在全球气候变化的背景下，沿海地区突发暴雨台风引发的水力冲击波动，给污水厂出水水质稳定达标和低碳运行带来双重挑战。A2/O-MBR工艺由于占地面积小、抗水力冲击负荷能力强、出水水质优等优点，近年来得到推广应用。然而，A2/O-MBR工艺的能耗和运行成本高于其他工艺，这与世界各国为应对气候变化推进绿色低碳技术的发展理念相违背，使得现阶段该技术的推广应用面临着质疑和压力；同时，当前抗水力冲击能力评估方法主要为定性和主观量化，缺乏客观量化评估的方法。针对全球气候变化带来的极端降雨问题和降碳运行的双重需求，亟待建立新方法量化评估进水量波动对A2/O-MBR工艺运行稳定性的影响规律，并提出气候变化背景下的A2/O-MBR工艺的适用场景。
2024年5月，同济大学黄翔峰教授研究团队在Water Research期刊上发表了一篇研究论文，题为《Application of a water-energy-carbon coupling index to evaluate the long-term operational stability of the anaerobic-anoxic-oxic-membrane bioreactor (A2/O-MBR) process under the influence of rainstorms》。研究者利用中国东南沿海某污水厂2018年7月至2022年12月的运行数据，建立了基于水-能-碳的污水处理工艺抗水力冲击能力定量评价方法，评估了水力冲击对A2/O-MBR、A2/O工艺运行稳定性的影响，并进一步探究了连续场景下工艺的适用性。
基于水-能-碳的污水处理工艺抗水力冲击能力定量评价方法，包括五步骤：①工艺边界确定；②水力冲击事件筛选与水力冲击指标（雨天水量相比旱天的增加百分比μQ）设定；③水-能-碳指标计算（灰水足迹GWF、能源足迹ENF、碳足迹CF、水能碳耦合指数WECCI）；④抗水力冲击强度指标的设定（GWF、ENF、CF、WECCI对于水力冲击的响应变化，μGWF、μENF、μCF和μWECCI）；⑤抗水力冲击能力的计算与量化评估。
抗水力冲击能力评估研究结果表明，A2/O-MBR工艺线性拟合的斜率均小于1，而A2/O工艺的斜率均大于1，在应对相同水力冲击A2/O-MBR工艺相比A2/O更加稳定。从水-能-碳耦合角度出发，通过比较两种工艺μWECCI和μQ拟合斜率，可知A2/O-MBR工艺的抗水力冲击能力约为A2/O的5.5倍，A2/O-MBR工艺的运行稳定性更强，更有利于暴雨台风多发地区的污水厂高效稳定运行。
从水-能-碳综合角度分析两种工艺的适用性，研究表明A2/O-MBR工艺更适用在台风暴雨多发地的水质敏感地区，在出水水质要求严格的情况下更有利于出水稳定达标。A2/O工艺更适用在台风暴雨多发地的对出水水质要求不高的能源敏感、碳政策敏感地区，更有利于当地的节能低碳发展。
这项研究的方法和结论为在气候变化背景下针对不同地区的污水处理厂升级改造工艺的选择和评估提供技术支撑和借鉴。