中国第一座BAF工艺的污水处理厂变化史

中国应该是全球最大的水处理市场，当前的污水处理正在进入一个新的发展阶段。总结过去展望未来，不难发现污水处理也是在不断发展、进步，从处理规模、主要污染物、适用技术，到污水厂的主要诉求，在不同阶段都有明显的时代特征。这其中最有各个时代特征代表性的，可能就是大连马栏河污水处理厂一期项目了。

一、污水厂“有没有”阶段

从1986年国内第一座大型污水厂——天津纪庄子污水处理厂建成开始，到2002年的GB81918国标的正式出台，这个阶段国内的污水处理厂经历了从无到有的过程。从1988年的三级排放标准，到1998年的二级排放标准，一直到2002年之前，这期间的污水处理厂，注重的还是有机物和微生物的去除。

大连马栏河厂是中国第一座大规模应用曝气生物滤池（BAF）工艺的城市污水处理厂。在1990年代中后期，国内主流的活性污泥法（尤其是传统推流式）占据绝对主导地位，BAF作为一种相对新颖、集约高效的生物膜法工艺，在国内大型市政污水处理领域尚无先例。       

其成功投运（1998年建设，2001年运行）为BAF工艺在中国的推广应用提供了首个大型工程实证，证明了该工艺在处理效率高（尤其是SS和BOD去除）、占地面积小、抗冲击负荷能力强、启动快等方面的显著优势。

1.大连马栏河污水厂一期

处理工艺：Sedpiac高密池——Biofor CN脱碳生物滤池——Biofor N脱氮生物滤池——消毒

设计单位：中国市政工程东北设计研究总院有限公司

该项目采用生物滤池工艺作为污水二级处理工艺，替代了传统的活性污泥工艺，占地更小、处理效率更高；采用Sedipac高密池为初沉池，大大节省了占地。该项目的成功建设，打破了当时的技术路径依赖，开启了中国污水处理工艺多元化的大门，激发了业界对包括BAF在内的各种生物膜法、深度处理及集约化工艺的研究和应用热情，对后续众多采用BAF工艺的污水厂起到了重要的引领和示范作用。

二、污水处理厂“好不好”阶段

从2002年开始到2015年，国内的污水排放标准进入一级A开始，污水处理厂就不能仅停留在过去有没有的阶段了。从2007年出台的《太湖地区城镇污水处理厂及重点工业行业主要水污染物排放限值》（DB32 1072-2007 ）开始，国内的污水排放标准逐渐提升到一级A标准。经过十来年的发展，全国的污水厂逐渐都要求达到一级A标准，这个期间属于达标排放阶段。

从2015年之后，以天津市《城镇污水处理厂污染物排放标准》（DB12/599-2015）为代表，这之后各省市出台了众多的地方排放标准，几乎都是以出水准IV类水为基准，这个阶段属于高标准排放阶段。

这个阶段的污水厂，开始注重出水标准，业内以出水水质是否达到一级A或准IV类标准，来定义“好不好”。

2.大连马栏河污水厂一期提标改造

为了提升马栏河污水厂一期的出水水质达到一级A标准，2016年新建了深度处理工艺，在后端新增Biofor DN反硝化滤池和GreenDAF高速气浮进行脱氮和除磷。

处理工艺：Sedpiac高密池——Biofor CN脱碳生物滤池——Biofor N脱氮生物滤池——Biofor DN反硝化滤池——GreenDAF高速气浮——消毒

设计单位：市政西北院天津分院

• Biofor DN反硝化滤池

Biofor DN反硝化滤池设计滤速：15.64~18.66 m/h。

在提标改造阶段，充分发挥Biofor DN脱氮能力强、滤速高的特点，全厂12万吨/天处理量，Biofor DN反硝化滤池只建设了7.8万吨/天（仅占全厂处理量的65%）的处理设施，另外35%的二级出水超越Biofor DN，与出水混合后达到总氮15mg/L以下（一级A标准的总氮要求限值）。即节省了占地，又节约了运行费用（提升、碳源投加量、反洗能耗等）。

• GreenDAF高速气浮

GreenDAF气浮区负荷：18.94-25.8 m/h

同时新建了一座专门处理滤池反洗水的高速气浮，采用高速气浮种的专门用于滤池反洗水处理的型号GreenDAF BWW。

设计处理能力316m³/h

气浮区负荷：17.6 m/h

气浮区面积18㎡

三、污水处理厂“高不高效”

