一、高品質水問道
黨的十九大報告指出，我國社會主要矛盾已經(jīng)轉化為“人民日益增長的美好生活需要和不平衡不充分發(fā)展之間的矛盾”。美好生活的實現(xiàn)，既需要有堅實的經(jīng)濟基礎，也需要有更優(yōu)美的環(huán)境，包括清潔的空氣，干凈的水。但相對于經(jīng)濟發(fā)展，環(huán)境保護則相對滯后；相對于物質產(chǎn)品供給，良好生態(tài)環(huán)境成了“稀缺產(chǎn)品”。好在環(huán)保力度在不斷加大，環(huán)境質量在持續(xù)改善。
在“水十條”發(fā)布后，為解決水質性缺水，更為形成水的生態(tài)循環(huán)和可持續(xù)利用的目標，部分發(fā)達地區(qū)和環(huán)境敏感地區(qū)對污水處理水質相較國家標準提出了更加嚴格的要求，污水處理廠主要出水指標達到《地表水環(huán)境質量標準》（GB3838-2002）Ⅳ類、Ⅲ類標準，這類出水即高品質水。
北京、天津、深圳、四川（針對岷江及沱江流域）、安徽（針對巢湖流域） 等地先后出臺地方標準，如：北京市新地方排放標準《城鎮(zhèn)污水處理廠水污染物排放標準》（DB11890-2012）要求，新（改、擴）建污水處理廠基本控制項目的排放限值執(zhí)行新的標準限值，其中排入北京市Ⅱ、Ⅲ類水體的城鎮(zhèn)污水處理廠執(zhí)行A標準，排入Ⅳ、Ⅴ類水體的城鎮(zhèn)污水處理廠執(zhí)行B標準，A標準和B標準中的基本控制指標除TN外，其余指標分別相當于《地面水環(huán)境質量標準》（GB3838-2002）中Ⅲ類和Ⅳ類標準。高品質的出水標準的實現(xiàn)，需要從兩方面進行考慮，一是要有針對性的技術儲備，二是技術經(jīng)濟可行或可接受。
二、高品質水解道
以達到準Ⅳ類出水標準為出發(fā)點，對水中主要污染物控制指標COD、BOD、SS、氨氮、總氮、總磷進行分析。對于一般城市生活污水，特別是南方地區(qū)污水，出水COD可以穩(wěn)定達標，對于北方地區(qū)或者混有少部分工業(yè)污水的地區(qū)，末端通過增加臭氧氧化工段，也可以實現(xiàn)穩(wěn)定達標；對于出水BOD 和氨氮，只要生物池容設計合理，曝氣量、堿度適當?shù)那闆r下可以穩(wěn)定達標；對于SS，通過增加砂濾、膜過濾等深度處理工段可以保證穩(wěn)定達標；至于總磷指標，則需要強化生物與化學除磷來保證出水達標；達標難度最大的是總氮，我國城市中普遍缺少碳源，一方面要有效合理的利用碳源，另一方面還要有強化脫氮的工藝路線才能保證出水達標。而高品質出水標準對氮磷提出了更嚴格的要求，以深度脫氮除磷為核心的技術集成開發(fā)成為行業(yè)發(fā)展的重點。
三、準Ⅳ類門道
1. 分段進水多級A/A/O +高效沉淀過濾+臭氧
工藝流程：
該工藝流程適合新建高品質水出水項目，通過采用分段進水多級A/A/O，強化前段生化處理的脫氮效果，省去后續(xù)專門的反硝化工段，運行穩(wěn)定可靠，出水穩(wěn)定達標，投資及運行成本低。
