污水處理提質增效成為最近幾年污水處理行業普遍關注的熱點話題，也是近期國家對污水處理行業的階段性目標。

今年發改委、住建部聯合印發的《城鎮生活污水處理設施補短板強弱項實施方案》中，明確強調了，強化城鎮污水處理廠弱項;補齊城鎮污水收集管網短板;加快推進污泥無害化資源化;推動信息系統建設等四大任務目標。進一步強調了污水提質增效的重要性。

針對污水處理的提質增效話題，在9月17日的“2020(第十二屆)上海水業熱點論壇”上，上海城投污水處理有限公司副總經理陳廣以“上海污水處理系統運行品質提升思考與實踐”為主題，從政策、經濟、社會、執行四個層面，系統分享了上海城投污水處理有限公司(以下簡稱“城投水務污水公司”)在提升上海污水處理系統運行品質方面的實踐探索與思考。

陳 廣

如何理解污水處理運行品質提升的內涵?

陳廣強調，要清楚污水處理運行品質提升的方向，首先要明確它的內涵。他從政策、經濟、社會、執行四個方面，重點介紹了他對污水處理運行品質提升內涵的理解。

政策層面

2020年8月，發改委、住建部聯合印發了《城鎮生活污水處理設施補短板強弱項實施方案》，針對《方案》中強調的四大主要任務，陳廣重點分析了強化城鎮污水處理廠弱項的話題。他提出，目前我國包括上海在內的很多城市污水處理能力還不足，其次是部分城市的污水處理效率和質量還有待提升。

針對這些問題，《方案》中也做了具體的要求，如強調長三角地區和粵港澳大灣區城市、京津冀地區和長江干流沿線地級及以上城市、黃河流域省會城市、計劃單列市生活污水處理設施全部達到一級 A 排放標準。

2020年8月，生態環境部發布了《關于進一步規范城鎮(園區)污水處理環境管理的通知(征求意見稿)》，在文件中，不僅針對進水超標導致出水超標等行業熱點話題，明確了包括地方人民政府、排污單位、污水廠運營單位在內的各方主體的責任，也強調要督促運營單位切實履行對污水廠出水水質負責的法定責任，以及明確污染物排放管控要求、合理認定處理超標責任。

陳廣指出，這一征求意見稿，對行業來講是一個利好，但是也強調了在污水處理過程當中需要極其關注水質，對污水處理提出了更高的要求。

與此同時，行業也應該看到水質不達標可能帶來的更多負面影響。比如《中華人民共和國環境保護稅法》、《 <資源綜合利用產品和勞務增值稅優惠目錄>的通知》等文件中，不僅明確了城鄉污水集中處理場所超標向環境排放應稅污染物的，應當繳納環境保護稅。也強調了因環境違法受到處罰，自處罰決定下達的次月起36個月內， 不得享受規定的增值稅即征即退。

陳廣強調，從政策層面來看，污水處理運行品質提升的內涵就是“穩定高標”。一系列政策的推動，都在提示污水處理廠，必須提高抗風險能力，實現全天候穩定高標運行。

經濟層面

今年，突如其來的新冠肺炎疫情對全球的經濟都帶來了巨大的沖擊。今年兩會，李克強總理在發布的2020年國務院政府工作報告中提出，加大減稅降費力度 。而環境治理的各類支出主要由財政承擔。在財政收入收縮的情況下，環境治理經費壓力可想而知。

同時，行業還要完成污染防治攻堅戰的任務，所以必須要提供性價比高的污水處理服務，這也是一個污水處理企業的核心競爭力。通過一系列提質增效措施，提升高性價比的污水處理服務。由此，陳廣認為，經濟層面來看，污水處理運行品質提升的內涵是“提質增效”。

社會層面

污水處理的本質應該是讓水環境變得更好，但在某些特殊情況下，可能會有偏離這一本質的做法出現。如過度追求水質，做了不切實際的要求和標準，導致污水處理越來越依賴能源，越來越依賴資源(如各類水處理藥劑)。還有，很多時候污水處理好了，但后端的污泥、臭氣又出了問題，帶來很多負面影響。

陳廣強調，在這種情況下，行業應該回歸污水處理的初心，真正把環境治理好，應該變能源依賴為節能低碳，變資源依賴為資源再生，變負面影響為環境友好，實現綠色生態的目標。所以，從社會層面來看，污水處理運行品質提升的內涵是“綠色生態”。

執行層面

既要穩定高標，又要求提質增效、綠色生態，怎么做到?陳廣認為，從執行層面來講，運行品質提升的內涵應該是“智慧賦能”。

現場，陳廣用汽車的升級為例，生動的闡述了智慧所能帶來的賦能效果。如下圖，左側的老式小汽車類似于傳統的污水處理：工控系統自動化程度不高、IT系統功能簡單、決策極度依賴人為經驗。通過智慧化賦能，右側的新式汽車誕生，類似于智慧污水處理：操作自動化、決策智慧化、充分發揮現有設施設備的潛力、為污水處理品質提升提供有力支撐。

四大案例看污水處理運行品質的提升方向在哪?

