中国污水处理及资源化利用技术的研究和应用行业研究报告
报告日期：2026年9月。
摘要：污水处理及资源化利用产业正处于从“末端治理”向“水资源再生+能源回收+物质循环”三位一体转型的关键时期。2025年中国污水处理市场规模达4500亿元，同比增长7.49%，预计2030年将突破6800亿元。全球废水处理市场2026年预计达到5842亿美元，亚太地区以2381亿美元的规模贡献约40.7%的份额，中国是全球最大的单一国别市场。
本报告从政策标准、技术体系、资源化利用、市场产业、典型案例和趋势展望六个维度，系统分析中国污水处理及资源化利用技术的发展现状与趋势。核心发现包括：厌氧氨氧化技术已在高氨氮废水领域实现工程化应用，短程反硝化-厌氧氨氧化耦合工艺成功拓展至城市生活污水领域；再生水利用进入法制化轨道，《生态环境法典》首次以国家法典形式确立再生水法定优先使用地位；污泥处理处置全产业链市场规模已超过800亿元，维持年均约8%的复合增长率；膜材料国产化替代加速推进，反渗透膜脱盐率达99.8%，核心指标比肩国际顶尖水平；智慧水务从“感知层覆盖”向“控制层闭环”跃迁，AI驱动的智能曝气和精准加药实现显著节能降耗。
第一章 绪论
1.1 研究背景
污水处理及资源化利用是保障水环境安全、促进水资源可持续利用的关键基础设施，也是实现“双碳”目标的重要支撑领域。经过“十三五”和“十四五”两个周期的持续投入，我国已建成全球规模最大的污水处理体系。然而，行业面临的深层矛盾并未根本消解：管网覆盖率与收集效率不匹配、工业废水零排放的技术经济性瓶颈尚未突破、再生水利用的市场化机制尚不健全、智慧水务的“信息孤岛”现象依然突出。
进入“十五五”，政策导向发生了显著变化：从“规模扩张”转向“提质增效”，从“末端治理”转向“资源循环”，从“政府主导”转向“市场驱动”。2026年5月，国务院正式印发《城市更新“十五五”规划》，明确“十五五”期间新建改造污水处理设施总能力达2500万立方米/日，新建改造污水管网约10万公里，全国建设改造城市地下管网约77万公里。同期，《美丽中国建设“十五五”规划》提出到2030年地表水达到或好于Ⅲ类水质比例达到90%。
从全球维度看，全球污水治理市场截至2025年已突破6000亿美元，预计到2030年将超过8500亿美元，年复合增长率维持在6.5%左右。全球废水处理市场2026年预计达到5842亿美元，中国是全球最大的单一国别市场。
1.2 研究目的与意义
本报告旨在系统分析中国污水处理及资源化利用技术的研究进展和应用实践，涵盖政策标准体系、技术路线演进、资源化利用路径、工程案例分析、市场产业格局和发展趋势研判等方面，为行业管理者、技术研发人员和政策制定者提供全面的行业参考。
研究意义体现在三个层面：在技术层面，梳理从厌氧氨氧化到好氧颗粒污泥再到膜分离技术的演进逻辑，明确各技术路线的适用条件和优化方向；在产业层面，分析污水处理市场的规模、竞争格局和商业模式创新，为行业投资和战略布局提供依据；在政策层面，解读标准升级和政策驱动对技术路线的塑造作用，为各地污水处理设施改造和资源化利用决策提供参考。
1.3 研究方法与框架
本报告采用文献综述法、案例分析法与产业数据分析法相结合的研究方法。基于“政策驱动—技术演进—工程实践—产业生态—趋势研判”五层分析框架，系统梳理中国污水处理及资源化利用技术的发展全貌。
1.4 核心概念界定
**污水处理及资源化利用**：指通过物理、化学和生物等方法处理污水，使其达到排放标准或实现水资源、能源和营养物质回收利用的综合性产业活动。
**厌氧氨氧化（Anammox）** ：厌氧氨氧化菌在无氧条件下，以亚硝态氮为电子受体，将氨氮直接转化为氮气的生物脱氮过程，具有无需曝气、无需外加碳源、污泥产量低等显著优势。
**好氧颗粒污泥（AGS）** ：在好氧条件下通过微生物自凝聚作用形成的颗粒状活性污泥，具有沉降性能好、生物量大、可同步脱氮除磷等特点。
**短程反硝化-厌氧氨氧化（PDA）** ：将短程反硝化产生的亚硝态氮直接供给厌氧氨氧化菌进行脱氮的耦合工艺，已在垃圾渗滤液、城市生活污水、制药废水等多种废水处理中得到成功应用。
**零液体排放（ZLD）** ：通过膜浓缩、蒸发结晶等技术实现废水近零排放，将废水中的盐分和水分别回收利用的工业废水处理技术体系。
第二章 政策标准体系
