污水处理提质增效“新三年”，粤海水务如何以“智慧水”守护民生幸福

科荣软件董事长张昭君

张昭君介绍，粤海水务立足粤港澳大湾区，面向全国，不断进行业务拓展，持续构建开放式格局。目前，粤海水务业务覆盖全国17个省级行政区、110个项目，业务涵盖原水、自来水、污水处理、水环境综合治理、清洁能源、科技研发等水务全产业链。粤海水务坚定践行绿色发展理念，深耕环保事业，其中，在全国各地投资建设污水项目50多个，处理规模超过300万吨/日，同时参与城市黑臭水体治理、湖库水环境综合治理及河流水环境综合治理等项目，通过高水平服务推动水环境持续改善。

深圳市科荣软件股份有限公司是粤海水务下属国家级高新技术企业、专精特新中小企业和广东省首批数据经纪人试点单位,是集智慧水务、智慧工程、智慧管网、智慧运营、系统集成、运维管理等于一体的“一站式”智慧水利水务解决方案提供商，目前智慧水务业务遍及全国20余个省级行政区。张昭君表示，如何利用智慧化建设思路实现更加科学、精细的系统管理是如今面临的难点问题。

01“双碳”引领下，低碳水务建设落地途径和策略

在“十四五”时期，我国生态文明建设进入了以降碳为重点战略方向、推动减污降碳协同增效、促进经济社会发展全面绿色转型、实现生态环境质量改善由量变到质变的关键时期。

张昭君表示，粤海水务一直坚持绿色低碳的水务建设，提出“开源+节流”的碳中和路径。在“开源”方面，充分挖掘水厂新能源开发潜力，调整自身用能结构，提高新能源占比，如利用光伏发电，重力流输配等实现降本减碳。

粤海水务依托下辖水处理厂站数量多、分布广等资源禀赋，建设分布式光伏项目，通过“自发自用+余量并网”方式实现“增效减排”。目前在广东、广西、海南等6个省区规划建设厂站55家，实现总装机容量45兆瓦，年均发电量4400万千瓦时。

同时在“节流”方面，通过积极探索水处理工艺技术创新等手段，从全工艺、全流程节省能源的消耗，减少温室气体的产生。如针对镇级污水雨污未分流、管网建设落后等处理难点，采用改良AAO、复合人工湿地等技术，并自主研发MA²/O污水处理设备，形成分散式、农村污水一体化解决方案，污水处理效果良好。

污泥处理技术方面，针对村镇污水厂站地域分散、产泥量少、处理处置难等问题，开发车载式可移动小型污泥脱水设备。如基于对设备的标准化集装箱设计，集成高效脱水、加药、储泥等功能，研制出移动污泥车，污泥处理效果良好。同时基于对发酵仓的简单叠加和密闭设计，自主研发有小型智能化污泥好氧发酵装置，解决污泥好氧发酵工艺占地面积大，自动化程度低、臭味严重等问题。

污水处理技术方面，粤海水务在低碳氮比污水处理降耗方向进行研究，所形成低碳氮比污水处理节碳降耗技术方案实现电耗节约10%~15%，碳源投加量减少10%~20%，污泥减量10%以上，技术工艺包在灵寿污水厂示范应用，实现污泥系统连续运行，污泥处理费用降低43%。

02科技创新+智慧赋能，助力水务低碳数字化发展

在城镇污水处理提质增效“新三年”，行业面临较大的挑战及困难，关键指标包括城市生活污水集中收集率、污水厂进水BOD浓度，目标包括城市生活污水集中收集率达到70%以上、进水BOD浓度高于100mg/L的城市生活污水处理厂规模占比90%等。结合污水处理提质增效的目标要求，粤海水务在提升污水的收集率和进厂浓度等多方面进行智慧化的探索。

首先是污水处理从传统分散式管理转向集团化管理，提高统筹规划及运营管理能力，为此，粤海水务建立了“集团-水司-厂站”的多层级、集团化模式的污水处理管控全流程业务场景。

张昭君表示，传统运营管理依赖人工驱动。集团化运营管理的目标就是少人化和集约化，以集团化统筹管控为核心，利用粤海水务管理经验，完善相关制度，建立多层级、集中式管控模式，同时建立完善的污水处理考核机制，保障落实工程建设、资金、项目运维。

集团化管控

在集团化管控层面，制定各级单位工程建设、组织资金、运营考核、安全管控、水质达标等管理要求，明确提质增效考核目标，全方位监管各级单位工作情况。

生产、运营监管平台

以水务运营考核指标体系为牵引，按照分层管控原则，形成包含原水、自来水、污水处理、排水、环境综合治理在内的多业态运营管控产品体系；运营指标标准化方面实现“1+6”分析主题（关键指标、生产管理、安全管理、经营管理、客服管理、绩效管理及基础信息）的数据可视化分析及集中展示；运营管理数据采集方面实现100多家水司运营数据自动化采集，减少人工环节干扰。

安全、设备管理系统

作为以“中国水安全专家”驰名的水务企业，粤海水务始终将安全置于首位，建立标准化、智慧化安全、设备管理系统，提高工作效率同时实现净水厂“零伤害、零事故”。如移动化应用管理方面实现安全状态展示、隐患排查治理、日常检查、安全观察、教育培训等方面的移动化管理；设备管理标准化方面梳理优化公司设备管理流程，缺陷检修规范、管理标准，在提高设备可用性同时，降低运营成本。

