1997年，上海市一座百万吨级的大型污水厂——白龙港污水处理厂正式开工建设，此后的二十余年间，经过多次提标扩容工程，至今处理规模达280万吨/日，是上海市水环境治理发展历程的一个缩影。
近期，白龙港污水处理工艺与纪庄子污水处理工艺、高碑店污泥处理处置工艺、唐家沱污泥处理工艺共同成为国内首批以中文命名的四大组合工艺。
发布会当天，创新应用白龙港污水处理工艺的关键人物、上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司总院副总工程师张欣接受中国水网专访，为我们讲述白龙港污水处理工艺背后的故事。
来源：中国水网 作者：赵利伟
上海，这座被水滋养的城市，从新中国成立初仅有三座每天千吨处理能力的老旧污水处理厂，到如今拥有超过美国芝加哥、晴天处理量全球领先的白龙港污水处理厂，70多年来，一代代工程设计、建设人员的奋斗，给这座繁华大都市披上一件水清水美的外衣。
1997年，上海市一座百万吨级的大型污水厂——白龙港污水处理厂正式开工建设，此后的二十余年间，经过多次提标扩容工程，至今处理规模达280万吨/日，污水处理量约占上海城市污水处理能力的三分之一，白龙港污水处理厂的建设和发展，是上海市水环境治理发展历程的一个缩影。
白龙港污水处理厂作为长江大保护的最后一道防线之一，在如此大的污水处理规模面前，经过多年的运行实践检验，经受住了水量和水质大幅变化的冲击，展示了成熟可靠、稳定达标的处理效果，这背后离不开大批优秀的污水处理人和污水处理组合工艺创新的保驾护航。
作为首批中国自主创新的四条污水处理组合工艺之一，近期，白龙港污水处理工艺与纪庄子污水处理工艺、高碑店污泥处理处置工艺、唐家沱污泥处理工艺共同成为国内首批以中文命名的四大组合工艺（延伸阅读：重磅揭晓！首批命名的中国自主创新的四条污水处理组合工艺发布）。
白龙港污水处理工艺授牌仪式
白龙港污水处理工艺由上海市政工程设计研究总院设计，目前，该组合工艺在白龙港污水厂、中西部最大的重庆鸡冠石污水厂、中原地区最大的郑州新区污水厂等中应用，并且已推广应用于包括全国 20 个直辖市和省会城市的 120 余座污水厂，污水处理总规模近 3000 万 m³/d。
白龙港污水处理工艺是一种高效、环保、可持续的新技术，上海城投水务白龙港污水处理厂是该组合工艺的首个应用厂，此项目的改扩建工程获得国家优质工程金奖，突显白龙港工程是一项社会效益、经济效益、环境效益三者有机结合的世纪环保工程。作为首期发布的四条组合工艺路线之一，白龙港污水处理工艺对行业技术创新起到了积极的推进作用和示范效益。
张欣在工艺的设计研发方面发挥了关键作用。大学毕业之后，张欣进入到上海市政工程设计研究院工作，在多个重大建设项目中担任过项目设计负责人，并多次获得优秀设计奖，尤其担任了白龙港污水处理厂等重大工程项目的设计负责人。
“白龙港污水处理工艺是一个创新，当初开发这个工艺就是针对白龙港污水厂的特点：一是处理规模特别大；二是当时排水系统没有完善，水量和水质的冲击特别大，要满足我国环保要求的24小时连续和瞬时都要达标排放存在较大挑战。”张欣表示，该工艺特别适用于处理污水季节性变化显著、水质水量波动大的情况，尤其是对我国低碳氮比的水质条件，具有较好的应用场景。
因为规模特别大，社会关注度也很高，这项工程在设计之初压力很大。设计团队深知，这项工作不仅缺乏先例可循，而且只能成功不能失败。对于污水处理来说，既要成熟可靠，确保水质稳定达标，又要兼顾经济性，这对污水处理工艺提出了极高的要求。
为此，设计团队不辞辛劳，从北京的高碑店污水处理厂到美国芝加哥的Sticknow（当时世界上最大的污水处理厂），他们遍访名厂参观求学，最终却发现这些案例与白龙港面临的水质条件存在差异。于是，团队决定在传统脱氮除磷工艺的基础上，结合实际情况进行自主研发。
在这个过程中，一线运行工人的经验成为了宝贵的灵感来源。设计团队曾深入上海多家老污水处理厂，与厂长、技术员和操作工等深入交流，在对他们长期运行实践中发现的现象和问题进行分析研究的基础上，设计团队结合当前需求及汲取国外工艺的技术要素，最终创新性地开发出了一套适合白龙港污水处理厂的工艺路线。
白龙港污水处理工艺，是“超短时初沉池+多模式AAO+平流式二沉池+高效沉淀”组合工艺，这个工艺集百家之长，设计团队把每个工艺中的优点、适用和相匹配的技术要点提炼出来，最终形成了一套独特的组合工艺。这一过程不仅仅是简单的技术集成，而是基于原有技术的大幅创造和革新。