2.1 国家法规体系
**《生态环境法典》的历史性突破**。2026年3月12日，十四届全国人大四次会议高票通过《中华人民共和国生态环境法典》，自2026年8月15日正式施行。法典第七百八十九条规定“国家鼓励、支持污水资源化利用，县级以上地方人民政府应当统筹规划、建设污水资源化利用基础设施”。法典草案修改稿增加规定“城市绿化、道路清扫、车辆冲洗、建筑施工以及生态景观等用水，应当优先使用符合标准要求的再生水”。这是中国首次以国家法典形式确立再生水的法定优先使用地位，标志着污水资源化利用进入法治化新阶段。
**《城镇排水与污水处理条例》** 规定，县级以上人民政府应当按照先规划后建设的原则，统筹安排包括再生水利用在内的设施建设及改造；国家鼓励城镇污水处理再生利用，工业生产等应当优先使用再生水。《节约用水条例》进一步明确，国家鼓励工业集聚区开展以节水为重点内容的循环化改造，加快节水及水循环利用设施建设，从规划、设施布局等方面为再生水用于工业生产提供了法律保障。
**《水法》修订衔接**。2026年8月，水法修订草案二审稿增加规定，为与生态环境法典有关规定做好衔接，进一步完善水资源保护、开发利用的总体要求，规定“县级以上地方人民政府应当采取措施，鼓励使用符合标准要求的再生水；城市绿化等用水应当优先使用再生水”。
2.2 规划目标体系
国家发展改革委等部门联合发布的《关于推进污水资源化利用的指导意见》提出，到2025年，工业用水重复利用、畜禽粪污和渔业养殖尾水资源化利用水平显著提升；污水资源化利用政策体系和市场机制基本建立。国务院办公厅转发的《关于加快推进城镇环境基础设施建设指导意见》明确到2025年，新增污水处理能力2000万立方米/日，新增和改造污水收集管网8万公里，新建、改建和扩建再生水生产能力不少于1500万立方米/日，县城污水处理率达到95%以上，地级及以上缺水城市污水资源化利用率超过25%，城市污泥无害化处置率达到90%。
“十五五”期间，政策力度进一步加码。《城市更新“十五五”规划》提出新建改造污水处理设施总能力达2500万立方米/日，新建改造污水管网约10万公里。预计2026年中国水治理投资总额将超过3000亿元人民币，2030年有望突破4800亿元。
2.3 标准规范体系
**再生水利用标准**。住房城乡建设部编制了《城镇污水再生利用工程设计规范》《城市污水再生利用 工业用水水质》等标准，依据不同工业用途细分再生水等级及对应处理工艺，明确再生水用于工业生产的水质指标、限值及利用方式，不同工业行业可以与市政再生水供给企业合同约定具体水质、水量要求。
**工业水效标准**。工业和信息化部印发《工业水效提升行动计划》，明确在重点区域推动有条件的工业企业、园区与市政再生水生产运营单位合作，通过完善再生水管网、衔接再生水标准，将达标后的再生水用于工业生产，减少企业新水取用量。
**财税激励政策**。2024年10月，财政部、税务总局、水利部联合印发《水资源税改革试点实施办法》，规定对再生水等非常规水免征水资源税，降低再生水使用成本。
2.4 政策驱动机制分析
政策驱动是污水处理及资源化利用产业发展的核心引擎。从政策传导路径看，形成了“法典统领→规划目标→标准规范→财税激励”的完整链条。
**法治化驱动**。《生态环境法典》的实施为再生水利用提供了根本法律保障，各地在制定城市规划和水资源管理政策时需将再生水利用纳入法定考量。
**目标考核驱动**。“地级及以上缺水城市污水资源化利用率超过25%”等量化目标为地方政府提供了明确的考核指标，推动了再生水利用设施的规模化建设。
**市场化激励**。水资源税免征政策降低了再生水的使用成本，使其在与自来水的价格竞争中更具优势。再生水水价与自来水价格的差距正在逐步缩小，部分地区的再生水价格已具有明显竞争力。
第三章 污水处理技术体系
3.1 生物脱氮除磷技术
生物脱氮除磷是污水处理的核心技术环节，近年来在厌氧氨氧化、好氧颗粒污泥和短程反硝化等方向上取得了突破性进展。
