推进市政污水处理行业低碳转型，助力碳达峰、碳中和

污水处理企业的运营节能一般通过精细化智能管控和新技术的应用来实现。

1.3.1 污水处理厂运营精细化智能管控的节能情况

精细化智能管控，即通过采用先进的管理思维和技术手段，提供一套应用于污水处理厂的集智能化控制、物联网接入采集、一体化中央监控、移动化管控平台、大数据分析和科学化决策于一体的自动化、智能化、智慧化污水处理厂整体解决方案，在实现污水处理厂少人或无人化生产运营管理的同时，达到节能降耗的目的，特别是实现对电耗和药耗的控制。

精细化智能管控目前在我国处于发展阶段，大部分企业正通过“试点带动局部”再到“全面布局”的方式在集团内部开展精细化智能管控的推广，目前已初见成效。

典型案例如下：

1）北京排水集团重点对鼓风曝气系统及药剂投加系统展开精准控制，曝气能耗降低了10％，药剂投配率降低了30%～50%。通过精准控制系统的运行，全集团每年可降低电力消耗1500万～2000万度，减排二氧化碳9000～12 000吨。

2）北控水务构建了基于大数据的水厂信息数据中心，建设了水厂生产运营系统，建立了集约化的管控体系，建立了分析决策支持系统，建立了规范的业务流程，建设了运营移动互联APP应用系统，建成了基于云计算、大数据的智慧水务系统。通过智慧水务的运行，2020年北控水务原材料费用下降5339万元，原材料吨水成本下降25.8%，年节约碳源15 000吨，年节约除磷剂20 000吨，并大幅减少了二氧化排放量和剩余污泥量。

3）首创股份聚焦于重点能耗设备的运行效率管控，通过多项举措的落地和能力建设的深入，实现电耗、药耗的精细化管控和合理节约。合肥十五里河污水处理厂通过能效管控平台的辅助，吨水电耗同比降幅达10%以上。长治污水处理厂通过生物建模技术的辅助，最终实现碳源药耗降低50%以上。成都陡沟河污水处理厂通过应用智能曝气控制系统，曝气系统的节能率达12.5%，全年可节约用电约15万度。临沂青龙河净水厂通过实施智能药剂投加系统，吨水碳源投加量降幅达13%，吨水除磷剂投加量降幅达27%。

4）上海城投的白龙港污水处理厂在精细化智能管控方面也做了相应布局，在污水生物处理中实施精确曝气措施，在保证出水达标的前提下，按需提供微生物所需的溶解氧，避免曝气能耗的浪费；在污水除磷处理中，通过智能计算和调控，实现按需调整加药率并精准加药，在满足出水达标的前提下，避免了药剂的过量投入。

5）中环水务的贵阳六广门再生水厂处理量为12万吨/天，工艺智能优化系统采用模糊逻辑和闭环自动控制原理，系统可实现精确曝气、精确加药、精确回流、进水异常处置等，实现生化处理系统运行效果的优化控制，节省设备的用电量。

1.3.2 污水处理厂新技术应用后的节能情况

1.3.2.1 好氧颗粒污泥技术

该技术属于最具发展潜力、可替代传统技术的战略性前沿生物处理技术之一。与全球范围广泛使用的传统絮状活性污泥法相比，好氧颗粒污泥技术的微生物富集量是传统技术的2～3倍，其生化反应效率高，出水水质好，占地面积比传统工艺节省20%以上，药耗、能耗都有明显的降低。国内龙头企业已通过自主研发攻克了该技术的工程应用瓶颈，突破了国外的技术封锁。北京排水集团2019年建成并运行国内首个好氧颗粒污泥方庄城市污水示范项目（1800立方米/天），正在建设国内最大规模吴家村好氧颗粒污泥城市污水处理项目二期（80 000立方米/天），预计项目建成后因降低耗电量可较传统活性污泥技术减少碳排放882吨/年，其中2021年7月将实现一期（20 000立方米/天）调试运行（见表1）。首创股份河南省南阳淅川县马镫污水处理厂应用自主研发的CREATE好氧颗粒污泥技术进行提标扩容，深入挖掘处理潜力，原位扩容3倍以上，降低能耗、药耗20%以上，降低人工成本30%，同时出水水质更稳定。

标注：该项目为好氧颗粒污泥工程2期

1.3.2.2 同步硝化反硝化技术

北控水务徐州睢宁污水处理厂日处理城市污水4万吨，生化处理采用A2O工艺，长期进水碳氮比偏低（COD/TN为4：1），为确保出水总氮稳定达标，日常运行中需补充大量碳源，大大增加了污水处理成本。自2018年起，污水处理厂逐步尝试采用同步硝化反硝化工艺，经过运行验证，优化后的系统运行稳定：出水COD、氨氮等保持原有处理效果；总氮得到明显控制，出水总氮稳定下降1.5～3.5毫克/升；碳源添加量下降15毫克/升；日处理能力提高2000～4000吨。

1.3.2.3 厌氧氨氧化技术

该技术是当今世界上最先进的污水生物脱氮技术，其利用亚硝态氮与氨氮反应直接生成氮气，与传统污水处理工艺相比，可节省占地、投资和运行费20%以上，节约能耗30%以上，节约药剂90%以上，全过程碳排放减少50%以上，为未来实现城市污水处理厂能源自给和能源供给提供支撑。北京排水集团自主研发了系统性厌氧氨氧化技术体系，已在北京五个污泥处理中心建成世界最大规模的厌氧氨氧化污泥消化液脱氮工程，总处理规模15 900立方米/天，每年因降低耗电量可减少碳排放1.05万吨（见表2）。

1.3.2.4 其他探索性工艺

具体包括：

1）免灭菌合成聚羟基脂肪酸酯技术。免灭菌合成聚羟基脂肪酸酯（PHAs，俗称可降解生物塑料）技术，即利用污泥消化液制备可降解生物塑料。北京排水集团已建成污泥合成PHAs中试系统（250升/天），利用1吨污泥（80%含水率）可生产8千克PHAs，开辟了市政污泥资源化利用新途径，从而替代石油基塑料。

编辑：李丹