1997年，上海市一座百萬噸級的大型污水廠——白龍港污水處理廠正式開工建設，此后的二十余年間，經過多次提標擴容工程，至今處理規模達280萬噸/日，是上海市水環境治理發展歷程的一個縮影。
近期，白龍港污水處理工藝與紀莊子污水處理工藝、高碑店污泥處理處置工藝、唐家沱污泥處理工藝共同成為國內首批以中文命名的四大組合工藝。
發布會當天，創新應用白龍港污水處理工藝的關鍵人物、上海市政工程設計研究總院（集團）有限公司總院副總工程師張欣接受中國水網專訪，為我們講述白龍港污水處理工藝背后的故事。
來源：中國水網 作者：趙利偉
上海，這座被水滋養的城市，從新中國成立初僅有三座每天千噸處理能力的老舊污水處理廠，到如今擁有超過美國芝加哥、晴天處理量全球領先的白龍港污水處理廠，70多年來，一代代工程設計、建設人員的奮斗，給這座繁華大都市披上一件水清水美的外衣。
1997年，上海市一座百萬噸級的大型污水廠——白龍港污水處理廠正式開工建設，此后的二十余年間，經過多次提標擴容工程，至今處理規模達280萬噸/日，污水處理量約占上海城市污水處理能力的三分之一，白龍港污水處理廠的建設和發展，是上海市水環境治理發展歷程的一個縮影。
白龍港污水處理廠作為長江大保護的最后一道防線之一，在如此大的污水處理規模面前，經過多年的運行實踐檢驗，經受住了水量和水質大幅變化的沖擊，展示了成熟可靠、穩定達標的處理效果，這背后離不開大批優秀的污水處理人和污水處理組合工藝創新的保駕護航。
作為首批中國自主創新的四條污水處理組合工藝之一，近期，白龍港污水處理工藝與紀莊子污水處理工藝、高碑店污泥處理處置工藝、唐家沱污泥處理工藝共同成為國內首批以中文命名的四大組合工藝（延伸閱讀：重磅揭曉！首批命名的中國自主創新的四條污水處理組合工藝發布）。
白龍港污水處理工藝授牌儀式
白龍港污水處理工藝由上海市政工程設計研究總院設計，目前，該組合工藝在白龍港污水廠、中西部最大的重慶雞冠石污水廠、中原地區最大的鄭州新區污水廠等中應用，并且已推廣應用于包括全國 20 個直轄市和省會城市的 120 余座污水廠，污水處理總規模近 3000 萬 m³/d。
白龍港污水處理工藝是一種高效、環保、可持續的新技術，上海城投水務白龍港污水處理廠是該組合工藝的首個應用廠，此項目的改擴建工程獲得國家優質工程金獎，突顯白龍港工程是一項社會效益、經濟效益、環境效益三者有機結合的世紀環保工程。作為首期發布的四條組合工藝路線之一，白龍港污水處理工藝對行業技術創新起到了積極的推進作用和示范效益。
張欣在工藝的設計研發方面發揮了關鍵作用。大學畢業之后，張欣進入到上海市政工程設計研究院工作，在多個重大建設項目中擔任過項目設計負責人，并多次獲得優秀設計獎，尤其擔任了白龍港污水處理廠等重大工程項目的設計負責人。
“白龍港污水處理工藝是一個創新，當初開發這個工藝就是針對白龍港污水廠的特點：一是處理規模特別大；二是當時排水系統沒有完善，水量和水質的沖擊特別大，要滿足我國環保要求的24小時連續和瞬時都要達標排放存在較大挑戰。”張欣表示，該工藝特別適用于處理污水季節性變化顯著、水質水量波動大的情況，尤其是對我國低碳氮比的水質條件，具有較好的應用場景。
因為規模特別大，社會關注度也很高，這項工程在設計之初壓力很大。設計團隊深知，這項工作不僅缺乏先例可循，而且只能成功不能失敗。對于污水處理來說，既要成熟可靠，確保水質穩定達標，又要兼顧經濟性，這對污水處理工藝提出了極高的要求。
為此，設計團隊不辭辛勞，從北京的高碑店污水處理廠到美國芝加哥的Sticknow（當時世界上最大的污水處理廠），他們遍訪名廠參觀求學，最終卻發現這些案例與白龍港面臨的水質條件存在差異。于是，團隊決定在傳統脫氮除磷工藝的基礎上，結合實際情況進行自主研發。
在這個過程中，一線運行工人的經驗成為了寶貴的靈感來源。設計團隊曾深入上海多家老污水處理廠，與廠長、技術員和操作工等深入交流，在對他們長期運行實踐中發現的現象和問題進行分析研究的基礎上，設計團隊結合當前需求及汲取國外工藝的技術要素，最終創新性地開發出了一套適合白龍港污水處理廠的工藝路線。
白龍港污水處理工藝，是“超短時初沉池+多模式AAO+平流式二沉池+高效沉淀”組合工藝，這個工藝集百家之長，設計團隊把每個工藝中的優點、適用和相匹配的技術要點提煉出來，最終形成了一套獨特的組合工藝。這一過程不僅僅是簡單的技術集成，而是基于原有技術的大幅創造和革新。