**厌氧氨氧化技术**。厌氧氨氧化（Anammox）被视为低碳污水处理的关键技术路径。其核心原理是厌氧氨氧化菌在无氧条件下，直接将氨氮与亚硝态氮转化为氮气，无需曝气供氧和外加有机碳源，可节省大量曝气能耗和碳源投加成本。目前，厌氧氨氧化工艺已在高氨氮废水处理领域实现工程化应用，如污泥消化液、垃圾渗滤液等场景。在垃圾发电项目领域，厌氧氨氧化系统已首次实现应用，处理效果良好。
然而，厌氧氨氧化工艺应用于主流城市污水处理仍面临较多困难。厌氧氨氧化菌生长缓慢（倍增时间约11天），对低温和低氨氮环境的适应性不足，且其利用底物的局限性导致在处理不同种类废水时存在诸多瓶颈。一体式短程硝化-厌氧氨氧化（PN/A）技术因其高效节能、建设和运行成本低、占地面积小、污泥产量少等优势，成为含氮废水处理领域的研究焦点。
**好氧颗粒污泥技术**。好氧颗粒污泥（AGS）技术可在单一反应器内完成脱氮除磷，具有沉降性能好、生物量大、占地面积小等优势。研究者构建了好氧颗粒污泥-厌氧氨氧化颗粒污泥（AGS-AnGS）耦合工艺，旨在为赣南离子型稀土矿山尾水自养脱氮提供技术支持。
**短程反硝化-厌氧氨氧化耦合工艺**。短程反硝化-厌氧氨氧化（PDA）工艺已在垃圾渗滤液、城市生活污水、制药废水等多种类型的废水处理中得到了成功应用。中试规模的悬浮生长系统研究表明，通过代谢选择和协作策略，在低温条件下实现了稳健的主流厌氧氨氧化，这一突破为厌氧氨氧化技术在城市污水处理厂的大规模应用提供了重要的技术支撑。
**多区厌氧氨氧化技术**。多区厌氧氨氧化技术可使脱氮效率提升20%，同时显著降低曝气能耗，为主流城市污水处理厂的低碳转型提供了新的技术选项。
3.2 膜分离技术
膜分离技术是污水处理及资源化利用领域发展最快的技术方向，涵盖微滤、超滤、纳滤和反渗透等多种膜过程。
**膜生物反应器（MBR）** 。MBR将膜分离与生物处理相结合，具有出水水质好、占地面积小、污泥产量低等优势，已成为市政污水处理和工业废水处理的主流技术之一。福建最大的下沉式再生水厂通过应用智能曝气系统、水源热泵等技术，能耗降低20%以上。
**反渗透膜技术**。反渗透膜脱盐率已达99.8%，核心指标比肩国际顶尖水平，膜材料国产化替代加速推进。在工业废水零排放领域，反渗透膜系统是核心工艺单元，用于浓缩和回收废水中的盐分和水资源。
**膜集成技术**。双极膜电渗析-电渗析集成膜工艺被开发用于含盐废水的资源回收，通过性能优化和能耗分析，实现了零液体排放和资源化利用的双重目标。
3.3 高级氧化技术
高级氧化技术（AOPs）包括非均相催化氧化、高效臭氧催化氧化、多维电催化氧化等技术，在常温常压环境下对各类有机物降解率可达80%以上，废水综合处理费减少40%以上，水资源全部回用于生产。
在工业废水深度处理领域，高级氧化技术与生物强化技术的集成应用已成为确保出水水质稳定达标的有效方案。福建最大下沉式再生水厂集成应用生物强化技术与臭氧高级氧化工艺，有效解决了工业园区水环境治理的共性难题。
3.4 工业废水零排放技术
工业废水零排放（ZLD）是当前污水处理技术领域最具挑战性的方向之一，涉及膜浓缩、蒸发结晶、盐分分离等多个技术单元。
**太阳能界面蒸发技术**。研究者开发了用于高盐煤化工废水零排放和固废资源化的可持续太阳能界面蒸发器，通过去木质素耦合直接碳化或碳纳米管涂层制备木基太阳能蒸发器，实现了3.252和3.103 kg m⁻² h⁻¹的高蒸发速率。针对重金属废水零排放，研究者开发了空心伞状水凝胶太阳能蒸发器，在1 kW·m⁻²太阳辐照下实现了4.97 kg m⁻² h⁻¹的蒸发速率和97.9%的能量效率，同时实现了水净化、重金属固定和盐回收。
**膜集成零排放工艺**。在纺织印染工业废水领域，未来的零排放系统设计应以目标定量性能和工业约束条件为导向，第二优先事项是纳入针对特定污染物的精处理屏障（如离子交换树脂、电化学氧化或高级氧化工艺），第三设计考量是能量管理，可使用电渗析、双极膜电渗析、批次反渗透和废热驱动膜蒸馏等技术来最小化整体能源需求。
**高盐难降解有机废水资源化零排放技术**。工信部发布的先进水处理技术清单中，高盐难降解有机废水资源化零排放技术被列为重点推广技术，该技术包括非均相催化氧化、高效臭氧催化氧化、多维电催化氧化技术等。
3.5 污泥处理处置技术
污泥处理处置是污水处理系统的重要环节。截至2025年末，中国城镇污水处理厂产生的湿污泥总量已突破每年6500万吨（以含水率80%计），这一庞大的基数构成了处理市场的根本驱动力。预计到2026年，全国污泥无害化处理率将提升至75%以上，资源化利用率目标指向45%。
