一、高品质水问道
党的十九大报告指出，我国社会主要矛盾已经转化为“人民日益增长的美好生活需要和不平衡不充分发展之间的矛盾”。美好生活的实现，既需要有坚实的经济基础，也需要有更优美的环境，包括清洁的空气，干净的水。但相对于经济发展，环境保护则相对滞后；相对于物质产品供给，良好生态环境成了“稀缺产品”。好在环保力度在不断加大，环境质量在持续改善。
在“水十条”发布后，为解决水质性缺水，更为形成水的生态循环和可持续利用的目标，部分发达地区和环境敏感地区对污水处理水质相较国家标准提出了更加严格的要求，污水处理厂主要出水指标达到《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）Ⅳ类、Ⅲ类标准，这类出水即高品质水。
北京、天津、深圳、四川（针对岷江及沱江流域）、安徽（针对巢湖流域） 等地先后出台地方标准，如：北京市新地方排放标准《城镇污水处理厂水污染物排放标准》（DB11890-2012）要求，新（改、扩）建污水处理厂基本控制项目的排放限值执行新的标准限值，其中排入北京市Ⅱ、Ⅲ类水体的城镇污水处理厂执行A标准，排入Ⅳ、Ⅴ类水体的城镇污水处理厂执行B标准，A标准和B标准中的基本控制指标除TN外，其余指标分别相当于《地面水环境质量标准》（GB3838-2002）中Ⅲ类和Ⅳ类标准。高品质的出水标准的实现，需要从两方面进行考虑，一是要有针对性的技术储备，二是技术经济可行或可接受。
二、高品质水解道
以达到准Ⅳ类出水标准为出发点，对水中主要污染物控制指标COD、BOD、SS、氨氮、总氮、总磷进行分析。对于一般城市生活污水，特别是南方地区污水，出水COD可以稳定达标，对于北方地区或者混有少部分工业污水的地区，末端通过增加臭氧氧化工段，也可以实现稳定达标；对于出水BOD 和氨氮，只要生物池容设计合理，曝气量、碱度适当的情况下可以稳定达标；对于SS，通过增加砂滤、膜过滤等深度处理工段可以保证稳定达标；至于总磷指标，则需要强化生物与化学除磷来保证出水达标；达标难度最大的是总氮，我国城市中普遍缺少碳源，一方面要有效合理的利用碳源，另一方面还要有强化脱氮的工艺路线才能保证出水达标。而高品质出水标准对氮磷提出了更严格的要求，以深度脱氮除磷为核心的技术集成开发成为行业发展的重点。
三、准Ⅳ类门道
1. 分段进水多级A/A/O +高效沉淀过滤+臭氧
工艺流程：
该工艺流程适合新建高品质水出水项目，通过采用分段进水多级A/A/O，强化前段生化处理的脱氮效果，省去后续专门的反硝化工段，运行稳定可靠，出水稳定达标，投资及运行成本低。
分段进水多级A/A/O 设置3~4 段缺氧/ 好氧交替功能区，第一段的缺氧区主要对回流污泥中的NOx-N 进行反硝化，同时，进入该区的污水(Q1) 为反硝化提供碳源。混合液流入第一段的好氧区进行硝化反应，反应后的混合污水流入到第二段的缺氧区进行反硝化，同时，第二段缺氧区进入的污水(Q2) 为反硝化提供碳源。混合液再进入到第二段的好氧区进行硝化反应，以后各段以此类推。
◆分段进水多级A/A/O 工艺主要具有以下特点：
（1）缺氧/ 好氧交替布置，通过合理的分配进水碳源，可充分利用原水中的碳源进行反硝化，提高脱氮效率，省去后续反硝化滤池，对低C/N 生活污水的高效脱氮尤其有利。
（2）多段进水A/A/O 工艺系统平均MLSS 较传统A/A/O 系统增加35% ～ 50%，从而增加了单位池容的处理能力，有效的降低脱氮所需池容。
（3）省去了传统A/A/O 工艺的硝化液内回流设施，节省了能耗。
高效沉淀池是一种利用物理/化学处理和特殊的絮凝和沉淀体系, 达到快速沉淀的的污水处理工艺。该工艺将快速混合、絮凝反应、沉淀分离进行综合, 其核心是利用池中聚集的泥渣, 通过池外回流与水中的顆粒进行相互接触、吸附, 加速颗粒絮凝, 促进杂质颗粒的快速分离, 并结合斜管或斜板, 加速沉淀过程, 实现高效的固液分离。
◆高效沉淀池工艺主要具有以下特点：
