今日是第31届“世界水日”，联合国确定2023年“世界水日”的主题是“加速变革”。在污水处理领域，从削减水中污染物达标排放，到污水资源化利用的加速变革正在进行。2013年9月，以曲久辉院士为首的环境领域著名专家共同发起成立中国城市污水处理概念厂专家委员会，历经9年探索实践，由北京市政总院主导设计的中国首座污水处理概念厂——宜兴城市污水资源概念厂实现全产业链运营。2022年12月，随着首批污水协同处理培育的有机营养土出厂，标志着这一完整导入概念厂理念和追求的示范项目正式诞生。

城市污水处理概念厂的四个追求

概念厂专家委员会提出的“建设面向未来的中国城市污水处理概念厂”构想，旨在建设一座（批）面向2030~2040年、具备一定规模的城市污水处理厂。它应该扎实践行低碳绿色的国际先进理念，集中应用与展示已经和即将工程化的全球先进技术，从而能够充分满足中国城市可持续发展的战略要求，并期望成为国际水处理界的最新标杆。构想包含但不限于以下四个方向的追求：

水质永续：使出水水质满足水环境变化和水资源可持续循环利用的需要。

能量自给：大幅提高污水处理厂能源自给率，在有适度外源有机废物协同处理的情况下，做到零能耗。

资源循环：追求物质合理循环，减少对外部化学品的依赖与消耗。

环境友好：建设感官舒适、建筑和谐、环境互通、社区友好的污水处理厂。

宜兴城市污水资源概念厂（以下简称“宜兴概念厂”）位于宜兴市环保科技工业园，建设内容包括处理能力为2万立方米/日的水质净化中心、100吨/日（含水率80%）的有机质协同处理中心，以及千吨级创新试验线的生产型研发中心，出水水质满足《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》(DB32/1072-2018)一类标准。

宜兴概念厂航拍图

水质永续——污水处理价值化

地处太湖流域敏感区域，出水水质符合污染物排放标准是宜兴概念厂水质净化中心的最基本要求。为保证稳定达标，概念厂设置四级处理工艺，充分挖掘各级工艺潜力，实现极限脱氮除磷，并设置高级氧化池去除新兴污染物等。在运行模式上，通过系统管路、阀门和闸门的切换，可灵活调整工艺流程，满足不同运行目标要求，实现水质永续。

自2021年10月水质净化中心投运以来，处理后出水总氮浓度保持小于3mg/L、总磷浓度小于0.1mg/L，并实现了对部分新兴污染物的深度去除，达到国际领先水平，其技术示范作用将带动水处理理念和水生态敏感地区水处理技术的双向升级。

水质净化中心处理后出水

深度净化后生产的“永续水”

能量自给——污水处理低碳化

传统污水处理厂在保护城市水环境的同时消耗大量能源。在宜兴概念厂有机质协同处理中心，将服务范围内的餐厨垃圾、秸秆、畜禽粪便、蓝藻等有机废物与经过预脱水的污水处理剩余污泥混合，进行高温干式厌氧发酵，发酵产生的沼气经增压脱硫后用于发电。目前，厂区的日均发电量约1.8万千瓦时，水质净化中心能源自给率可达100%，厂内总能源自给率可达65%~85%。发电产生的余热用于高干厌氧供热和厂区冬季采暖，实现了“减有机废弃物的污、降污水处理厂的碳”。

有机质协同处理中心工艺介绍

有机质协同处理中心污泥预脱水系统

高温干式厌氧发酵

沼气发电机

资源循环——污水处理生态化

让“污水中的资源”合理循环利用、减少对投加化学药剂的依赖与消耗，是概念厂的设计追求之一。水质净化中心利用初沉污泥水解开发高效的污水碳源，采用多模式A/O工艺，运用同步硝化反硝化、短程硝化等工艺原理，实现深度生物脱氮除磷，减少外加碳源。在有机质协同处理中心，厌氧发酵后的沼渣经螺压脱水后进行好氧堆肥发酵和无害化处理，每年可生产约6100吨营养土还田利用。通过以上途径，宜兴概念厂把污水处理厂从污染物削减的基本功能，扩展到了“资源工厂、肥料工厂”的更大范围，重新诠释了污水厂和城市的关系。

环境友好——污水处理宜居化

近年来，多座城市污水处理厂采用全地下或半地下的建设方式，减少环境影响、融入城市空间。宜兴概念厂探索了建设全地上环境友好水厂的新路径，对水处理构筑物加盖封闭，臭气收集处理；对产生臭气集中的生产车间进行高标准的除臭处理，保障了厂内空气清新，环境洁净。在厂区建筑景观设计方面，采用飘带造型的参观走廊，将水质净化中心、有机质协同处理中心和生产研发中心有机结合成“三叶草”造型，展现了三个功能系统“永续”和“循环”的理念，是一次工程与艺术的完美融合。

二沉池除臭密闭罩

有机质协同处理中心除臭设备

宜兴概念厂“三叶草”平面布置效果图

展望

长路漫漫，上下求索。宜兴城市污水资源概念厂实现全产业链运营，是在设计理念和工程运行上落实“双碳”战略、建设“未来水厂”的一次成功实践。技术先进、因地制宜、模式多样的城市污水处理概念厂，将为推进绿色可持续发展创造更多生态价值。