近日，北京排水集团自主研发、设计、建设并成功稳定运行的国际首座短程硝化厌氧氨氧化城市污水处理工程——北京方庄城市污水厌氧氨氧化项目，斩获2024年国际水协项目创新奖研发突破类金奖，引起主流媒体高度关注，于近日前往项目进行现场探访，对集团坚持创新驱动，致力于厌氧氨氧化脱氮等前沿技术的研发突破与应用探索，以科技创新加快发展新质生产力，稳步提升城市保障水平进行深度报道。

北京日报：捧得国际金奖，北京将推广应用“红菌”技术处理城市污水

近日，北京排水集团自主研发、设计、建设并成功稳定运行的国际首座短程硝化厌氧氨氧化城市污水处理工程——北京方庄城市污水厌氧氨氧化项目，斩获2024年国际水协项目创新奖(Project Innovation Awards, PIA)研发突破类金奖，IWA项目创新奖自设立研发突破类奖项以来，亚洲项目首次荣获该类别金奖。

提升水质，降低成本

利用“红菌”处理城市污水的技术可在提升出水水质的前提下降低成本，促进污水资源与能源回收利用，有效降低碳排放。未来，这项技术还将在本市城市污水处理领域进一步推广。

“如果城市污水等含氮废水中的氮素超标排入水体中，会导致水体黑臭、水华、赤潮等环境污染，因此脱氮是水污染防治的重点和难点。”北京学者、北京排水集团首席科学家、科技研发中心高级技术主任张树军介绍，污水厌氧氨氧化是公认的绿色低碳污水脱氮升级换代技术，与传统生物脱氮工艺相比较，厌氧氨氧化反应途径短、速率快，能降低曝气能耗，节省脱氮药剂，还降低污泥产量，减少温室气体排放，是环境领域面向未来的核心关键技术，也是污水处理领域实现“双碳”目标的高科技利器。

张树军说，目前，方庄城市污水厌氧氨氧化项目已实现稳定运行，出水水质接近地表Ⅳ类水体，在水温11.6℃-28.9℃之间、无外加碳源和除磷药剂的情况下，出水平均总氮和总磷浓度分别为4.21mg/L和0.22mg/L，一体化厌氧氨氧化区的总氮去除贡献率达到78.2%。与传统污水处理工艺相比，项目污水处理成本显著降低，能耗降低40%以上，运行成本降低25%以上。

国际第一座城市污水主流厌氧氨氧化工程

方庄污水处理厂是国际上第一座城市污水主流厌氧氨氧化工程，设计规模为7200立方米每天。在这里，污水经过细格栅、沉砂池、初沉池等物理处理后，流入生物池开始进行生物处理，“红菌”也正是在这一环节发生作用。张树军表示，利用“红菌”脱氮能显著降低曝气能耗60%，外加脱氮药剂节省100%，并最大限度地减少污泥产生。

北京方庄城市污水厌氧氨氧化项目鸟瞰图

根据测算，若北京市区内所有城市污水处理厂均采用厌氧氨氧化工艺，在达到相同出水水质情况下，每年可节省电耗2.5亿千瓦时，甲醇8.8万吨、聚合氯化铝10.8万吨，剩余污泥减少4.4万吨（干泥），二氧化碳排放量减少16.2万吨。未来，北京排水集团也将继续提高方庄项目污水处理能力，进一步推广应用“红菌”技术处理城市污水。

新京报：与地球几乎同龄，古老原始菌群助力城市污水治理

与地球同龄的古老原始菌群

红菌是北京排水集团科研人员对厌氧氨氧化菌的昵称，这是古老得几乎与地球同龄的原始菌群。如今，科研人员利用红菌解决水环境治理中普遍存在的由氨氮污染造成的水体黑臭、水华、赤潮等问题，取得显著成效。

体积小能量大的神奇红菌

8月20日上午，记者在方庄污水处理厂生物池看到，污水被不断搅动，表面上漂浮着一层灰黑色的白沫。随着工作人员摇动池边的手柄，一个方形和球形连接在一起的组合模块从污水中露了出来。模块上附着红色菌体，它们便是污水脱氮的“主角”厌氧氨氧化菌，因为整体聚集在一起呈现红色，也被称为红菌。