**污泥资源化利用路径**。污泥处理处置的技术路线主要包括厌氧消化产沼气、好氧堆肥、焚烧发电、建材化利用和热解碳化等。目前，沼气和生物炭等基础产品相对成熟且具有较好的成本竞争力，而蛋白质、酶、生物肥料和生物聚合物等高价值产品的回收仍面临技术和市场障碍。小型化、模块化的污泥资源化装置在分散式或农村场景中逐渐获得关注。
**城市排水管渠污泥处理**。三川德青科技有限公司在国家水体污染控制与治理科技重大专项支持下，立足我国管渠污泥特点，在湿法机械分离技术基础上实现了城市排水管渠污泥的精细化分级分类分离和资源化利用，近三年实现直接经济效益8226万元，建成项目稳定运行。
3.6 技术路线比较
| 技术路线 | 核心功能 | 适用场景 | 技术成熟度 | 关键优势 |
|---------|---------|---------|-----------|----------|
| 厌氧氨氧化 | 自养脱氮 | 高氨氮废水、污泥消化液、垃圾渗滤液 | 工程化应用 | 节省曝气能耗和碳源 |
| 好氧颗粒污泥 | 同步脱氮除磷 | 市政污水、工业废水 | 逐步推广 | 单反应器、占地小 |
| PDA耦合工艺 | 深度脱氮 | 垃圾渗滤液、制药废水、城市污水 | 工程化应用 | 碳源利用率高 |
| MBR | 生物处理+膜分离 | 市政污水、工业废水 | 成熟 | 出水水质好 |
| 反渗透 | 脱盐浓缩 | 工业废水零排放、再生水 | 成熟 | 脱盐率99.8% |
| 高级氧化 | 难降解有机物去除 | 工业废水深度处理 | 工程化应用 | 降解率>80% |
| 太阳能蒸发 | 零排放与盐回收 | 高盐废水 | 研发/示范 | 低碳、资源回收 |
第四章 资源化利用技术路径
4.1 再生水利用
再生水利用是污水资源化利用的核心方向，涵盖市政杂用、工业用水和生态补水三大应用场景。
**市政杂用**。再生水用于城市绿化浇洒、道路清扫、消防应急及居民冲厕等城市杂用已形成成熟模式。长沙洋湖再生水厂率先采用“MSBR+人工湿地+自然湿地”组合工艺，实现再生水分流利用，一部分尾水加氯消毒后用于洋湖生态新城的绿化浇洒、道路清扫、消防应急及居民冲厕等城市杂用，另一部分汇入洋湖国家湿地公园与靳江河，滋养湿地生灵、改善流域水质。
**工业用水**。工业用水是再生水利用的重点领域。住房城乡建设部明确“电镀等工业园区用水规模大且需求稳定，是再生水利用的重点用户”。烟台万华化学与政府合作建成全国最大的市政污水再生工业利用项目，市政再生水供工业园区规模达到20万吨/日，居全国首位。新疆甘泉堡经开区污水资源化利用项目每日可产出再生水3万吨左右，通过管道直供园区企业，同时还能产出高品质工业盐。铜梁高新区污水处理厂将处理后的生产、生活污水处理为再生水，供给海辰储能用于产品循环冷却，有望每年为企业节省3000余万元。
**生态补水**。再生水用于生态补水是改善城市水环境的重要途径。大理洱海环湖截污项目6座下沉式再生水厂实现生活污水全收集、就近处理，再生水100%回用，截至2025年7月31日累计处理水量12478.25万吨，经过处理净化后的再生水部分指标可达到地表水Ⅲ类水质标准。雄安新区容东片区再生水厂将处理后的再生水通过专用管道输送到整个片区进行回用，其中一部分进入遍布容东片区的城市景观水系，成为城市灵动血脉的一部分。
4.2 能源回收
污水处理过程中的能源回收是实现污水处理厂碳中和的重要路径。
**污水源热泵**。青岛水务能源发展有限公司采用“污水源热泵＋热网回水加热”技术，年利用再生水超2100万吨，年产热量超50万吉焦，取热后水质不受影响，继续用于补水，实现一水多用。长沙洋湖再生水厂建成长沙首座全面面向住宅集中供能的中水源热泵智慧能源站，可覆盖周边约100万平方米建筑的集中供冷供热需求，相较于常规供能方式，综合节能率超60%。
**厌氧消化产沼气**。污泥厌氧消化产沼气是污水处理厂能源自给的重要途径。全生命周期污水处理系统集成能量回收与转化、废水再生、生物肥料生产和碳捕获，实现净能量输出并减少净碳排放，推动污水处理系统从线性经济终点向循环经济的功能节点转变。
4.3 物质回收
