在全面助力“双碳”目标达成的奋斗路上，北控水务先行先试，积极布局，在减碳增效方面积累汇聚了一些优秀案例和示范项目并已取得一定成绩。立足新发展阶段，贯彻新发展理念，北控水务为推动行业迈向高质量发展做出了有益探索和积极尝试。以下为北控水务集团运营管理中心污水管理部部门经理魏彬结合北控水务实际为大家分享部分优秀案例。

污水处理厂污水热能的利用情况

城市污水是一种低位热源，采用污水源热泵技术，以城市污水作为暖通空调用能的冷热源具有独特优势。在冬季，城市污水的温度普遍高于空气温度，可用于供暖，而在夏季，污水温度又普遍低于空气温度，制冷效益显著。污水源热泵的使用，可以减少颗粒物、二氧化硫、氮氧化物等污染物在城区内的排放，改善居民的生活环境，提升城市开发价值，促进城市发展，是一种节能、环保、低碳绿色技术。

在应用过程中，污水源可分为两类，一类是利用没有被处理过的原生污水作为热源；另一类是以通过城市污水厂处理过的中水或二级出水作为热源。

北控水务污水源热泵技术主要应用于北方污水处理厂。

典型案例：秦皇岛海港区西部污水处理厂

海港区西部污水处理厂处理规模12万吨/日，利用污水处理后的中水作为水源热泵热源，为厂区办公楼和生产生活区域提供采暖和制冷保障。水厂拥有两台水源热泵，每台制热功率436.8KW，制冷功率394.9KW，综合性能系数为5.74。每年的制热输出量为3.27GWh，制冷输出量为0.29GWh。

污水处理厂沼气和污泥的热能利用情况

北控水务污泥总处理规模为2280吨/日（80%含水率），处理方式包括厌氧消化、好氧发酵、脱水干化碳化、深度脱水等多种形式。

典型案例：北戴河新区污泥处理厂

项目处理工艺采用分级/分相厌氧消化工艺，处理后产生的沼渣经深度脱水可用作园林绿化、农业利用、土壤改良的营养土，产生的沼气经提纯后，一部分用于预处理单元的原泥预热，剩余部分可用作车用燃气，从而实现污泥的“减量化、稳定化、无害化”处理和“资源化”再生利用。

污水处理厂节能降耗精益运营情况

运营管理标准

北控水务根据多个水厂的运营管理数据，以及多年经验，经过反复论证和测试，针对污水处理运营提出一套运营管理标准，确保污水处理厂安全、稳定、高效、达标运行。

运营管理标准包含水量管理指标、设备管理指标、运行指标、工艺指标和质量管理四大类，共计百余项指标。针对不同污水处理工艺的各处理工艺段、各设备的运行参数，以及工艺运营的各项能耗、药耗等，明确了强制性指标和参考性指标。该标准目前已应用于北控水务水厂中，指导水厂的日常运营管理，通过对标找差距，提升设备和工艺的运行效率，确保污水处理厂安全、稳定、达标运行的同时，节能降耗，提高运行效率。

在运营管理标准指标体系的基础上，集团所有在运营项目均制定了一厂一策标准，经大区、集团审核生效后，作为项目运行的明灯，精益求精，不断提升项目运行水平。

智慧水务

就污水处理行业而言，智慧水务主要表现在智慧水厂建设上。智慧水厂概括来说就是采用先进的管理思维和技术手段，提供一套应用于污水厂的智能化控制、物联网接入采集、一体化中央监控、可视化管控平台、大数据分析和科学化决策于一体的自动化、智能化、智慧化污水厂整体解决方案，实现污水厂的少人/无人化生产运营管理。可满足现代化污水厂的运营需求，实现污水厂过程管理的精细化、智能化，提升污水运营效率，提高处理工艺和设备的稳定性和可靠性，节能降耗，降低人工成本。

