为促进行业交流进步,便于行业同侪互学互促,推动中国环境产业转型升级。E20环境产业圈层特推出《水务行业优秀案例汇编》,汇集了近150例案例,涉及村镇污水治理、工业废水治理、工业园区废水治理、水环境治理、市政污水管网、再生水回用、污泥处理处置等领域。
项目名称:寿光市西城污水处理厂
推荐单位:福建海峡环保集团股份有限公司
参与环节:智慧运营
项目所在地:山东省潍坊市寿光市
项目概况
寿光市西城污水处理厂是《寿光市弥河流域综合治理和地表水利用工程PPP项目》的子项之一,由福建海峡环保集团股份有限公司负责PPP周期内的运营维护,其子公司江苏海峡环保科技发展有限公司提供全厂设备系统集成及智慧水务系统研发与应用。项目于2022年6月正式投入运营,是国内较早一次性建成5×104m³/d规模、出水主要指标达地表水准Ⅲ类水质标准的污水处理厂,处理后尾水作为地表水补充水源及工业企业中水水源。
项目采用“A2/O+臭氧催化氧化+活性焦吸附”的水处理工艺,结合自主研发的智慧水务系统实现运营精细化管理与工艺智能化控制,确保出水中CODcr≤20mg/L、NH3-N≤1mg/L、TP≤0.2mg/L、TN≤12mg/L,其他指标满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准。
示范意义
笃定打造行业标杆的目标,寿光市西城污水处理厂持续强化智慧赋能,提升管理水平。自投产以来,先后受到央视新闻、山东卫视、山东农科等多家媒体报道,获评2022年“山东省城镇排水工作先进集体”;在潍坊市城市管理局组织的全市40家污水处理企业运行服务质量季度与年度评价中,始终名列前茅,获得潍坊市“五星级企业”称号;连续荣获2022年-2024年“寿光市高品质城市建设表现突出单位”。
2024年,获评国家生态环境部“美丽中国,青春行动”绿色长征实践阵地,入选国家水利部合同节水管理典型案例,也是全国水环境治理领域的唯一案例,成为潍坊市优秀环保设施开放单位。多位来访领导和专家称赞这是一座科技赋能、社会效益与经济效益显著的真正的“智慧运营”污水处理厂。
1.发挥多重效益
项目建成投运,通过调配泵站合理调配东西城区污水,确保寿光市城区污水得到全部有效处置,为寿光市“两个清零、一个提标”工作打下坚实的基础,同时处置后的高标准尾水,全部作为当地高品质再生水应用于寿光市弥河流域水环境治理和水资源循环利用,助推该断面国控考核由IV类水质提升至Ⅲ类水质标准,有效改善弥河流域水体性质及周边生态环境,对寿光市水环境质量和水生态治理的持续改善、稳中向好发挥重要作用;尾水回用每年可补充弥河水源1800万吨,有效缓解城市严重缺水问题,同时降低政府购水和工业企业用水成本,助推寿光市及关联企业经济效益同增长,为城市的可持续发展提供了重要的经济支撑。
2.深化智慧赋能
坚持绿色、环保、低碳生产方式,寿光市西城污水处理厂依托海环智慧水务系统,通过对进、出水与过程指标的精准、融合监测,创新研发预警、曝气、加药、内外回流等生产运营关键环节智能控制,并借助智慧运管平台对工艺、设备、物资、成本、安全等进行全方位精细管控,实现生产过程节能降耗与人力资源的持续优化,污水厂单位污水耗电量、单位耗氧污染物电量、单位干污泥耗药量均处于行业较低水平。在保证出水水质稳定达标与安全生产的基础上,确保能源消耗和碳排放的进一步降低。
3.践行国企责任
在坚守达标排放,守护源头水质安全的责任外,通过智能化运营、花园式环境打造,让生产厂区和谐融入到城市生态建设,同时公司充分利用自身环保资源,积极推进污水处理厂与社会公众的互动,定期举办公众开放日活动,邀请周边社区居民、环保志愿者及大学生进厂参观,进一步普及水处理知识,传播环保理念,弘扬生态文明建设,推动寿光市环境教育工作的深入开展,以实际行动践行绿水青山理念。
项目亮点介绍
(1)实施效果
本项目实施后,出水主要指标CODcr、NH3-N、TP满足《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中Ⅲ类水要求。
(2)社会效益
项目尾水作为生态补水和工业中水,缓解城市缺水问题,同时降低工企业用水成本,助推当地经济同增长。
作为潍坊市优秀环保设施开放单位,项目定期对外开放,并为当地高校提供教学实训服务,推动当地环境教育工作深度开展。
(3)生态效益
精心营造观光型、花园式厂区,让厂区和谐融入到城市生态建设,同时项目尾水用于弥河治理与循环利用,推动寿光市水环境和水生态持续向好。
(4)智慧赋能效益
不同于一般的软件开发工作,海峡环保是以实际生产需求为导向,运用自主研发的多项数字化、智能化、集成化技术,打造完备的污水处理全方位、全流程、全周期的智慧水务系统,不仅涵盖人员管理、工艺管理、运行监控、设备管理、财务管理、物资管理、安全生产等基本的生产运营信息化功能,而且从设计、设备、工艺等专业角度出发研发应用了三维可视化(数字孪生)、水质预警与应急、关键环节智能控制、自主运营评估、专家决策支持等独具特色的子系统,并根据生产实际持续升级智慧系统以真正实现污水处理厂运营长期的精细化与智能化管理,引领水务智慧运营新高度。其中,《城镇污水处理过程指标精准监测与工艺智能控制系统》入选中华环保联合会2024年《水环境治理减污降碳协同增效案例》。项目投产以来已获得授权6项发明专利、8项实用新型专利和19项软件著作权。