**磷回收**。磷是不可再生的战略性资源，从污水中回收磷具有重要的资源战略意义。鸟粪石（MgNH₄PO₄）结晶法是目前应用最广泛的磷回收技术路线。申能环境科技有限公司实施了城镇污水磷资源（鸟粪石）商品级回收利用技术研究及应用示范项目，对115 m³/d厌氧消化后污泥进行磷资源回收并形成鸟粪石颗粒。
研究者创新构建了菱镁矿辅助电化学系统用于以鸟粪石形式回收废水中的氮磷，解决了传统化学沉淀和镁电凝聚工艺存在的诸多缺陷。在咪唑废水处理中，集成工艺对氨氮和总磷的回收率分别为54.9%和99.9%，回收的鸟粪石产物纯度高达93.8%，可达肥料级标准。南科大团队构建的电化学生物壳高值化策略，使特定含镁生物壳通过释放自身含有的镁离子实现磷酸根与铵根以鸟粪石形式共回收。
**盐分回收**。工业废水零排放过程中，通过蒸发结晶可实现盐分的资源化回收。新疆甘泉堡项目在产出再生水的同时，产出高品质工业盐，实现了废水中有价资源的全面回收。
**生物塑料与高值产品**。污水处理过程中产生的生物质可用于生产聚羟基脂肪酸酯（PHA）等生物可降解塑料，以及蛋白质、酶等生物基产品。然而，这些高值产品的回收目前仍面临技术和经济性挑战，市场接受度有待提升。
4.4 资源化利用模式创新
**“就近直供+跨区调配”多级配置网络**。宿迁市构建了再生水“就近直供+跨区调配”多级配置网络，形成“再生水厂就近一级配置+主管网更大范围二级配置”两级布局，印发《宿迁市中心城市再生水利用配置优化管理指导意见》，建立市级统筹、区级主责、企业主体的三级管理架构。
**“点对点”定制供水**。住房城乡建设部等部门印发《推进重点城市再生水利用三年行动实施方案》，提出再生水作为工业园区生产用水重要水源，鼓励工业园区、用水大户与再生水生产运营单位合作，实现“点对点”定制供水。
**低碳排放高效污水资源化处理**。张盼月教授课题组获授权的低碳排放高效污水资源化处理方法发明专利，通过高负荷活性污泥法进行碳捕集，上清液进入厌氧流化床膜生物反应器处理和反渗透处理，回收再生水和氨氮，沉降污泥进入污泥处理体系，浓缩后进行厌氧消化产甲烷和沼渣脱水处理。
第五章 市场与产业格局
5.1 全球市场规模
全球污水治理市场截至2025年已突破6000亿美元，预计到2030年将超过8500亿美元，年复合增长率维持在6.5%左右。全球废水处理市场2026年预计达到5842亿美元，亚太地区以2381亿美元的规模贡献约40.7%的份额。发达地区的市场增长更多依赖于现有设施的深度改造、智能化升级。
5.2 中国市场规模
2025年中国污水处理市场规模达4500亿元，同比增长7.49%，形成“市政污水处理（60%）、工业废水处理（30%）、再生水利用（5%）、污泥处置（5%）”的稳定结构。预计2026—2030年年均增速保持在12%以上，2030年市场规模有望突破6800亿元。2025年中国水务全行业市场规模突破1.3万亿元，污水处理行业作为其核心子领域，中国市场在全球废水处理市场中占比达25.4%。
污水处理设备市场同步增长。2026年我国污水处理设备市场规模预计攀升至2510亿元，相较于2025年的2340亿元，同比增长7.2%。
**细分市场结构**
| 细分市场 | 2025年规模 | 占比 | 增长特征 |
|---------|-----------|------|----------|
| 市政污水处理 | 约2700亿元 | 60% | 存量提质为主 |
| 工业废水处理 | 约1350亿元 | 30% | 零排放需求驱动高增长 |
| 再生水利用 | 约225亿元 | 5% | 政策驱动快速扩张 |
| 污泥处置 | 约225亿元 | 5% | 资源化转型加速 |
5.3 区域市场格局
区域市场呈现显著分化特征。东部沿海地区污水处理设施建设已趋于饱和，市场重心转向提标改造和智能化升级。中西部地区受益于城镇化进程推进和产业转移，新增污水处理设施需求保持较高增速。中西部资源型省份因煤化工、电解铝项目密集而成为增量热点区域。
水资源匮乏地区再生水利用需求尤为迫切。包头市“分质供水和‘三级循环’利用体系支撑光伏产业基地建设”入选全国典型案例，仅希望铝业、晶澳太阳能等9家企业通过再生水替代置换出黄河水指标3760万立方米。
5.4 竞争格局
污水处理行业竞争格局呈现“分层竞赛”态势。市场参与者大致可分为三类：大型国有水务集团（如北控水务、首创环保）具备全产业链服务能力和资本优势；区域性水务企业深耕本地市场，在运营效率和客户关系方面具有优势；专业技术企业（如碧水源、久吾高科）在膜材料、高级氧化等细分技术领域拥有技术专精。