北控水务构建基于大数据的水厂信息数据中心，建设水厂生产运营系统、建立集约化的管控体系、分析决策支持系统、规范的业务流程和建设运营移动互联APP应用系统，实现基于云计算、大数据的智慧水务。主要功能板块包括：

智慧云平台系统BECloud：具备实现实时数据监控、历史数据分析、污水运营管理、自控远程运维和远程协同管理等功能。

水厂数字双胞胎系统：数字双胞胎系统包括污水厂仿真模拟系统BEThink（典型案例：新塘永和污水处理厂）。BEThink是基于对污水处理厂的深入分析基础上，嵌入合理的模型，并对模型参数进行优化。通过BEThink可利用在线水质监测、化验室指标检测结果及各工艺段基础参数，模拟水质指标变化并做出模拟判断分析，及时优化运行参数，并为工艺升级改造提供参考。

智能控制系统BE-EMR（典型案例：台州市黄岩江口污水处理厂）。借助工艺智能机器人“北控小蓝”，可以实现生化系统运行的无人值守和闭环控制，通过对水、泥、气、药等各个关键工艺参数的智能控制，达到行业运行专家的控制水平，大幅度节省运行的电耗和药耗，降低电耗10-20%，降低药耗20-90%，同时提升处理水质，提高系统抗冲击能力，溶解氧控制精度达到±0.1mg/l，达到行业领先水平。

水医生系统BE-Doctor（典型案例：绵阳塔子坝污水处理厂）：BE-Doctor线上平台，可以为各污水处理厂提供全面的诊断并提供调控方法，集体检和治病于一身，既能够发现问题，也能够解决问题。用户只需要关联运行数据即可获得实时的运行状态诊断报告，并根据诊断发现的问题对症下药，优化运行效果。利用BE-Doctor工艺诊断平台，可以实现对现场运行人员的强赋能，大大提高工作效率。

智慧水务的建立，不仅实现了水厂的智慧化运营，更将专家经验直接赋能到一线，大大提升了运行效率。同时，在实现单厂智慧化运营的基础上，进行管理模式变革，建立区域中心，多水厂集中监、管（控）（典型案例：大岭山组团项目），实现扁平化、集约化管理，可提高人员效益、节能增效。

通过智慧水务的运行，2020年北控水务原材料吨水成本下降25.8%，年节约碳源15000吨、除磷剂20000吨，并大幅减少二氧化排放量和剩余污泥量。

工艺运行优化

北控水务开发了线上工艺调控工具，包括预处理、生化处理和深度处理等主要工艺环节，共有8个方向、37个工具包，线上工艺调控工具内核逻辑与智能控制相似，是在当前自控基础仍不够完善的行业背景下对智能控制的补充，可实现一线运行的傻瓜式操作。线上工艺调控工具内容涵盖按需曝气、同步/短程硝化反硝化、反硝化除磷、精确加药等，融合了模糊控制、模型控制、单一因子最优解控制等。工艺调控工具创造性地解决了集团项目多、专家难以覆盖所有项目的痛点，将最先进的工艺调控方法转化为平台化的应用工具，打开了将专家成熟经验直接赋能一线的通路。

工艺调控工具可将专家经验无限复制，提高了系统的稳定性，保证出水稳定达标，大幅降低污水处理的药耗和电耗等成本。

典型案例：枣庄北控污水处理厂。2020年一季度该厂碳源吨水成本为0.22元，1~5月碳源费用200万元，月均40万元。通过调控工具优化后，6月份碳源费用仅3万元，碳源费用节约90%以上。

典型案例：枣庄北控污水处理厂、菏泽市污水处理厂、北戴河新区污水处理厂等6个项目。采用DO控制、生物除磷、高效池运行、污泥混合调控工具，项目年节约电费177万元、碳源成本600万元、除磷成本81万元。

再生水

北控水务拥有40座再生水厂，再生水项目规模突破100万吨/日，其中63.7%用于生态补给，18.8%用于补充水源，7.9%用于工业用水，6.5%用于景观用水，3.2%用于市政杂用水。

