2025创新技术案例 | 深圳市利源水务 深水智氮 AOA 低碳创新技术

深水智氮AOA™低碳创新技术由深圳市水务(集团)有限公司的全资子公司——深圳市利源水务设计咨询有限公司携手彭永臻院士团队研发的一种深度脱氮除磷技术。较传统AAO技术，该技术将缺氧区后置，即厌氧区-好氧区-缺氧区，取消硝化液回流，新增污泥回流至缺氧区前端，强化内源反硝化；好氧区前置确保硝化产生的NO3--N可100%进入后置缺氧区，彻底解除回流比限制，理论反硝化率可达100%；同时厌氧区进水碳源大部分被内化至细胞内，且在前置好氧区受到保护，确保后置缺氧区反硝化碳源供给。

该技术具有以下七大优势：一是解除硝化液回流比对总氮去除率的限制，具备极限脱氮条件；二是进水碳源利用率高，进水COD/TN=6~8时，无需投加外碳源；三是曝气区HRT小，且曝气量受控，无内回流，能耗低；四是同步生物除磷，产泥量小；五是工艺简洁，总HRT小，易于升级改造（特别适用于AAO及其变种工艺的改造）；六是工程建设和运行调控简单方便，使用常规设备，无特殊要求；七是配合AOA自控包，采用智慧化运行模式，实现少人值守，自动控制，稳定运行。

深水智氮™AOA低碳创新技术适用范围广泛，适用于市政生活污水和工业废水处理。市政污水处理领域，能够有效处理大规模生活污水，实现高效脱氮除磷，提升出水水质；工业废水处理方面，对有机废水有良好处理效果，能降解多种复杂有机污染物。

深水智氮AOA™低碳创新技术是一种强化内源反硝化的高效深度脱氮工艺。AOA即污水依次经过厌氧、好氧、缺氧生物处理单元，通过厌氧阶段的胞内碳储存作用、好氧阶段的硝化作用、缺氧阶段的内碳源反硝化作用，最终实现深度脱氮。双回流指二沉池底部污泥的两个污泥回流，第一组回流至厌氧段为常规污泥回流，作用是维持各反应单元的污泥浓度；第二组污泥回流至缺氧段前段，作用是增加污泥在缺氧区的停留时间和内碳源量，促进缺氧区的内碳源反硝化。

厌氧阶段（A）：主要发生有机物去除、释磷和反硝化过程。反硝化菌吸收污水中的有机物，将其转化为内碳源，同时利用原水中的有机物去除回流污泥中的硝态氮或亚硝态氮。此外，聚磷菌分解体内的多聚磷酸盐产生能量，并利用这部分能量吸收污水中的有机物，将其转化为内碳源，该过程伴随着磷酸盐的释放。

好氧阶段(O)：在好氧阶段主要发生硝化作用与好氧吸磷作用。硝化菌利用溶解氧将污水中的氨氮氧化为硝态氮或亚硝态氮。聚磷菌利用细胞内碳源将细胞外的磷酸盐运输到细胞内重新合成多聚磷酸盐，此后通过排放剩余污泥的方式，实现AOA系统的磷去除。此外厌氧区剩余部分难以生物利用的COD在好氧区进一步去除。

缺氧阶段(A)：缺氧阶段主要发生内源反硝化作用。含硝态氮或亚硝态氮的混合液进入缺氧区，反硝化菌利用厌氧阶段贮存的胞内碳源完成反硝化过程，在缺氧阶段实现深度的氮去除。

预处理：污水通过污水收集管网进入厂区内的粗格栅井/进水泵房，经泵提升后进入细格栅/沉砂池，拦截去除较大的固体杂质和砂粒等无机颗粒，防止对设备造成堵塞或损坏，随后污水进入AOA生化池。