行业进入存量整合期，传统固废、水务等成熟赛道增量空间收窄，头部企业以同业并购、产业链整合为核心，做强主业闭环、增厚稳定现金流。2026年以来，A股环保上市公司并购重组持续升温，行业龙头分化出纵向深耕主业、横向跨界新赛道两条清晰的资本路径。
5.5 商业模式创新
污水处理行业的商业模式正从“重资产投资”向“轻资产运营”转型。BOT、PPP、ROT等特许经营模式持续演化，EPCO、特许经营等投建运一体化方案成为主流。模块化水厂、分布式布局、资源化再生循环的组合实施正在重塑水厂的形态与运营逻辑，水务企业从“工程建设者”转向“水资源管理者”。
工业废水资源化与管网建设将成为新的增长引擎。在村镇供排水特许经营领域，盘活的存量项目占比超过六成，但项目主要以供水为主，污水项目数量持续下跌，主要原因是水务企业担忧地方政府的支付能力。
第六章 典型案例分析
6.1 长沙洋湖再生水厂
洋湖再生水厂坐落于湘江新区，日均处理污水22万吨，以湿地技术为核心构建特色生态再生工艺体系。洋湖生态新城中水回用项目设计规模为2.5万吨/日，出水水质远超地表水准IV类标准（TN≤10 mg/L），作为中南部地区首个大型城市中水回用标杆。
该项目创新性地采用“MSBR+人工湿地+自然湿地”组合工艺及水环境生态再生成套技术，实现了污水处理、生态景观与能源利用的有机融合。在能源利用方面，依托水厂丰富的尾水资源，建成长沙首座全面面向住宅集中供能的中水源热泵智慧能源站，可覆盖周边约100万平方米建筑的集中供冷供热需求，综合节能率超60%。在科普教育方面，整合污水处理厂、中水厂、零碳产业园展示馆等资源建设节水教育基地，与中南大学、湖南大学等高校合作开展实习节水教育。
6.2 雄安新区容东片区再生水厂
雄安新区容东片区再生水厂是一座全地下式再生水厂，服务容东片区和容城县城约40万人口。该水厂将“邻避”设施成功转化为服务居民的“邻利”空间，地上是鸟语花香的城市花园，地下是高效运转的再生水厂。
水厂应用了国内先进的生物强化脱氮除磷工艺，并应用高效沉淀、V型过滤、活性炭吸附等多级深度处理手段，保障出水质量达到《大清河流域水污染物排放标准》核心控制区要求。这些高标准再生水实现全部回用，用于浇灌绿地、喷洒道路，其中一部分进入城市景观水系。
在绿色低碳方面，水厂处处体现创新智慧：大尺寸天窗充分利用自然光，配合LED节能灯照明；所有运行设备均达到国家一级能效标准；办公区充分利用再生水作为空调系统热源，大幅降低能耗。地面部分践行“建筑消隐”理念，超过85%的区域被绿植覆盖。在智慧运行方面，应用精准曝气、精确加药等智能技术，实现了工艺运行的精细控制和出水水质的长期稳定。
6.3 上海嘉定南翔下沉式再生水厂
上海嘉定南翔下沉式再生水厂是全国首批、上海首个下沉式再生水厂示范项目，一期土建10万吨/日，设备配套5万吨/日，服务人口39万，服务面积36.1平方公里，地面绿化率近60%。该项目将污水处理设施建于地下，在地面打造生态体育公园、科普馆等设施，构建起集污水处理、生态景观、科普教育于一体的“厂馆园”生态综合体，达成了污水处理设施与城市空间的高度融合。
6.4 新疆甘泉堡经开区污水资源化利用项目
新疆甘泉堡经开区污水资源化利用项目是工业废水零排放的标杆案例。整套污水处理工艺流程涵盖42道工序，整体划分为预处理、膜深度处理和MVR蒸发结晶三大核心板块，各类单元工艺均为行业成熟技术，项目团队结合园区实际水质工况进行应用性创新整合。
该项目每日可产出再生水3万吨左右，通过管道直供园区企业，同时产出高品质工业盐，实现了工业废水的全面资源化利用，为工业园区污水资源化利用打造了“样板间”。
6.5 烟台万华化学工业园区节水模式
烟台万华化学打造了大型工业园区全链条系统节水模式。公司与政府合作建成全国最大的市政污水再生工业利用项目，市政再生水供工业园区规模达到20万吨/日，居全国首位。同时，投资20多亿元在园区内部建成共18万吨/日的污水处理厂及6万吨雨水回收系统，设计中水回用率85%。这一模式实现了市政再生水与工业园区用水需求的高效衔接，为大型工业园区的水资源循环利用提供了可复制的经验。
6.6 大理洱海环湖截污项目