分段進水多級A/A/O 設置3~4 段缺氧/ 好氧交替功能區(qū)，第一段的缺氧區(qū)主要對回流污泥中的NOx-N 進行反硝化，同時，進入該區(qū)的污水(Q1) 為反硝化提供碳源?；旌弦毫魅氲谝欢蔚暮醚鯀^(qū)進行硝化反應，反應后的混合污水流入到第二段的缺氧區(qū)進行反硝化，同時，第二段缺氧區(qū)進入的污水(Q2) 為反硝化提供碳源。混合液再進入到第二段的好氧區(qū)進行硝化反應，以后各段以此類推。
◆分段進水多級A/A/O 工藝主要具有以下特點：
（1）缺氧/ 好氧交替布置，通過合理的分配進水碳源，可充分利用原水中的碳源進行反硝化，提高脫氮效率，省去后續(xù)反硝化濾池，對低C/N 生活污水的高效脫氮尤其有利。
（2）多段進水A/A/O 工藝系統(tǒng)平均MLSS 較傳統(tǒng)A/A/O 系統(tǒng)增加35% ～ 50%，從而增加了單位池容的處理能力，有效的降低脫氮所需池容。
（3）省去了傳統(tǒng)A/A/O 工藝的硝化液內回流設施，節(jié)省了能耗。
高效沉淀池是一種利用物理/化學處理和特殊的絮凝和沉淀體系, 達到快速沉淀的的污水處理工藝。該工藝將快速混合、絮凝反應、沉淀分離進行綜合, 其核心是利用池中聚集的泥渣, 通過池外回流與水中的顆粒進行相互接觸、吸附, 加速顆粒絮凝, 促進雜質顆粒的快速分離, 并結合斜管或斜板, 加速沉淀過程, 實現(xiàn)高效的固液分離。
◆高效沉淀池工藝主要具有以下特點：
（1）快速混合池、絮凝反應池與沉淀池三個單元緊密相連，水流條件易于控制，且節(jié)省占地面積；
（2） 快速混合池與絮凝反應池均采用機械方式攪拌，便于對不同運行工況進行調控。沉淀池設置斜管或斜板，提高表面負荷，節(jié)省占地面積；
（3）沉淀池下部即為污泥濃縮區(qū)，提高排泥濃度, 沉淀- 濃縮在一個池內完成，排泥活性好、濃度高, 可省去機械式污泥濃縮設備；
（4）自動化控制程度高, 可通過調整攪拌機速度、投加藥量、回流污泥量及排出污泥量等手段實現(xiàn)不同工況下的最佳效果；
（5）高效沉淀池啟動快速，在很短的時間( 通常小于30min) 內即可完成啟動并進入正常運行, 并且實現(xiàn)出水水質較好的效果。
臭氧（O?）既是一種強氧化劑，也是一種有效的消毒劑。通過臭氧氧化可以去除水中的嗅味和色度，提高和改善水的感官性狀；降低高錳酸鹽指數(shù)，使難降解的高分子有機物得到氧化、降解；通過誘導微粒脫穩(wěn)作用，誘導水中的膠體脫穩(wěn)；殺滅水中的病毒、細菌與致病微生物。臭氧通過與含有不飽和官能團的有機物反應，破壞不飽和雙鍵使水脫色。臭氧工藝可根據(jù)項目具體情況考慮是否設置或者進行超越。
◆臭氧工藝主要具有以下特點：
（1）臭氧能有效地降解污水中殘留的有機物、色、味，亦可分解有毒化學物質等；（2）污水的pH 值、溫度對消毒效果影響很??；
（3）臭氧不產(chǎn)生難處理或生物積累性殘余物，不產(chǎn)生二次污染；
（4）臭氧對膜的濾后水進行脫色處理投加量低，效果良好，出水色度接近自來水，具有很好的社會效益和環(huán)境效益。
2、預處理+改良A/A/O +超濾+臭氧
工藝流程：
該工藝流程采用超濾替代深度處理（高效沉淀池+砂濾），可以有效節(jié)省占地面積，同時投資及運行成本較傳統(tǒng)MBR工藝低。