从2022年之后，各行各业好像商量好了一样，一夜之间都感受到了压力，污水处理行业开始更多关注运行成本。同时以南四湖流域排放标准、江苏省污水排放标准为代表，开始关注氟化物的处理和排放，随后山东省也出台了有氟化物指标的地方排放标准，在新能源、光伏、电动汽车等产业近几年的快速发展下，氟化物的处理受到更多的关注和严格要求。国内的污水处理可以说进入了精益运营和精准治污阶段。

从2024年开始，大型的行业会议上，据小编不完全统计，包括北排、北控水务、创业环保、上海城投、广州水投、重庆水务、常州排水、深圳水务等公司的相关领导，均提到了要降低污水处理厂运行能耗和成本的需求。以AOA工艺为代表的低能耗污水处理工艺受到越来越多的业主单位关注。当然，作为一个爱学习（做广告）的小编，这里也不得不提一下苏伊士的低能耗新工艺Cyclor Turbo致密活性污泥工艺，相比传统活性污泥工艺，池容降低30-40%，无需二沉池，整体占地节省50%。

目前Cyclor Turbo工艺在菲律宾已有18万吨/天项目落地建设中...

3.马栏河污水处理厂（一期）设备设施更新

目前，为进一步提升工艺性能并降低运行能耗，大连市市政公用事业服务中心对马栏河污水处理厂一期设备设施进行更新改造。苏伊士勇于创新，将原先设计供货的两级好氧生物滤池“Biofor CN+Biofor N”的其中一条处理线，改造为“Biofor Pre-DN+Biofor CN”，增加了前置反硝化功能，在维持处理能力、尽量不动土建的前提下，实现系统升级，充分体现了苏伊士技术的适应性、灵活性和潜力。

改造后的工艺为：Sedpiac高密池——Biofor DN前置反硝化生物滤池——Biofor CN脱氮生物滤池——Biofor DN反硝化滤池——GreenDAF高速气浮——消毒

设计单位：中国市政工程东北设计研究总院有限公司

这样的原位改造，在不增加占地的情况下，对工艺进行了升级，升级后的工艺，可以充分利用水中已有的有机物进行前置反硝化，从而降低深度处理段后置反硝化滤池Biofor DN在脱氮过程中的碳源投加量，从而降低污水处理厂的整体运行费用。

四、未来新需求

瑞士在污水处理利用处于领先地位，1/3的污水厂都配有四级处理工序，主要去除微污染物，常见工艺包括了臭氧、粉末活性炭和颗粒活性炭。

德国大约有36座污水厂运行了四级处理工艺（2015年），其中9座采用臭氧，其他采用PAC或GAC。

2022年欧盟议会已着手修改市政污水处理指南（UWWTD 91/271） ，除对磷、氮出水标准大幅提高外，也开始强调氮、磷等营养物回收。同时，提出到2040年污水处理实现“能源中和”的目标，针对新污染物提出了“四级处理（Quaternary treatment）”的新概念。

苏伊士在法国，将Pau-Lescar WWTP 污水处理厂打造成了零碳足迹概念污泥处理厂，实现了完全的零碳；NICE HALIOTIS II全封闭式地下污水厂可实现90%微塑料处理、建设法国第一个处理PFAS的饮用水厂Ternay饮用水厂……

五、结语

作为国内首个大型BAF工程，马栏河厂从建设期到运行初期，吸引了众多高校（如同济大学、哈尔滨工业大学、大连理工大学等）和科研院所的密切关注。

它成为了给排水科学与工程、环境工程领域研究生进行课题研究、工程实践和毕业设计的理想场所。大量研究生围绕其BAF工艺的运行特性、脱氮除磷效能、滤料选择与反冲洗优化、微生物群落结构、运行管理经验等展开了深入的研究，产出了丰富的学术论文和科技成果。

该厂为行业培养和锻炼了一大批掌握BAF核心技术和管理经验的早期专业人才，这些人才后来活跃在设计院、水务公司、环保企业和研究机构，成为推动BAF及污水处理技术进步的中坚力量。

水处理行业随着时代在发展、进步，其功能和主要诉求也在不断发生变化，技术需随时代的发展而不断进步，才能满足日益增长的水处理变化需求。

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