大理洱海环湖截污（一期）项目由中国水环境集团建设，6座下沉式再生水厂形成一条截断洱海周边生活污水并再利用的大动脉，实现生活污水全收集、就近处理，再生水100%回用。截至2025年7月31日，项目累计处理水量12478.2505万吨，经过处理净化后的再生水，部分指标可达到地表水Ⅲ类水质标准。
第七章 智慧水务与低碳转型
7.1 智慧水务技术应用
**污水处理厂级智慧平台**。创业环保公司自主研发的“鸿雁”污水处理厂级智慧平台，集成物联网、数据挖掘与智能传感控制系统，实现水质预测、智能曝气、精准加药等全流程自动化管控，显著降低药耗、能耗与碳排放。
**AI自适应设备**。南京蓝莹环境科技发布的“水麒麟3.0智能潜水搅拌器”搭载AI自适应技术，不仅可监测、可感知、可预警，更能实现40%以上节能突破。
**ASMART污水厂模型智控系统**。首创环保开发的ASMART污水厂模型智控系统堪称污水处理厂的“智慧大脑”，使污水厂综合能耗、药耗、碳排放显著降低，助力污水厂向“高效、绿色”迈进。
**“蓝色水工厂”理念**。“蓝色水工厂”的核心理念是通过处理技术创新与高质量智慧运营管理，将污水处理厂由高能耗的城市污染物“终点站”变为绿色低碳的城市资源能源循环利用“始发站”，即实现“零碳排、零废水、零固废、零能耗”加有价资源回收。
7.2 行业数智化转型趋势
E20环境平台首席合伙人傅涛指出，AI基底上的水务趋势将朝着小型化、集约化、边端无人、存量智驾、系统最优五大方向发展。行业比拼的核心从项目规模、技术先进性，转向产品的智能密度和系统性最优水平。产品的智能密度决定竞争优势，也决定水务产业延展性的成色。
上海市政工程设计研究总院首席总工程师张辰在韧性城市建设与内涝防治技术研究中指出，韧性城市建设需要水务系统具备更强的适应性和恢复力，智慧化技术是实现韧性目标的重要手段。
7.3 低碳化技术路径
**污水源热泵规模化应用**。污水源热泵技术在多个项目中得到应用，青岛项目的成功实践表明，该技术年利用再生水超2100万吨、年产热量超50万吉焦，具有良好的经济和环境效益。
**全生命周期碳中和系统**。研究者设计了集成能量回收与转化、废水再生、生物肥料生产和碳捕获的全生命周期污水处理系统，该系统实现净能量输出并减少净碳排放，推动污水处理系统从线性经济终点向循环经济的功能节点转变。
**绿色低碳水处理工艺**。2026年第3期《净水技术》以“水处理低碳技术与能源回收”为专题核心，围绕碳达峰碳中和战略目标，集中展现了一批兼具前瞻性与实用性的创新成果，涵盖低碳技术、智慧监测与新材料等多个方向。
7.4 智慧水务面临的挑战
智慧水务的发展仍面临数据质量、模型可靠性、网络安全风险、劳动力技能转型和监管协调等关键挑战。如果缺乏基础运营数据，再高效的智慧平台也不能智能决策；如果厂与厂之间、区域与区域之间没有联网，没有超标警报等提示，监管部门不能看到实时信息，污水处理厂有一部分数据成了灰色地带，反而会加大监管难度。数据质量要求和模型可靠性是制约智慧水务从“感知层覆盖”向“控制层闭环”跃迁的核心瓶颈。
第八章 挑战与展望
8.1 面临的主要挑战
**管网收集效率不匹配**。管网覆盖率与收集效率不匹配是行业面临的首要挑战。部分地区的污水收集管网存在混错接、老旧破损等问题，导致实际收集处理效率低于设计能力。
**工业废水零排放的技术经济性瓶颈**。工业废水零排放虽然技术上已基本可行，但高投资、高运行成本仍是制约其大规模推广的核心障碍。高CAPEX和OPEX使得小规模或分散式系统在没有外部激励或优惠政策的情况下，财务上难以可行。
**再生水利用的市场化机制不健全**。再生水利用的市场化机制尚不健全，再生水管网建设滞后，用户对再生水水质的信任度有待提升。部分地区的再生水价格与自来水价格差距不够明显，缺乏足够的经济激励。
**智慧水务的“信息孤岛”** 。智慧水务建设存在“信息孤岛”现象，各厂、各区域之间的数据联网和共享程度不足，制约了智慧化管控效能的充分发挥。
**污泥处理处置短板**。污泥处理处置能力仍滞后于污水处理能力的发展，资源化利用的技术经济性有待进一步提升，高值产品的回收面临技术和市场双重障碍。
8.2 发展趋势研判