污水處理要滿足穩定高標、提質增效、綠色生態以及智慧賦能的要求，應該如何走?陳廣繼續從政策、經濟、社會、執行四個層面出發，提出了四大方向：全流程優化提標、全方位節能降耗、全鏈條綜合利用、全環節智慧運維。

論壇現場，陳廣從以上四大方向出發，介紹了城投水務污水公司品質提升的四大實踐案例。

全流程的優化提標

在全流程的優化提標中，陳廣重點從廠網協同運行、運行優化調控、大水量抗沖擊，三個方面做了介紹。

陳廣提到，調蓄池是應對大水量沖擊的重要緩沖。原來上海的污水廠都沒有調蓄池，從這一輪提標改造的要求來看，需要建設大量的調蓄池，調蓄池對整個污水處理廠來水瞬時沖擊的減緩作用非常明顯。排水管道、調蓄池與污水廠聯合使用應對降雨初期的高濃度合流水沖擊，對進廠水質、水量進行調節，有效保護現有污水處理廠的運行安全。

廠網協同運行的概念行業一直在提，但是真正落地的不多。陳廣介紹，今年上海城投與上海市排水公司做了深入的溝通，廠網合作有了進一步提升，效果很明顯。實現廠網協同以后，進水瞬時量波動幅度從原來的70%下降至30%，確保大水量沖擊的情況下污水廠實現運行穩定高標的目標。

優化運行調控。對經典的活性污泥數學模型進行校正，輔以基于大數據分析的黑箱模型，更符合污水廠的實際運行情況，基于修正好的離線模型進行仿真計算，驗證工藝參數，進而大幅細化、優化應急工況工藝調度應對預案。

陳廣介紹，在實踐中把模型應用在應對突發狀況的情況下，比如高濃度的沖擊、大水量的沖擊，在這種情況下，它可以指導更精細的調整過程參數。

大水量抗沖擊。在污水處理廠運行過程中，大水量沖擊很明顯，這是很多南方城市都有的現象。合流制系統或者不徹底的分流制系統，都會遇到這樣的問題。

上海虹橋污水廠設計處理水量為20萬噸/天，旱季滿負荷運行，雨季的時候需要處理的量更大。在這樣的背景下，怎么保證大水量時期的抗沖擊能力呢?城投水務污水公司建立了水量沖擊分級響應機制，不同響應等級采取一系列有針對性的工藝調整與設備管理措施。

陳廣介紹，上海虹橋污水廠出水執行一級A標準，氨氮、總磷執行地表水IV類水標準，綜合為一級A+標準。連續超負荷運行，通過抗沖擊調控手段使得出水水質在大水量沖擊下持續穩定高標。

全方位節能降耗

要做好污水處理的提質增效，陳廣認為，全方位的節能降耗很關鍵。在這個過程中，要重點做好系統性的節能降耗以及提高能源利用率兩方面的工作。

系統性的節能降耗。城投水務污水公司在污水廠各關鍵設備電能及外加藥耗精確計量基礎上，對全廠、各設備電耗、藥耗等主要經營數據進行分析、評價，同時對其設備能效進行分析，確保設備經濟穩定運行，提高投入產出比。

陳廣提出，以往行業內都在做降本增效，但其實基數是沒有被摸清楚的。因此，城投水務污水公司首先建立了能源管理平臺，對全廠能耗統計，之后做好全廠能耗評價、設備能效分析，最后做好能耗成本對標。

在提高能源利用率方面，城投水務污水公司主要是做了污泥干化焚燒系統能量平衡校核計算，并在此基礎上提出了一套切實可行的、不影響干化焚燒系統正常運行的干化尾氣余熱利用方案。陳廣舉例，如竹園污泥廠，在干化機載氣余熱利用改造后，邊界條件不變的情況下，系統總體能源自給率可提高8~10%。

全鏈條綜合利用

“全鏈條綜合利用將有效滿足綠色生態的要求”。陳廣從污泥灰渣資源化、空間綜合利用以及廠內外環境友好三方面，介紹了城投水務污水公司在綠色生態方面的實踐。

資源循環利用主要指的是焚燒灰、渣的資源化利用，也是行業重點關注的話題。污泥灰中的SiO2含量較高，可進行建材利用，作為水泥生料添加劑、路基材料等。污泥灰中磷含量也較高，可提取磷元素進行利用。