以生物选择为例，传统生物选择主要是为了防止污泥膨胀，而该工艺中的生物选择则是为了微生物更好地适应水量水质的冲击，展现出更高的灵活性和适应性。此外，该工艺沿用了STEP FEED工艺多段进水的特点，并将其改造成多点进水、多点回流，这也是在原有基础上的重大改进。还有一种创新是在实际运行中的改良，如生物反应池设计的一大亮点便是水位自适应功能，通过自动调整水位来适应水量的变化，从而改变反应池容积的使用量。在水量大时，适当延长停留时间，确保污水得到充分处理；在水量小时，则减少反应池容积的使用量，降低运行成本，特别是能耗。水位降低时，曝气量和鼓风机压力也随之减少，实现了双重节能效果。这些都是原创性成果。
该组合工艺呈现出三个显著特点。首先，它实现了集约化，将多个原本分散的工艺段整合在一起，虽然组合难度很大，但有效节省了用地并降低了造价。其次，该工艺适应性强，不仅能应对水量水质的变化，还能根据不同运行需求调节出水情况，展现出高度的灵活性。最后，它注重低碳节能，在2000年初的时候，就能做到减污低碳，实属不易。
在张欣看来，这一组合工艺能够在白龙港污水厂落地，得益于多方面的支持。
在评审阶段，该组合工艺便获得了专家的认可与支持。同时，项目业主上海城投水务敢于在大型污水处理厂中首次采用这一组合工艺，无疑是基于对设计的充分信任和对自我的挑战。
此外，该工艺的成功还受益于众多同行的启发，融合了前人的成功经验以及国外污水厂的诸多运行实践。
让张欣引以为傲的是，从白龙港污水处理厂这些年的运行实践来看，这个项目可以说是完全达到了原来的设计目标。在今年汛期，白龙港的污水处理量从每天280万吨超量至360万吨，超出原设计规模的1.3倍，而且即使在1.4倍的负荷下，它的出水水质依然优于国家一级A排放标准。有了这个基础，余下的超量水经过一级强化处理后，与远低于一级A标准的生物处理出水混合，全部达到一级A标准后排放至长江。正是由于这个工艺本身对水量水质大幅变化有良好的适应性，才会有这样超量处理效果的保障。
近年来，伴随上海各区域迅速发展及污水排放需求增加，白龙港污水厂厂区已处于超负荷运行状态，急需扩增产能。目前，白龙港污水厂扩建三期工程和30万立方米的污水调蓄池工程正在建设中，建成后，白龙港污水处理厂设计日均旱流污水处理规模将达到350万吨，污泥处理规模将达到598吨干基/日，将极大减少长江水环境污染，改善水域生态环境。
在白龙港污水处理厂三期设计中，团队已经进行了大胆尝试。“如果将现有工艺称为1.0版，那么2.0版则在此基础上加入了更多原创元素，特别是在碳资源的有效开发和利用上。通过优化和改进碳基质量调控和强化功能微生物的代谢，团队希望进一步改良污水处理工艺，真正实现处理过程源头的节能降碳。”张欣称，2.0版本工艺在行业中处于领先地位，目前国外尚未有类似技术。
此外，团队继续针对水量水质大幅波动的情况进行创新，结合行业热点“颗粒污泥”和传统的两段法、AB法，进行了深度融合。如果这一工艺研发成功，将对现有工艺带来新的提升。
实际上，我国污水处理行业历经百年历史和20多年的快速发展，尽管技术基础多源于国外，但中国已学习并升级了世界几乎所有的污水处理工艺，积累了丰富的技术实力与创新经验。
为了更好地总结我国污水处理行业的成绩，推进污水处理工艺创新探索与发展进程，更好地体现我国污水处理行业自主研发或改良的工艺技术特色，进而形成品牌效应、提升我国污水处理工艺技术的国际地位，2022年，E20环境平台以及双百联盟提出开展《城镇污水处理组合工艺命名规范》标准的研制工作。在标准编制的过程中，编写组深入调研了165座污水处理厂的工艺情况，充分展示了中国在污水处理领域丰富的组合工艺应用创新经验和技术储备，并确定了以人名或地名为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处理组合工艺正式发布，白龙港污水处理工艺便是其中之一。这不仅是对白龙港污水处理工艺本身的认可，更是对中国污水处理行业整体技术进步和创新能力的肯定。
张欣介绍，白龙港污水处理厂在设计上也借鉴了如高碑店污水处理厂、纪庄子污水处理厂等北方典型的污水处理厂的亮点，并融入了更多国际先进技术，这些技术的应用使得项目既节省空间又不失宏伟气势，体现了国际化的先进设计理念。
他认为，工艺就应当是开放的，行业内应相互交流优秀做法。张欣在采访中表示，《城镇污水处理组合工艺命名规范》的落地和推进工作，将四个具有代表性的组合工艺进行中文命名，促进了行业对这些工艺的广泛认知，再度激发出设计原创人员的责任感和使命感。此举不仅促进了行业内设计单位、水务集团等不同单位之间的了解和互信，还将设计、运营和建设等各方融合，合力推进行业进步。