**技术融合与集成创新**。单一技术路线难以满足日益复杂的污水处理需求，多技术组合集成将成为主流方向。厌氧氨氧化与短程反硝化的耦合、膜技术与高级氧化的联用、太阳能蒸发与零排放技术的集成等将成为重点发展方向。
**从“末端治理”到“资源循环”** 。污水处理行业正在从“末端治理”向“水资源再生+能源回收+物质循环”三位一体转型，污水处理厂将从污染物“终点站”变为资源能源循环利用的“始发站”。
**AI驱动的智慧水务**。AI技术将从辅助决策向自主运行演进，数字孪生、强化学习、大语言模型等技术将深度融合到污水处理厂的运营管理中。智慧水务从“感知层覆盖”向“控制层闭环”跃迁将成为“十五五”期间的重要趋势。
**工业废水资源化成为新增长引擎**。工业废水资源化与管网建设将取代传统市政污水处理成为新的增长引擎，中西部资源型省份因煤化工、电解铝项目密集而成为增量热点区域。
**法制化与市场化双轮驱动**。《生态环境法典》的实施为污水资源化利用提供了根本法律保障，水资源税免征等财税激励政策将进一步降低再生水使用成本，推动再生水利用的市场化进程。
8.3 战略建议
**对污水处理企业的建议**。第一，积极布局厌氧氨氧化、好氧颗粒污泥等低碳生物脱氮技术，降低污水处理能耗和碳排放。第二，加大再生水利用市场的开拓力度，重点拓展工业园区“点对点”定制供水业务。第三，推进智慧水务建设，从数据采集、模型优化到智能控制实现全链条数字化。第四，关注污泥资源化利用的技术进展，探索厌氧消化产沼气、热解碳化等资源化路径。
**对技术研发机构的建议**。第一，加强主流厌氧氨氧化技术的低温适应性研究，突破其在城市污水处理厂大规模应用的技术瓶颈。第二，推进工业废水零排放技术的经济性优化，降低膜浓缩和蒸发结晶的能耗和投资成本。第三，开展污水中磷、氮等营养物质的高效回收技术研究，推动鸟粪石结晶等技术的工程化应用。第四，探索AI技术在污水处理工艺优化中的深度应用，开发基于强化学习的智能控制系统。
**对政策制定者的建议**。第一，加快再生水管网基础设施的规划和建设，解决再生水利用的“最后一公里”问题。第二，完善再生水利用的价格机制和补贴政策，增强再生水相对于自来水的价格竞争力。第三，建立污水处理厂碳排放核算方法和标准，为行业的低碳转型提供量化依据。第四，推动跨区域、跨厂的数据共享和联网监控平台建设，破解智慧水务的“信息孤岛”难题。第五，加大对中西部地区污水处理设施建设和运营的财政支持力度，缩小区域发展差距。
附录
附录A：主要政策文件
| 文件名称 | 发布机构 | 实施时间 | 核心内容 |
|---------|---------|---------|----------|
| 《生态环境法典》 | 全国人大 | 2026年8月 | 确立再生水法定优先使用地位 |
| 《城市更新“十五五”规划》 | 国务院 | 2026年5月 | 新建改造污水处理设施2500万m³/日 |
| 《关于推进污水资源化利用的指导意见》 | 国家发改委等10部门 | 2021年 | 2025年缺水城市再生水利用率≥25% |
| 《关于加快推进城镇环境基础设施建设指导意见》 | 国务院办公厅 | 2022年 | 新增污水处理能力2000万m³/日 |
| 《推进重点城市再生水利用三年行动实施方案》 | 住建部等 | 2024年 | 鼓励工业园区“点对点”定制供水 |
| 《水资源税改革试点实施办法》 | 财政部等 | 2024年 | 再生水免征水资源税 |
| 《工业水效提升行动计划》 | 工信部 | 2022年 | 推动工业企业使用再生水 |
附录B：主要术语表
- **Anammox**：厌氧氨氧化
- **AGS**：好氧颗粒污泥
- **PDA**：短程反硝化-厌氧氨氧化耦合工艺
- **PN/A**：短程硝化-厌氧氨氧化
- **MBR**：膜生物反应器
- **ZLD**：零液体排放
- **AOPs**：高级氧化工艺
- **BMED**：双极膜电渗析
- **EPCO**：设计-采购-施工-运营总承包
- **BOT**：建设-运营-移交
- **PPP**：政府和社会资本合作
- **ROT**：改建-运营-移交
- **CAPEX**：资本性支出
- **OPEX**：运营性支出
- **TN**：总氮
- **TP**：总磷
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