（1）快速混合池、絮凝反应池与沉淀池三个单元紧密相连，水流条件易于控制，且节省占地面积；
（2） 快速混合池与絮凝反应池均采用机械方式搅拌，便于对不同运行工况进行调控。沉淀池设置斜管或斜板，提高表面负荷，节省占地面积；
（3）沉淀池下部即为污泥浓缩区，提高排泥浓度, 沉淀- 浓缩在一个池内完成，排泥活性好、浓度高, 可省去机械式污泥浓缩设备；
（4）自动化控制程度高, 可通过调整搅拌机速度、投加药量、回流污泥量及排出污泥量等手段实现不同工况下的最佳效果；
（5）高效沉淀池启动快速，在很短的时间( 通常小于30min) 内即可完成启动并进入正常运行, 并且实现出水水质较好的效果。
臭氧（O₃）既是一种强氧化剂，也是一种有效的消毒剂。通过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状；降低高锰酸盐指数，使难降解的高分子有机物得到氧化、降解；通过诱导微粒脱稳作用，诱导水中的胶体脱稳；杀灭水中的病毒、细菌与致病微生物。臭氧通过与含有不饱和官能团的有机物反应，破坏不饱和双键使水脱色。臭氧工艺可根据项目具体情况考虑是否设置或者进行超越。
◆臭氧工艺主要具有以下特点：
（1）臭氧能有效地降解污水中残留的有机物、色、味，亦可分解有毒化学物质等；（2）污水的pH 值、温度对消毒效果影响很小；
（3）臭氧不产生难处理或生物积累性残余物，不产生二次污染；
（4）臭氧对膜的滤后水进行脱色处理投加量低，效果良好，出水色度接近自来水，具有很好的社会效益和环境效益。
2、预处理+改良A/A/O +超滤+臭氧
工艺流程：
该工艺流程采用超滤替代深度处理（高效沉淀池+砂滤），可以有效节省占地面积，同时投资及运行成本较传统MBR工艺低。
超滤膜筛分过程，以膜两侧的压力差为驱动力，以超滤膜为过滤介质，在一定的压力下，当污水流过膜表面时，超滤膜表面密布的许多细小的微孔只允许水及小分子物质通过而成为透过液， 而污水中体积大于膜表面微孔径的物质则被截留在膜的进液侧，成为浓缩液，因而实现对污水的净化、分离和浓缩的目的。超滤系统能够从水中分离相对分子量大的大分子、胶体物质、蛋白质等，出水水质好。
3. MBR+臭氧
工艺流程：
该工艺直接采用BE-MBR工艺，适合改扩建项目，占地面积受限的新建项目。
膜生物反应器(Memembrane bioreactor，简称MBR) 将活性污泥处理与膜过滤设备结合, 实现生物处理和固液分离。采用膜系统替代传统活性污泥工艺中的二沉池和深度处理工艺, 截留悬浮物、胶体等。MBR 膜生物反应器可利用膜的强大的固液分离能力，从而保证生物反应器高活性污泥浓度和高效率硝化反硝化的特性，使生物池的生物反应能力大大提高。MBR 出水可排放到水质要求较高的水域, 并满足回用要求。
◆MBR 工艺主要具有以下特点：
(1) 可直接达到再生水水质要求，省去沉淀池及常规的深度处理设施，工艺流程简短；
(2) 生物曝气池中可维持很高的活性污泥浓度，从而缩小了曝气池的容积，同时膜池取代了二沉及深度处理工艺，占地面积较常规工艺大大缩小；
(3) 脱氮效果好，有机物去除率高；
(4) 固液分离率高；耐冲击负荷；
(5) 出水水质高、稳定，对病原体有很好的去除效果；
(6) 工艺流程自动化程度高；
(7) 模块式安装，建设速度快。
北控水务BE-MBR 技术是在传统MBR的技术上进行了改进，膜擦洗采用脉冲曝气系统，新型BE-MBR 曝气系统可使膜擦洗气水比可以降低约20％，反洗周期至少可延长1.2 倍以上, 吨水能耗可减少约14％。
4. 改良A/A/O +高效沉淀池+反硝化过滤+臭氧
工艺流程：
该工艺流程适合进水总氮较高项目，在高效沉淀池前端增加反硝化滤池，或者在高效沉淀池后端采用反硝化深床滤池进行深度脱氮，保证出水达标。
反硝化深床滤池采用石英砂作为反硝化生物的挂膜介质，是保障硝酸氮（NO₃-N）及悬浮物去除的构筑物。反硝化滤池工艺特点：反硝化深床滤池固体物负荷高；脱氮，除SS、浊度效果好，亦可除磷；低温时效果较BAF好。