以生物選擇為例，傳統生物選擇主要是為了防止污泥膨脹，而該工藝中的生物選擇則是為了微生物更好地適應水量水質的沖擊，展現出更高的靈活性和適應性。此外，該工藝沿用了STEP FEED工藝多段進水的特點，并將其改造成多點進水、多點回流，這也是在原有基礎上的重大改進。還有一種創新是在實際運行中的改良，如生物反應池設計的一大亮點便是水位自適應功能，通過自動調整水位來適應水量的變化，從而改變反應池容積的使用量。在水量大時，適當延長停留時間，確保污水得到充分處理；在水量小時，則減少反應池容積的使用量，降低運行成本，特別是能耗。水位降低時，曝氣量和鼓風機壓力也隨之減少，實現了雙重節能效果。這些都是原創性成果。
該組合工藝呈現出三個顯著特點。首先，它實現了集約化，將多個原本分散的工藝段整合在一起，雖然組合難度很大，但有效節省了用地并降低了造價。其次，該工藝適應性強，不僅能應對水量水質的變化，還能根據不同運行需求調節出水情況，展現出高度的靈活性。最后，它注重低碳節能，在2000年初的時候，就能做到減污低碳，實屬不易。
在張欣看來，這一組合工藝能夠在白龍港污水廠落地，得益于多方面的支持。
在評審階段，該組合工藝便獲得了專家的認可與支持。同時，項目業主上海城投水務敢于在大型污水處理廠中首次采用這一組合工藝，無疑是基于對設計的充分信任和對自我的挑戰。
此外，該工藝的成功還受益于眾多同行的啟發，融合了前人的成功經驗以及國外污水廠的諸多運行實踐。
讓張欣引以為傲的是，從白龍港污水處理廠這些年的運行實踐來看，這個項目可以說是完全達到了原來的設計目標。在今年汛期，白龍港的污水處理量從每天280萬噸超量至360萬噸，超出原設計規模的1.3倍，而且即使在1.4倍的負荷下，它的出水水質依然優于國家一級A排放標準。有了這個基礎，余下的超量水經過一級強化處理后，與遠低于一級A標準的生物處理出水混合，全部達到一級A標準后排放至長江。正是由于這個工藝本身對水量水質大幅變化有良好的適應性，才會有這樣超量處理效果的保障。
近年來，伴隨上海各區域迅速發展及污水排放需求增加，白龍港污水廠廠區已處于超負荷運行狀態，急需擴增產能。目前，白龍港污水廠擴建三期工程和30萬立方米的污水調蓄池工程正在建設中，建成后，白龍港污水處理廠設計日均旱流污水處理規模將達到350萬噸，污泥處理規模將達到598噸干基/日，將極大減少長江水環境污染，改善水域生態環境。
在白龍港污水處理廠三期設計中，團隊已經進行了大膽嘗試。“如果將現有工藝稱為1.0版，那么2.0版則在此基礎上加入了更多原創元素，特別是在碳資源的有效開發和利用上。通過優化和改進碳基質量調控和強化功能微生物的代謝，團隊希望進一步改良污水處理工藝，真正實現處理過程源頭的節能降碳。”張欣稱，2.0版本工藝在行業中處于領先地位，目前國外尚未有類似技術。
此外，團隊繼續針對水量水質大幅波動的情況進行創新，結合行業熱點“顆粒污泥”和傳統的兩段法、AB法，進行了深度融合。如果這一工藝研發成功，將對現有工藝帶來新的提升。
實際上，我國污水處理行業歷經百年歷史和20多年的快速發展，盡管技術基礎多源于國外，但中國已學習并升級了世界幾乎所有的污水處理工藝，積累了豐富的技術實力與創新經驗。
為了更好地總結我國污水處理行業的成績，推進污水處理工藝創新探索與發展進程，更好地體現我國污水處理行業自主研發或改良的工藝技術特色，進而形成品牌效應、提升我國污水處理工藝技術的國際地位，2022年，E20環境平臺以及雙百聯盟提出開展《城鎮污水處理組合工藝命名規范》標準的研制工作。在標準編制的過程中，編寫組深入調研了165座污水處理廠的工藝情況，充分展示了中國在污水處理領域豐富的組合工藝應用創新經驗和技術儲備，并確定了以人名或地名為主要要素的命名方式。
2024年8月9日，首批以中文命名的四大污水處理組合工藝正式發布，白龍港污水處理工藝便是其中之一。這不僅是對白龍港污水處理工藝本身的認可，更是對中國污水處理行業整體技術進步和創新能力的肯定。
張欣介紹，白龍港污水處理廠在設計上也借鑒了如高碑店污水處理廠、紀莊子污水處理廠等北方典型的污水處理廠的亮點，并融入了更多國際先進技術，這些技術的應用使得項目既節省空間又不失宏偉氣勢，體現了國際化的先進設計理念。
他認為，工藝就應當是開放的，行業內應相互交流優秀做法。張欣在采訪中表示，《城鎮污水處理組合工藝命名規范》的落地和推進工作，將四個具有代表性的組合工藝進行中文命名，促進了行業對這些工藝的廣泛認知，再度激發出設計原創人員的責任感和使命感。此舉不僅促進了行業內設計單位、水務集團等不同單位之間的了解和互信，還將設計、運營和建設等各方融合，合力推進行業進步。