陳廣介紹，城投水務污水公司聯合同濟大學、上海市政院以及國內很多研究機構，承擔了“十三五”水專項，其中一項就是飛灰資源化。在實踐中，城投水務污水公司將產生的污泥進行焚燒殘渣經預處理后與其他原輔材料按配方進行混合復配，加工成的產品為鐵質校正料和復合粉煤灰，產品作為水泥與混凝土的生料、混合材和摻合料，應用于水泥廠、粉磨站及攪拌站。符合國家相關標準：如《通用硅酸鹽水泥》(GB175-2007)、《粉煤灰在混凝土中應用技術規程》(DB31/T 932-2015)、《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》(GB/T 1596-2017)。

截止到2020年8月止，石洞口污水廠污泥完善工程產生的焚燒殘渣共計5200余噸。城投水務污水公司用實踐將相關鏈條完全打通。

全鏈條綜合利用還有空間綜合利用。陳廣介紹，上海虹橋污水處理廠作為半地下式污水處理廠充分體現了空間綜合利用。不僅實現了環境友好，與周邊環境協調統一、充分融合。同時也踐行了海綿城市理念：廠區道路、屋頂綠化建有生態排水系統。

9月18日下午，“2020上海水業熱點論壇”也組織參會者對上海虹橋污水處理廠進行了實地參觀與考察。

全鏈條綜合利用還強調廠內外的環境友好，這里重點是對臭氣的關注。上海由于城市的發展水平，百姓對污水處理廠的要求非常高，在這種情況下，促進城投水務污水公司更加強化對臭氣的處理。陳廣介紹，通過實踐，實現了對污水廠產生臭氣的污染源進行全覆蓋、臭氣全收集、全處理，處理后臭氣排放廠界滿足目前全國最高標準：《城鎮污水處理廠大氣污染物排放標準》(DB31/982-2016)和《惡臭(異味)污染物排放標準》(DB31/1025-2016))。

環境友好還包括廠內廠內環境友好，陳廣介紹城投水務污水公司特別重視廠區內部無組織臭氣治理，打造員工滿意的生態廠區。在此基礎上，還主持編制了上海地方標準《污水廠區臭氣治理技術要求》的制定，目前已經完成編制，預計2021年上半年發布。

全環節智慧運維

陳廣從工藝段智慧化控制、工廠級智慧化運行、公司級智慧化決策三方面，詳細介紹了城投水務污水公司在智慧賦能方面的實踐。

城投水務污水公司從點、塊、鏈三個角度，來重點提升智慧化管控的水平。點是某一個具體的設備和工藝段：實現精準操作的工藝段智慧化控制。塊指污水廠：兼顧高效和綠色的工廠級智慧化運行。鏈主要指整個片區的管理：提升產業鏈能級的公司級智慧化決策。

點的角度，城投水務污水公司致力于提升智能感知能力，陳廣介紹他們研發了一套活性污泥指數在線自動監測設備，可實現24小時在線監測污泥指數。污泥指數的連續監測對于工藝判斷幫助很大。

其次，陳廣還列舉了預處理區域聯動控制的例子，實現生物池進水負荷平穩，在處理量最大化的同時出水水質也達到最優;調蓄池提升泵工作在最佳工況點，降低電耗;針對不同工況設定多種控制模式，避免人工操作失誤。

塊的角度，基于BIM建設“數字孿生”智慧工廠。廠區BIM深度融合SCADA系統的實時數據和信息系統的業務數據，實現對設施設備的數字化，生產過程的數字化，同時結合經典的工藝機理模型，機器學習形成的黑箱模型，仿真技術組成多維數字化模型 ，為科學化、智慧化的管理提供可分析、可仿真、可預測的“數字孿生”工廠 。

鏈的角度，搭建公司級的綜合管控調度平臺，具備實時共享、功能提升、模式轉變、云計算的功能，可實現平臺公司以管控為主轉變為服務為主，變傳統計劃任務驅動為數據任務驅動，進而各運行污水廠可快速完成優化運行的技術迭代，實現跨越式優化運營。

陳廣強調，污水處理提質增效不是短時間內能夠完成的，這是一個漫長的過程，需要行業在這條路上一點一點實踐。相信通過行業的共同努力，一定能夠實現污水處理廠品質的提升，做到穩定高標、提質增效、綠色生態、智慧賦能的污水廠運行品質提升的目標。

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編輯：陳偉浩