库里蒂巴贝莱姆污水厂日处理2.18亿升污水并回收生物气

位于巴西南里奥格兰德州首府库里蒂巴的贝莱姆污水处理厂（ETE Belém），正以惊人的规模重塑当地的水务管理格局。这家由巴西巴拉那州水务公司（Sanepar）运营的大型设施，每日处理能力高达2,520升/秒，折合每日约2.18亿升污水。这一体量不仅服务于库里蒂巴及周边圣若泽-杜斯皮尼亚伊斯市约82万居民的生活排污需求，更通过先进的生物处理技术，将原本可能污染环境的废水转化为可回归伊瓜苏河（Rio Iguaçu）的清洁水体，同时将副产物污泥转化为生物气能源。

作为全球少数采用“Carousel”（转盘式/环流式）活性污泥法并配合延长曝气工艺的大型污水处理厂之一，贝莱姆厂的技术路线极具代表性。该工艺的核心在于通过机械曝气设备维持池内水流的持续循环，确保污水中的有机污染物与活性微生物充分接触。在这种高负荷运行模式下，系统不仅依赖物理拦截，更依靠生物降解作用大幅削减水体中的化学需氧量（COD）和生化需氧量（BOD），从而在排放前显著降低污染负荷。

预处理屏障与生物降解的深度协同

污水进入生物处理阶段前，必须经过严格的预处理流程。贝莱姆厂的首要任务是去除可能损坏泵阀、管道及储罐的固体废弃物、砂石、油脂以及被不当丢弃至排水系统的异物。这一环节至关重要，因为该设施的设计初衷是处理生活污水，而非承接城市固体垃圾。若大量非预期物质进入管网，不仅会增加分离和控制的难度，还会对高流量下的设备运行造成实质性威胁。

在去除这些物理障碍后，水流进入核心的生物反应区。通过持续曝气，系统为微生物提供充足的溶解氧，维持其代谢活性以分解有机物质。Carousel系统的独特之处在于其环流结构，这种配置使得污水在池内不断流动，延长了水力停留时间，从而实现了“延长曝气”的效果。与单纯的物理过滤不同，这一阶段旨在深度去除溶解性污染物，优化出水水质指标，确保排放水符合环境标准。

根据Sanepar发布的2025年1月至10月运营数据，贝莱姆厂在此期间共处理了4,000万立方米的污水。公司形象地将这一体积比作1.6万个奥林匹克标准游泳池。这种连续性的处理能力，有效防止了未经处理的污水直接排入伊瓜苏河，显著减轻了城市扩张对流域水生态系统的压力。对于拥有超过100万人口的城市集群而言，这种大规模的基础设施是维持公共卫生和环境安全的基石。

污泥资源化：从废弃物到生物能源

污水处理的另一大挑战在于副产物——污泥的处理与处置。贝莱姆厂产生的浓缩污泥含有大量有机物质，若处理不当将成为新的污染源。为此，Sanepar建立了一套闭环的资源化利用链条。部分污泥被输送至位于圣若泽-杜斯皮尼亚伊斯的Sanepar生物能源厂（Bioenergy nt）。

在该生物能源厂中，贝莱姆厂的污泥与大型 generators 产生的有机废物混合，通过受控的厌氧消化过程产生生物气。2025年2月，巴拉那州政府报告指出，该设施每日可处理来自贝莱姆厂的900吨污泥及约50吨其他有机材料，将其转化为生物气并进一步发电。这一举措不仅解决了污泥的Zui终处置问题，还实现了能源回收，将原本需要消耗能量处理的废物转变为电力来源，体现了循环经济在市政基础设施中的应用潜力。

实验室监控与管网管理的协同效应

贝莱姆厂内设有区域污水实验室，负责监测库里蒂巴及大都市区多个处理站的水质参数。由于污水成分在一天中可能波动，实验室通过采样、技术评估和必要时的工艺调整，确保处理效率始终达标。这种基于数据的实时监控，是维持高流量设施稳定运行的关键。

值得注意的是，2022年完成的扩建工程将贝莱姆厂的处理能力从1,500升/秒提升至2,520升/秒，增幅达70%，使其成为巴拉那州目前处理能力Zui大的污水处理厂。然而，技术规模的扩大也凸显了公众行为对系统效率的影响。若居民或企业将油脂、垃圾等废弃物倒入下水道，将直接增加预处理负担，降低整体处理效率。因此，管网的正确使用与末端处理技术的先进性同样重要，二者共同构成了城市水循环管理的完整闭环。

对于中国水务行业而言，贝莱姆厂的案例提供了关于“规模效应”与“资源回收”结合的重要参考。在追求超大城市污水处理能力的同时，如何通过工艺优化（如延长曝气）提升出水稳定性，以及如何通过污泥厌氧消化实现能源自给甚至外供，是降低运营成本、实现低碳运营的关键路径。此外，强调源头分类与管网保护，避免非预期负荷冲击生物系统，也是保障大型设施长期高效运行的基础。