典型案例：新加坡樟宜Ⅱ 新生水厂。新加坡政府提出开发四大“国家水喉”计划，其中之一就是污水再利用项目，即“新生水(NEWater)”项目。该项目产水能力为22.8万吨/日，采用双膜工艺（微滤+反渗透）。原水为樟宜污水厂出水，经处理后生产的新生水满足新加坡《新生水出水标准》及《饮用水标准》，为新加坡提供工业用水和自来水水源补充。 

典型案例：北京稻香湖再生水厂。项目设计规模8万吨/日，对污水进行深度处置后，水质满足北京市地标B（高于一级A标准）。达标的尾水一路作为市政杂用水；另一路排入南沙河作为生态补给用水，提升河道水体质量；第三路作为北部京能热电厂的生产冷却用水，进入生产环节。

可持续新工艺探索

为节约运营难题和提质增效，北控水务长期探索低能耗、低成本等可持续新工艺，以及资源回收新技术，包括同步硝化反硝化、短程硝化反硝化、厌氧氨氧化、碳捕获、磷回收等，并取得了一定进展。

典型案例：徐州睢宁污水处理厂（同步硝化反硝化）。徐州睢宁污水处理厂处理城市污水4万吨/日，生化处理采用A2O工艺，长期进水碳氮比偏低（COD/TN=4:1），为确保出水总氮的稳定达标，日常运行中需补充大量碳源，大大增加了污水处理成本。

为此，2018年开始，污水处理厂尝试采用同步硝化反硝化工艺，进行了以下4个方面的调整和优化：

（1）多点进水（部分进水直接进缺氧区）； 

（2）降低、优化好氧区溶解氧浓度； 

（3）曝气池末端设立消氧区； 

（4）提高生物池活性污泥浓度。

经过运行验证，优化后的系统运行稳定，效果良好，具体表现为：

（1）出水COD、氨氮等保持原有处理效果； 

（2）总氮得到明显控制，出水总氮稳定下降1.5-3.5mg/l； 

（3）成本明显下降：碳源添加量下降15mg/l，电耗基本持平，年节约成本30余万元（不计污泥减量部分的成本节约）； 

（4）处理能力提高2000-4000吨/日。

污水处理厂光伏发电及绿色能源利用情况

城市污水处理厂一般建设在郊区，占地面积大、周围居民较少、高层建筑少，且有充分的阳光。污水处理厂的构筑物顶层面积一般较大，有利于光伏组件的安装和利用，适合光伏发电的投资建设。同时，污水处理厂为能耗大户，污水处理厂土地大多为政府划拨，可使用年限较长，适合光伏发电的长期运行。

光伏发电为绿色清洁能源，在污水处理厂的应用，可大幅降低污水处理厂的用电成本，是污水处理厂减少碳排放的有效途径之一。

北控水务目前已有超过42家污水处理厂采用光伏发电，总装机容量超过32.19MW。

典型案例：江苏宜兴污水处理厂分布式光伏发电项目

江苏宜兴污水处理厂分布式光伏发电项目位于覆盖宜兴市城市污水处理厂、宜兴市新建污水处理厂、宜兴市官林污水处理厂等8家污水处理厂，利用污水处理厂厂区内污水池、沉淀池、絮凝池、办公楼屋面、新建厂区道路，以光伏通廊或光伏车棚的形式建设光伏电站，总安装容量约8.1MW，采用0.4KV电压等级并网、“自发自用，余电上网”模式，于2017年12月底完成并网。

道阻且长，行则将至。作为世界上最大的发展中国家，我国实现碳达峰、碳中和的时间窗口偏紧，工作任务偏重，必须以抓铁有痕、踏石留印的劲头，以节能降碳为重要抓手，加快转变发展方式、优化经济结构、转换增长动力，推动经济社会发展建立在资源高效利用和绿色低碳发展的基础之上。在此大背景下，北控水务将致力于科技研发和新技术推广，持续打造卓越运营能力，着力推动一批优秀产品在行业广泛应用，全面助力“双碳”目标达成。