生化处理：在AOA生化池污水首先进入厌氧区，厌氧区污泥将外碳源转化为胞内碳源达到COD去除的目的，同时聚磷菌完成释磷反应。随后污水进入好氧区，聚磷菌在好氧条件下完成过量吸磷达到除磷目的，以及硝化菌完成硝化反应。最后进入缺氧区污泥利用先前在厌氧区贮存内碳源去除混合液中的硝态氮，完成脱氮作用。污泥回流至厌氧区为生化池提供污泥，另一污泥回流回流至缺氧区，由于回流污泥中含有的内碳源强化反硝化进行深度脱氮，并通过排放一定剩余污泥从而完成除磷。经过一系列的生化反应，C、N、P等污染物得到去除，生化池出水进入二沉池，进行泥水分离。

深度处理及消毒：二沉池上清液进入深度处理单元，进一步去除SS、P等污染物，出水经紫外线消毒后，通过尾水外排管排放到水体。

污泥处理：剩余污泥由剩余污泥泵提升至污泥调理池，然后再进入污泥脱水间，经浓缩脱水机进行浓缩脱水后干化外运，以便于最终处置。

深水智氮™AOA低碳创新技术较一般的污水处理工艺电耗可节约5~10%，减少了因能源消耗产生的碳排放；药耗可节约50~80%，降低了化学药剂生产、运输等环节的碳排放；减少剩余污泥量约10~15%，污泥处理处置过程中产生的碳排放也随之减少。温室气体的间接排放量减排效果明显。从出水水质效果来看，AOA工艺出水水质中有机碳污染物削减量高，进水碳源利用充分，可减少直接碳排放。从多方面助力实现碳减排目标，在污水处理领域具有广阔的应用前景和环保价值。

投资可节约25-40％，药耗可节约50~80%，能耗可节约5~10%，污泥产量可降低10~15%，水出水总氮可控制5mg/L以下。

以后置反硝化工艺原理为基础，设置后好氧区形成AOA高效脱氮新工艺。

AOA新工艺不需要进行硝化液回流，在不投加外碳源的情况下可以实现高效脱氮，无需外加碳源，大大节省药剂投加。

提出针对高效脱氮的水处理工艺智慧包，集成AOA系列技术工艺设计包和运行控制软件包，构建水务智慧包，为项目的示范及推广提供有力条件。

随着环保要求的日益严苛，城市污水处理面临着两大关键难题：达标排放与深度脱氮除磷、污水厂优化运行与减碳降耗。在此背景下，深水智氮 ™AOA 低碳创新技术凭借其极限脱氮、智慧化、低消耗的优势，高度契合了当前的市场需求，展现出极为广阔的推广前景。无论是新建污水处理项目还是现有污水处理厂的提标扩建，该技术都能够充分发挥自身技术优势，有效节约成本，显著提升污水处理效果。

①碳源利用效率：若工艺控制不当，如回流比不合理等，会使污水中的碳源不能被微生物充分利用。

②溶解氧控制：好氧区溶解氧过高导致污泥过氧化，影响污泥的沉降性能和微生物活性；溶解氧过低，氨氮去除效果差。缺氧区和厌氧区的溶解氧控制不当会破坏反硝化和释磷的环境，影响脱氮除磷效果。

③污泥龄控制：污泥龄过长，污泥老化，出水水质变差；污泥龄过短，不利于有机污染物的降解和营养物质的去除。

④污泥沉降性能：AOA工艺内源反硝化速率低，缺氧停留时间较长，可能导致污泥沉降浓缩性能较差，污泥产量高，增加了污泥处理的难度和成本。

⑤水温变化：在低温环境下，微生物的活性降低，反应速率减慢，可能导致脱氮除磷效果下降；高温环境下，微生物受到热抑制甚至死亡。

2024年，全面应用AOA技术的福永水质净化厂二期荣获“全球水峰会2024年度全球水奖”，颁奖单位为国际水务智库GWI;

2024年，入选深圳市国资委 2024 年度市属企业“十大原创技术攻关”，颁奖单位为深圳市国资委；

2024年，入选年度深圳市生态环境新技术、新产品推荐名录，颁奖单位为深圳市环境科学学会。