

张树军介绍，“红菌”这种古老得几乎与地球同龄的原始菌群。1亿个攒在一起的体积与芝麻粒相当，却能“吃”掉10倍于自己体重的氨氮污染物，而且几乎不产生污泥。用“红菌”治污可有效解决水环境治理普遍面临的由氨氮污染造成的水体黑臭、水华、赤潮等问题。

方庄污水处理厂是国际上第一座城市污水主流厌氧氨氧化工程，设计规模为7200立方米每天。在这里，污水经过细格栅、沉砂池、初沉池等物理处理后，流入生物池开始进行生物处理，“红菌”也正是在这一环节发生作用。张树军表示，利用“红菌”脱氮能显著降低曝气能耗60%，外加脱氮药剂节省100%，并最大限度地减少污泥产生。

“红菌”脱氮的效果十分显著。生物池中的污水经过“红菌”处理后流向二沉池，这里可实现活性污泥和水的分离。只见二沉池水质清澈，没有一丝异味，水中生长着水草，还有鱼儿欢快畅游。“这是我们之前投放的小鱼苗，现在都长大了，有的还繁殖了小鱼，也侧面印证了污水处理的效果。”张树军说，目前，方庄城市污水厌氧氨氧化项目已实现稳定运行，出水水质接近地表Ⅳ类水体，在水温11.6℃-28.9℃之间、无外加碳源和除磷药剂的情况下，出水平均总氮和总磷浓度分别为4.21mg/L和0.22mg/L，一体化厌氧氨氧化区的总氮去除贡献率达到78.2%。与传统污水处理工艺相比，项目污水处理成本显著降低，能耗降低40%以上，运行成本降低25%以上。

根据测算，若北京市区内所有城市污水处理厂均采用厌氧氨氧化工艺，在达到相同出水水质情况下，每年可节省电耗2.5亿千瓦时，甲醇8.8万吨、聚合氯化铝10.8万吨，剩余污泥减少4.4万吨（干泥），二氧化碳排放量减少16.2万吨。未来，北京排水集团也将继续提高方庄项目污水处理能力，进一步推广应用“红菌”技术处理城市污水。