项目技术工艺/装备简介
(1)技术工艺/装备名称
“A2/O+臭氧氧化+活性焦吸附”水处理工艺;智慧水务系统。
(2)工艺/装备原理
A2/O:在提供适当氧气条件下,在生物反应池中营造厌氧、缺氧、好氧环境,利用生物反应池中大量繁殖的活性污泥,降解水中污染物,以达到净化水质的目的,好氧段底部设微孔曝气,厌缺氧段采用潜水搅拌器将污水与活性污泥充分混合。
臭氧氧化:利用臭氧的强氧化特性,去除污水中难以被微生物降解的物质,从而达到水质净化的效果。
活性焦吸附:利用活性焦的吸附作用,进一步去除污水难以降解的物质净化水质。
智慧水务系统:包含智慧运营管理平台、三维可视化(数字孪生)系统、水质预警与应急系统、关键环节智能控制系统、自主运营评估系统、专家决策支持系统等子系统的全方位、全流程、全周期的污水处理运营管理平台。
(3)工艺/装备特点
A2/O:厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和微生物菌群种类的有机配合,能同时具有去除有机物、脱氮除磷的功能。
臭氧氧化:臭氧分3点均匀投加在氧化池中,根据臭氧氧化池进出水水质,调整臭氧发生器功率。氧化池末端设置有尾气破坏装置,对溢出的臭氧进行收集处理。
活性焦吸附:活性焦吸附池分为16格,可单独使用,根据吸附池进出水水质,可灵活调整活性焦的使用量。
智慧水务系统:
①智慧运营管理平台
平台系统通过配置工艺管理、运行监控、设备管理、物资管理、成本管理、安全生产、报表中心、OA管理、运营评价、碳排放、信息中心等功能模块,建立完备的污水处理全方位、全流程、全周期的运营管理体系,实现寿光西城污水厂生产资料、生产关系的规范管理、设备全生命周期管理、预算与成本的实时监控、任务工单的线上流转审批以及全方位的运营质量评价,有效提升水厂管理效率,并对收集、反馈上来的各类运行数据进行汇总、统计、分析,经过数据积累,全方位对比分析污水厂在不同时间、季节运行达标状况,形成对生产运营具有实际指导性意义的分析决策系统,进一步提升污水厂的精细化管理水平。
②三维可视化(数字孪生)系统
通过对污水厂构筑物、设备、仪表、摄像头、管线、室内外场景、周边环境进行三维真实还原建模,录入构筑物静态设计参数、采集设备实时运行状态和仪表实时监测数据以及嵌入实时视频监控画面,实现污水处理厂生产过程全流程监控、静态参数与动态数据的及时反馈与历史数据的查询、视频监控信息的采集、设备运行状态与三维动画效果的联动、厂内浏览漫游、AR可视化巡检等功能,打造直观、精准、逼真的数字化污水处理厂。
③关键环节智能控制系统
通过水样预处理、取样装置与多通道在线监测仪表、自控系统的集成,提高测量精度和稳定性,降低维护成本,实现NH3-N、NO3--N、PO43--P、COD、DO、MLSS、ORP等多种过程指标的高频率精准监测,并基于精准监测数据,构建精准智能控制模型,通过控制关键运行设备(如风机、调节阀、内回流泵、外回流泵、加药泵),有效控制污水处理工艺各工段的运行参数,高效地保证污水处理系统尤其是生化系统处于最佳工艺运行条件,实现曝气、碳源投加、硝化液内回流、污泥外回流、PAC投加、PAM投加、NaClO投加7个环节的全流程控制,在保证出水稳定达标的情况下,实现最大化的污水处理厂节能降耗目标。
④水质预警与应急系统
水质预警系统主要由取样系统、污泥系统、反应器系统、检测系统、控制系统和云平台组成,通过对进水中氨氮硝化速率的实时在线监测,以硝化细菌的活性为参照及时判断进水中是否含有对活性污泥系统有毒有害的物质。出现异常时能够及时将报警信息通过云平台推送至移动端APP,以便于生产人员提前做好该批来水的处理处置措施。同时,根据冲击后精准监测系统的数据分析与预测启动相关生产应急预案提醒,有效防范进水水质异常冲击并合理实施应急工作。
(4)应用工业领域
山东寿光西城污水处理厂采用的“臭氧氧化+活性焦吸附”污水深度处理工艺,成功应用于江苏泗阳经济开发区印染产业园污水处理厂提标改造工程,使出水水质从GB181918一级A提升至江苏省地标A,可用于造纸、化工、纺织印染等工业废水深度处理。
山东寿光西城污水处理厂独具特色的智慧水务系统不仅具备贴近生产实际需求的运管基本功能,而且三维可视化(数字孪生)、水质预警与应急、关键环节智能控制、专家决策支持等专业化系统可极大提升工业废水处理管控能力,已成功应用于福建青口汽车工业园污水处理厂、江苏泗阳经济开发区印染产业园污水处理厂、山东淄博敬仲污水处理厂等项目。
(5)工艺/装备流程图
(6)项目部分案列照片
智能曝气鼓风机房
自主研发的关键环节智能控制系统
编辑:黄延丽
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