四、准Ⅲ类门道
1、MBR+臭氧+活性炭滤池
工艺流程：
该工艺流程适合更高品质出水要求，通过臭氧活性炭滤池进一步去除COD 等有机物，保证出水达标。
活性炭主要侧重于吸附溶解性有机物, 臭氧则主要侧重于氧化降解高分子有机物。臭氧是一种强氧化剂，但臭氧与有机物的反应并不完全，臭氧氧化前后的COD 总量变化不大。经过臭氧氧化后有机物的性质发生了变化, 更易于被吸附去除, 所以通过臭氧氧化与活性炭吸附联合处理能起到较好的处理效果。
由于臭氧对水中溶解性铁和高分子有机物的氧化会使悬浮固体增加, 因此宜将活性炭吸附单元设置在臭氧氧化单元之后。
2、强化脱氮除磷生化+高密度沉淀池/气浮+湿地
工艺流程：
该工艺流程适合南方水质浓度偏低、占地不受限制的地区，前端采用改良A/A/O 工艺，去除有机物，强化脱氮效果，深度处理高密度沉淀池进一步除磷，后端通过湿地保证出水达标。
五、道亦有道
以上针对准Ⅳ类和准Ⅲ类排放标准的工艺路线，是北控水务在多年的工程实践中提炼出来并经过验证的，主要有如下技术特点：
1、工艺成熟、先进、可靠，出水水质稳定达标，如：分段进水多级A/O 低碳脱氮技术、低溶解氧精确曝气控制技术、精确加药除磷技术、BE-MBR 膜生物技术等；
2、抗冲击负荷能力强；
3、操作简便、自动化程度高；
4、用地节省，工艺紧凑，用地较传统工艺可节约用地10%~20%；
5、投资及运行成本低，提标改造成本低，能减少未来进一步提标时的工作难度和投资费用。
六、典型案例
1、北京昌平再生水厂二期工程
北京昌平再生水厂二期工程规模3万m³/d，主要处理市政污水，出水标准京标B，投运时间2017 年3 月，工艺流程为进水→粗格栅及提升泵房→细格栅及曝气沉砂池→分段进水三段A/O → 沉淀池→高密度沉淀池→活性砂滤池→臭氧接触池→清水池→配水泵房→出水，出水完全达到准Ⅳ类水标准。
主要进水指标如下：（单位：mg/L）
2、北京沙河再生水厂
北京沙河再生水厂二期6万m³/d ，出水标准为京标B，投运时间2017 年6 月，工艺流程为进水→粗格栅及提升泵房→细格栅及曝气沉砂池→膜格栅→ MBR →臭氧接触池- 清水池→配水泵房→出水，实际出水完全达到准Ⅳ类水标准。
主要进水指标如下：（单位：mg/L）
3、黄岩江口污水处理厂
黄岩江口污水处理厂总规模12万m³/d，出水准Ⅳ类水标准，目前正在试运营阶段，出水基本达标。其中一期8万m³/d，含有20%工业废水，工艺流程为进水→粗格栅及提升泵房→调节池→混凝沉淀→水解酸化池→氧化沟生化池（MBBR） →二沉池→硝化反硝化两级滤池→磁混凝高密度沉淀池（加活性炭）→Ⅴ型滤池→臭氧接触池→消毒出水；二期4万m³/d，主要处理市政污水，工艺流程为进水→粗格栅及提升泵房→细格栅及曝气沉砂池→分段进水多段A/O →沉淀池→高密度沉淀池→Ⅴ型滤池→臭氧接触池→出水。
二期改造后的主要出水指标如下：（单位：mg/L）
4、常德污水净化中心
常德污水净化中心总规模15万m³/d，主要处理市政污水，其中一期10万m³/d，二期5万m³/d，湿地15万m³/d，出水准Ⅲ类水标准，工艺流程为进水→粗格栅及提升泵房→细格栅及曝气沉砂池→ A/A/O 氧化沟→沉淀池→高密度沉淀池/气浮→湿地→出水，目前厂内部分已经投入运营，湿地部分正在建设。
主要出水指标如下：（单位：mg/L）
5、其他典型案例
（1） 北京稻香湖再生水厂（8万m³/d，准Ⅳ类）
（2） 台州滨海污水处理厂（6万m³/d，准Ⅳ类）
（3） 台州路桥污水处理厂（9万m³/d，准Ⅳ类）
（4）延庆张三营污水处理厂（0.7万m³/d，准Ⅲ类，在建）
（5）龙泉芦溪河污水处理厂（4万m³/d，准 Ⅳ类）
（6） 彭州市第二污水厂（3万m³/d，准Ⅳ类）
（7）成都双流公兴（中电子）地下再生水厂（10万m³/d，准Ⅳ类）
（8）余杭地下式污水处理厂（15 万m³/d，准Ⅳ类，在建）