超濾膜篩分過程，以膜兩側的壓力差為驅動力，以超濾膜為過濾介質，在一定的壓力下，當污水流過膜表面時，超濾膜表面密布的許多細小的微孔只允許水及小分子物質通過而成為透過液， 而污水中體積大于膜表面微孔徑的物質則被截留在膜的進液側，成為濃縮液，因而實現(xiàn)對污水的凈化、分離和濃縮的目的。超濾系統(tǒng)能夠從水中分離相對分子量大的大分子、膠體物質、蛋白質等，出水水質好。
3. MBR+臭氧
工藝流程：
該工藝直接采用BE-MBR工藝，適合改擴建項目，占地面積受限的新建項目。
膜生物反應器(Memembrane bioreactor，簡稱MBR) 將活性污泥處理與膜過濾設備結合, 實現(xiàn)生物處理和固液分離。采用膜系統(tǒng)替代傳統(tǒng)活性污泥工藝中的二沉池和深度處理工藝, 截留懸浮物、膠體等。MBR 膜生物反應器可利用膜的強大的固液分離能力，從而保證生物反應器高活性污泥濃度和高效率硝化反硝化的特性，使生物池的生物反應能力大大提高。MBR 出水可排放到水質要求較高的水域, 并滿足回用要求。
◆MBR 工藝主要具有以下特點：
(1) 可直接達到再生水水質要求，省去沉淀池及常規(guī)的深度處理設施，工藝流程簡短；
(2) 生物曝氣池中可維持很高的活性污泥濃度，從而縮小了曝氣池的容積，同時膜池取代了二沉及深度處理工藝，占地面積較常規(guī)工藝大大縮??；
(3) 脫氮效果好，有機物去除率高；
(4) 固液分離率高；耐沖擊負荷；
(5) 出水水質高、穩(wěn)定，對病原體有很好的去除效果；
(6) 工藝流程自動化程度高；
(7) 模塊式安裝，建設速度快。
北控水務BE-MBR 技術是在傳統(tǒng)MBR的技術上進行了改進，膜擦洗采用脈沖曝氣系統(tǒng)，新型BE-MBR 曝氣系統(tǒng)可使膜擦洗氣水比可以降低約20％，反洗周期至少可延長1.2 倍以上, 噸水能耗可減少約14％。
4. 改良A/A/O +高效沉淀池+反硝化過濾+臭氧
工藝流程：
該工藝流程適合進水總氮較高項目，在高效沉淀池前端增加反硝化濾池，或者在高效沉淀池后端采用反硝化深床濾池進行深度脫氮，保證出水達標。
反硝化深床濾池采用石英砂作為反硝化生物的掛膜介質，是保障硝酸氮（NO?-N）及懸浮物去除的構筑物。反硝化濾池工藝特點：反硝化深床濾池固體物負荷高；脫氮，除SS、濁度效果好，亦可除磷；低溫時效果較BAF好。
四、準Ⅲ類門道
1、MBR+臭氧+活性炭濾池
工藝流程：
該工藝流程適合更高品質出水要求，通過臭氧活性炭濾池進一步去除COD 等有機物，保證出水達標。
活性炭主要側重于吸附溶解性有機物, 臭氧則主要側重于氧化降解高分子有機物。臭氧是一種強氧化劑，但臭氧與有機物的反應并不完全，臭氧氧化前后的COD 總量變化不大。經(jīng)過臭氧氧化后有機物的性質發(fā)生了變化, 更易于被吸附去除, 所以通過臭氧氧化與活性炭吸附聯(lián)合處理能起到較好的處理效果。
由于臭氧對水中溶解性鐵和高分子有機物的氧化會使懸浮固體增加, 因此宜將活性炭吸附單元設置在臭氧氧化單元之后。
2、強化脫氮除磷生化+高密度沉淀池/氣浮+濕地
工藝流程：