能让污水强效脱氮的红菌

科研人员介绍，1亿个攒在一起的体积与芝麻粒相当。尽管红菌体积甚小，但脱氮能力出众：它能“吃”掉10倍于自己体重的氨氮污染物，而且几乎不产生污泥，可有效解决水环境治理中普遍面临的由氨氮污染造成的水体黑臭、水华、赤潮等问题。

“黏合剂”攻克红菌“抱团”的难题

自然界中的红菌是分散的，在污水里成不了气候。因此科研人员经过多年攻关，不间断地对温度、水流量、pH值等近20项指标进行监测，终于摸索出让红菌在污水处理池大强度的水流里待得住的“黏合剂”，攻克了让红菌“抱团”的难题。

北京学者、北京排水集团首席科学家、科技研发中心高级技术主任张树军介绍，红菌技术不仅大幅缩短了传统技术中的脱氮途径，而且无需投加碳源，能显著降低60%的曝气能耗，脱氮药剂也能大幅降低，同步减少温室气体的排放。

平均总碳去除率显著提高

红菌脱氮的效果肉眼可见。生物池中的污水经过红菌处理后流向二沉池，这里可实现活性污泥和水的分离。二沉池水质清澈，没有一丝异味，科研人员还在池中投放了鱼苗，“之前我们投放的是小鱼苗，现在都长成大鱼了，有些还在这里繁育了鱼宝宝。”

目前，北京排水集团构建了红菌菌群培养、技术开发、装备研制、工艺设计、调试启动及运行管理的产业链条，主要应用在污水排放标准严格的北京市城区，平均总碳去除率85%至95%，高于国际同类技术水平。03首都建设报：排水集团斩获国际水协研发突破类金奖

近日，国际水协（International Water Association，IWA）在世界水大会暨展览会上公布了2024年IWA项目创新奖名单。北京排水集团自主研发、设计、建设并成功稳定运行的国际首座短程硝化厌氧氨氧化城市污水处理工程——北京方庄城市污水厌氧氨氧化项目，在与34个国家的108个项目激烈角逐中脱颖而出，斩获研发突破类金奖。

氮污染是世界水污染治理的难题和重点，是我国实现“人水和谐”美丽河湖目标的重大挑战。城市污水厌氧氨氧化技术是污水脱氮颠覆性技术，可在提升出水水质前提下降低成本，促进污水资源与能源回收利用，有效降低碳排放。国际众多水科技团队均长期致力于这一前沿技术的研发突破与应用探索。

PNAAF工艺处理后的高品质出水中锦鲤灵动自在畅游

北京排水集团与北京工业大学联合攻关20余年，突破了城市污水短程硝化实现难、菌种富集培养难、稳定运行难等一系列世界性难题，自主设计基于厌氧氨氧化脱氮的变革性城市污水处理工艺——短程硝化活性污泥耦合固定化生物膜一体化厌氧氨氧化工艺（PNAAF），并在北京方庄污水处理厂成功实践。方庄城市污水厌氧氨氧化项目2017年启动，自2019年以来长期稳定运行，在水温11.6摄氏度至28.9摄氏度之间、无外加碳源和除磷药剂的情况下，出水平均总氮和总磷浓度分别为4.21毫克/升和0.22毫克/升，一体化厌氧氨氧化区的总氮去除贡献率达到78.2%。与传统污水处理工艺相比，项目污水处理成本显著降低，能耗降低40%以上，运行成本降低25%以上。

在全球碳减排和我国“双碳”目标背景下，污水处理行业将面临新一轮的产业升级。方庄城市污水厌氧氨氧化项目的成功建设与长期稳定运行，验证了基于厌氧氨氧化脱氮的城市污水处理工艺的可行性和工程优势，为城市污水处理提供了全新、高效、可靠的技术途径，广泛适用于新建或已建污水处理厂的升级改造，具有较高的可复制性和可推广性，将推动污水处理全链条产业升级，重塑全球污水处理行业新模式，促进碳中和与绿色可持续发展。党的二十届三中全会提出，要加强关键共性技术、前沿引领技术、现代工程技术、颠覆性技术创新。北京排水集团将一以贯之实施创新驱动发展战略，向“新”而行，向“质”而进，用科技力量提升污水处理效能、服务美好生活，让生态变得更好，让城市变得更美！

（来源：北京日报、新京报、首都建设报）