水质预警机器人

水质预警机器人是保障水质安全的有效工具，主要对众多报警信息进行筛选推送，减少人工收集汇总的工作量，同时对异常情况进行处理跟踪从而实现监管。

水质预警机器人在企业微信端对于报警信息自动汇总，各类报警信息通过微信群实时自动推送至相关人员，同时私下自动向相关人员发送信息填报标准模板，收集异常数据反馈信息。水质预警机器人会自动生成报表，对应事件自动归集汇总，有效地进行水质管理和降低运营不合规风险。

水司运营管理

水司运营管理层面以污水处理运营管理为核心，以提质增效为首要目标，从“源、网、厂、河”全流程业务基础出发，建设智慧污水处理体系。

（1）智慧运营中心

智慧运营中心实现水司运营管理过程生产建设可视化、数据采集自动化，信息系统集成化，决策调度智慧化，满足分散型厂站设施、城乡排水一体化监管需求。同时，智慧运营中心为水司、水厂值守人员提供“厂网一体化”管理平台，实现故障“早发现、早处理、早解决”闭环管理。

（2）管网管理

管网运行监测、管网GIS系统

排水管网管理方面利用管网GIS系统，实现“厂-站-网-户”一张网监测，掌握管网运行状态，智能预警报警，提前预判风险，通过综合可视化展示，结合手机端应用实现污水问题的核查和问题上报，形成闭环管理，满足排水设施资产精细化管理需求。

管网业务管理系统

实现巡检、作业、应急等业务管理一体化，提高运营便捷性、流畅性、高效性。

排水管网智能分析系统

基于“厂-网-源-河”耦合模型，包括污染物的溯源以及进场浓度和污水提质增效等历史数据，实现污水处理智能分析，为提质增效提供智能手段。

排水管网智能分析模型

根据需求构建机理、数理模型，对排水系统进行智能分析，为排水系统的运行情况进行评估并挖掘系统缺陷与问题，为智能化决策的实现打下基础。

（3）厂站现地管理

厂站现地管理以提高污水处理效能、节能降耗为核心目标，建设智慧厂站。

智慧化赋能污水处理 提高厂站处理效能

综合运用数字孪生、物联网、大数据等信息技术与污水处理业务深度融合，以数据、算力、算法为核心，构建调控一体、自动运行、节能降耗的智慧污水运营管控平台，支撑污水处理厂整体高品质运营和创新发展。

水厂的智慧化管控结合实际业务痛点，实现水厂的“少人/无人”化生产运营管理，相较于传统水厂模式，智慧水厂拥有系统性的管理体系。

智慧污水厂工艺智能调控系统

包括精准曝气系统、精准除磷及碳源投加系统等，其中精准曝气系统降低曝气系统能耗10%以上，提高总氮去除率，节约碳源投加量，高效运行，控制鼓风机组等全自动运行，提升运行效率，同时通过人工智能自学习，保证出水稳定达标。

精准除磷及碳源投加系统可降低药耗，实现系统自动控制，降低15%药剂投加量，根据积累的数据自动优化预测模型，全自动控制药剂投加泵的启停运行及运行负荷，提升运营效率，同时出水稳定达标，精准控制投药量，确保水质达标。

智慧污水厂智能工艺调控系统

包括智能泵组运行优化系统，能够实时计算水泵性能，优化调配水泵组合降低能耗，延长水泵使用寿命，让水泵尽量运行在最佳效率点，同时降低操作维护成本，持续监控水泵性能，快速识别问题。

人员定位系统

人员定位系统进行三维可视化展示，人员定位结合平台三维模型，达到人员可视化智能管理，在提高巡检效率同时保障人员生命安全。

智能巡检系统

为实现水厂的“少人/无人”化生产运营管理，建立智能巡检系统，智能设备、数字孪生、AI算法及视频AR融合，替代传统人工巡检方式，降低人力成本、保障人员安全、提高巡检效率。

03打造“碳中和”污水处理标杆示范点

粤海水务在以开源节流为主题思路的引领之下，以“低碳+智慧”相结合的方式打造智慧水利水务项目，张昭君以汕尾全地埋智慧污水厂项目、潮南排水智慧管网项目等为例推介了粤海水务污水处理“智慧水务一体化解决方案”。

汕尾全地埋智慧污水厂项目

污水厂智能工艺调控赋能生产工艺，减少人工干预、实现工艺稳定、节能降耗。张昭君介绍，该项目实现了全工艺段自动闭环控制，向未来全机器智能控制模式转变，达到“无人值班、少人值守”运营模式。降低污水厂运营成本，人力成本降低70%，维护成本降低40%，潜在提升运营效率60%，同时提高了污水厂精细化管理水平，实现材料节源节流，故障预警，事前维修，降低危化设备操作风险，提高生产管理和调度决策能力等。

潮南排水智慧管网项目

项目覆盖陇田、陈店、司马浦3个污水处理厂，配套排水管网约300公里，14个泵站和约200个截流井。项目实施后，覆盖区域可充分发挥统一调度、快速响应、内涝及溢流事前预报、管网运行评估及诊断、全方位监控等智慧集成功能。通过全面物联及运行监测，辅助联合调度及风险自动预警，辅助水厂进行高效决策，同时可智能分析厂站运行状态，联动应急指挥管理，对事件做主动响应；通过及时发现运行风险，辅助城市内涝或排水管网溢流时间的预警预报；凭借排水管网的长期动态运行状况数据的积累，可用于城市排水管网运行情况的评估与诊断；同步建设泵站、排气阀、截流井在线监控系统，实现在线感知监控。

张昭君表示，作为粤海水务旗下智慧水务专业平台，科荣公司将进一步发挥专业优势，提供“软硬一体”、更有针对性的智能化专业解决方案，赋能粤海水务 “水业为本、制造当家、湾区担当、世界一流”的发展愿景，同时为助推美好湾区、美丽中国建设贡献“粤海力量”。

编辑：李丹