該工藝流程適合南方水質濃度偏低、占地不受限制的地區(qū)，前端采用改良A/A/O 工藝，去除有機物，強化脫氮效果，深度處理高密度沉淀池進一步除磷，后端通過濕地保證出水達標。
五、道亦有道
以上針對準Ⅳ類和準Ⅲ類排放標準的工藝路線，是北控水務在多年的工程實踐中提煉出來并經(jīng)過驗證的，主要有如下技術特點：
1、工藝成熟、先進、可靠，出水水質穩(wěn)定達標，如：分段進水多級A/O 低碳脫氮技術、低溶解氧精確曝氣控制技術、精確加藥除磷技術、BE-MBR 膜生物技術等；
2、抗沖擊負荷能力強；
3、操作簡便、自動化程度高；
4、用地節(jié)省，工藝緊湊，用地較傳統(tǒng)工藝可節(jié)約用地10%~20%；
5、投資及運行成本低，提標改造成本低，能減少未來進一步提標時的工作難度和投資費用。
六、典型案例
1、北京昌平再生水廠二期工程
北京昌平再生水廠二期工程規(guī)模3萬m³/d，主要處理市政污水，出水標準京標B，投運時間2017 年3 月，工藝流程為進水→粗格柵及提升泵房→細格柵及曝氣沉砂池→分段進水三段A/O → 沉淀池→高密度沉淀池→活性砂濾池→臭氧接觸池→清水池→配水泵房→出水，出水完全達到準Ⅳ類水標準。
主要進水指標如下：（單位：mg/L）
2、北京沙河再生水廠
北京沙河再生水廠二期6萬m³/d ，出水標準為京標B，投運時間2017 年6 月，工藝流程為進水→粗格柵及提升泵房→細格柵及曝氣沉砂池→膜格柵→ MBR →臭氧接觸池- 清水池→配水泵房→出水，實際出水完全達到準Ⅳ類水標準。
主要進水指標如下：（單位：mg/L）
3、黃巖江口污水處理廠
黃巖江口污水處理廠總規(guī)模12萬m³/d，出水準Ⅳ類水標準，目前正在試運營階段，出水基本達標。其中一期8萬m³/d，含有20%工業(yè)廢水，工藝流程為進水→粗格柵及提升泵房→調節(jié)池→混凝沉淀→水解酸化池→氧化溝生化池（MBBR） →二沉池→硝化反硝化兩級濾池→磁混凝高密度沉淀池（加活性炭）→Ⅴ型濾池→臭氧接觸池→消毒出水；二期4萬m³/d，主要處理市政污水，工藝流程為進水→粗格柵及提升泵房→細格柵及曝氣沉砂池→分段進水多段A/O →沉淀池→高密度沉淀池→Ⅴ型濾池→臭氧接觸池→出水。
二期改造后的主要出水指標如下：（單位：mg/L）
4、常德污水凈化中心
常德污水凈化中心總規(guī)模15萬m³/d，主要處理市政污水，其中一期10萬m³/d，二期5萬m³/d，濕地15萬m³/d，出水準Ⅲ類水標準，工藝流程為進水→粗格柵及提升泵房→細格柵及曝氣沉砂池→ A/A/O 氧化溝→沉淀池→高密度沉淀池/氣浮→濕地→出水，目前廠內部分已經(jīng)投入運營，濕地部分正在建設。
主要出水指標如下：（單位：mg/L）
5、其他典型案例
（1） 北京稻香湖再生水廠（8萬m³/d，準Ⅳ類）
（2） 臺州濱海污水處理廠（6萬m³/d，準Ⅳ類）
（3） 臺州路橋污水處理廠（9萬m³/d，準Ⅳ類）
（4）延慶張三營污水處理廠（0.7萬m³/d，準Ⅲ類，在建）
（5）龍泉蘆溪河污水處理廠（4萬m³/d，準 Ⅳ類）
（6） 彭州市第二污水廠（3萬m³/d，準Ⅳ類）
（7）成都雙流公興（中電子）地下再生水廠（10萬m³/d，準Ⅳ類）
（8）余杭地下式污水處理廠（15 萬m³/d，準Ⅳ類，在建）
