华北电力大学牵头，青岛理工大学等单位参与的“十三五”水专项“冬奥会核心区生态修复与水源涵养功能提升技术与示范”课题，针对低碳氮比条件下污水高效脱氮和低温条件下污水硝化反应受限等瓶颈问题，突破了“基于物质流与能量流优化控制的城镇再生水高效低碳处理技术”，通过回收与转化污水预处理源头能源物质，降低后续二级生物处理负荷与能源消耗，转化与再分配劣质碳源，调节酶活性强化生物膜代谢反应活性，实现了污水处理过程能源回收利用与节能降耗。

城镇再生水高效低碳处理技术工艺流程图

该技术在张家口市崇礼区云顶冬奥赛场污水处理厂开展了处理规模为70m³/d的中试试验，出水水质达到地表水Ⅴ类标准，对比当前低温城镇污水处理，平均能耗降低30%，污水处理直接成本降低20%。技术成果推广应用于张家口市主城区10万m³/d污水处理厂脱氮除磷优化提升工程，有效解决了出水氮磷长期无法稳定达标的问题，实现出水稳定达到国家一级A排放标准，特别是TN的排放浓度较工程实施前平均下降了约15mg/L。此外，通过好氧区溶解氧浓度控制及高活性功能微生物驯化，在保证硝化效果与填料流化的同时，显著降低了系统曝气能耗，为张家口市实现“绿色办奥”提供了有力科技支撑。