城镇污水处理厂提质增效研究与实践

2019年12月浙江工业大学、德国亚琛工业大学水和废物管理研究所等机构在杭州市组织召开了“2019城镇污水处理厂提质增效国际研讨会”。会议汇聚了100多位国际水环境领域的知名科学家和工程师，围绕城镇污水处理厂提质增效的政策标准、前沿技术、工程案例、资源利用和未来水厂等主题进行交流研讨，分享了各国城镇污水处理厂提质增效的新技术和实际案例。本书部分内容来自此次会议的专家报告。

本书基于2019城镇污水处理厂提质增效国际研讨会（UMWWTP2019）的专家报告和征集论文，进行梳理总结成文。其主要内容包括中国城镇污水处理厂现状、专家论坛、专业文选、未来发展等，涉及国内外城镇污水处理厂提质增效的政策标准、前沿技术、资源利用、工程案例和未来水厂等。本书可为从事城镇污水处理厂提质增效相关研究、运维、管理等工作的人员提供参考，还可作为相关专业本科生和研究生的参考书。

李军，浙江工业大学环境学院教授、博士生导师。曾先后担任学科负责人（所长）、学院副院长、院长等职。现为浙江工业大学“两山转化”与绿色发展联合研究中心主任，国家“重大水专项”咨询专家组成员，浙江省环境科学学会副理事长、绿色设施专委会主任，浙江省土木工程学会给排水学术委员会副主任、海绵城市专委会副主任，浙江省发改委生态系统生产总值(GEP）专家，浙江省“剿灭劣V类水”首席技术顾问，浙江省农村生活污水治理服务团团长。获浙江＂五水共治＂先进，＂中国水业人物＂称号。

第1章中国城镇污水处理厂概况1
1.1数量与规模1
1.2处理工艺2
1.3处理功效3
1.4排放标准4
1.5存在主要问题6
1.6重要文件8

第2章专家论坛13
2.1德国城镇污水处理厂提标改造13
2.2污水再生利用与生物风险控制31
2.3污水处理厂升级——臭氧处理作为三级处理去除微污染物：监测与优化42
2.4美国污水处理厂污泥管理52
2.5以色列的废水处理：过去、现在和未来56
2.6主流厌氧氨氧化工艺的研究现状、挑战与应对策略63
2.7挪威城镇污水处理现状及对中国污水处理厂提质增效的启示73
2.8中德城镇污水处理厂提标改造对比：背景、发展和趋势83
2.9北美智慧水务的发展与未来89
2.10侧流生物除磷工艺在低碳氮比水质中的应用96
2.11污水处理系统厂网联动提质增效103

第3章专业文选111
3.1七格污水处理厂三期工程一级A提标工程及运行效果111
3.2城镇污水处理厂尾水极限脱氮技术研究118
3.3浙江省某城镇污水处理厂原位强化脱氮提标案例研究127
3.4衢州市污水处理厂提标中氧化沟改造效果分析131
3.5Durham污水处理厂提标改造——新增生污泥厌氧释磷和磷回收138
3.6神定河污水处理厂提标改造——CAS-MBR复合工艺147
3.7东阳市污水处理厂提标改造——强化物化处理、后置反硝化生化处理、建造人工湿地154
3.8余杭污水处理厂——强化二级处理、深度改造160
3.9Blue Plains污水处理厂提标改造——后置反硝化、污泥热水解和深层隧道166
3.10Garmerwolde污水处理厂提标改造——新增好氧颗粒污泥系统、旁侧流SHARON171
3.11良渚污水处理厂四期节碳节能探索179
3.12高标准水质要求地下式污水处理厂实践187

第4章未来展望——SCIENCE厂195
4.1SCIENCE厂的由来196
4.2物质工厂（Substances factory）197
4.3降碳工厂（Carbon factory）202
4.4智能工厂（Intelligence factory）206
4.5能源工厂（Energy factory）209
4.6营养工厂（Nutrients factory）215
4.7文化工厂（Culture factory）220
4.8生态工厂（Eco-engineering factory）224
4.9SCIENCE厂的可能应用226

2019年4月，住房和城乡建设部、生态环境部和国家发展和改革委员会发布了城镇污水处理提质增效三年行动方案（2019—2021年）。城镇污水处理提质增效要求坚持问题导向，以系统提升城市生活污水收集效能为重点，加快补齐城镇污水收集和处理设施短板，尽快实现污水管网全覆盖、全收集、全处理。
近年来，随着环境保护要求的不断提高，能源危机、土地紧张、邻避效应等问题的不断呈现，各国在城镇污水处理厂的规划、设计、建设、运行和管理等环节开展了各种新理念、新技术的持续研讨。在减污降碳、资源利用、物质循环、生态工程等方面进行了有益的探索和实践。城镇污水处理厂的高质量发展和效益提升是一个长期的研究和实践过程。
为提高城镇污水处理厂的技术水平，更好地提质增效，2019年12月1～2日在杭州市举办了“2019城镇污水处理厂提质增效国际研讨会”（UMWWTP2019）。会议汇聚了国际水环境领域的知名科学家和工程师，围绕城镇污水处理厂提质增效的政策标准、前沿技术、工程案例、特别是资源利用和未来污水厂等主题进行交流研讨，分享各国城镇污水处理厂提质增效的新理念、新技术和实践探索。
本书共分4章，第1章为中国城镇污水处理厂概况，第2章为专家论坛，第3章为专业文选，第4章为未来发展。其中第2章共有11个专家报告，专家分别来自德国、比利时、美国、加拿大、以色列、挪威和中国等国家，对城镇污水处理厂提标改造、再生水利用和生物风险、水质监测技术、污泥处置、污水处理新技术、厂网协同和智慧水务等方面进行交流。本书中的专家报告和专业文选均涉及城镇污水处理厂提质增效的研究和工程实践。经报告专家和论文作者同意，我们组织撰写本书，以飨更多读者。
本书由李军、马克斯·多曼、吴淑云主编，参加编写的还有梅荣武、谭映宇、恽云波、邹金特、刘文龙、何东芹、田亚军、郭焘、严安琪、冯洪波、程小宇、金林毅。在此，对报告专家和论文作者表示衷心的感谢！对参与会议组织、会务工作的人员表示诚挚的感谢！
由于作者能力有限，难免有不足之处，敬请读者批评指正！

编者
2023年9月