2022年11月，雙百聯(lián)盟在“2022（第十四屆）水業(yè)熱點(diǎn)論壇”發(fā)布了第二期“雙百跨越”污水處理標(biāo)桿比選活動(dòng)結(jié)果。本次標(biāo)桿比選活動(dòng)歷時(shí)4個(gè)月，來(lái)自32 家水務(wù)企業(yè)的73座污水處理廠進(jìn)入?yún)^(qū)域評(píng)審環(huán)節(jié)，最終25家水務(wù)企業(yè)的33座污水廠上榜（33座污水廠上榜，第二期“雙百跨越”標(biāo)桿污水廠榜單發(fā)布）。

(相關(guān)資料圖)

為傳播標(biāo)桿廠優(yōu)秀建設(shè)和運(yùn)營(yíng)管理經(jīng)驗(yàn)，雙百聯(lián)盟將以“精細(xì)化-智慧化-資源化-低碳化-生態(tài)化-社會(huì)化”評(píng)選維度，系統(tǒng)展示第二期標(biāo)桿廠風(fēng)采。本文以智慧化標(biāo)桿廠——青島水務(wù)集團(tuán)青島張村河水質(zhì)凈化廠為案例，向行業(yè)同仁展示該廠的智慧化特征優(yōu)勢(shì)，為污水處理廠智慧化建設(shè)提供案例支持。

青島水務(wù)集團(tuán)青島張村河水質(zhì)凈化廠在本次標(biāo)桿比選中，榮獲“智慧化—關(guān)鍵環(huán)節(jié)精準(zhǔn)控制標(biāo)桿污水廠”稱號(hào)?！半p百跨越”污水處理標(biāo)桿聯(lián)盟比選專家，北京首創(chuàng)生態(tài)環(huán)保集團(tuán)股份有限公司副總經(jīng)理邢俊義點(diǎn)評(píng)道：這座全地下污水廠通過三級(jí)除臭和多重隔音屏障解決了地下空間的臭氣和噪音問題，打造智能消防系統(tǒng)，結(jié)合精準(zhǔn)曝氣系統(tǒng)、智能加藥系統(tǒng)、精準(zhǔn)控制泥齡和排泥系統(tǒng)，出水總氮小于10mg/L、總磷小于0.3 mg/L，實(shí)現(xiàn)了對(duì)地下水廠安全穩(wěn)定、精細(xì)管理的效果。

01基本情況

青島張村河水質(zhì)凈化廠位于青島市嶗山區(qū)青銀高速以西，張村河北岸，是青島市城區(qū)首個(gè)全地下污水處理廠。項(xiàng)目建設(shè)開工日期為2016年12月，于2018年5月通水運(yùn)行，服務(wù)面積31.2 k㎡（不含山體），服務(wù)人口30萬(wàn)，污水日處理能力4萬(wàn)噸。采用Bardenpho五段法和MBR超濾膜處理工藝，出水水質(zhì)同時(shí)滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)、《城市污水再生利用景觀環(huán)境用水水質(zhì)》中的娛樂性景觀環(huán)境用水標(biāo)準(zhǔn)、《青島市環(huán)境保護(hù)局關(guān)于明確2015年省控河流斷面水質(zhì)改善目標(biāo)的函》中相關(guān)要求，其中：CODcr≤40mg/L、BOD5≤6mg/L、NH3-N≤2mg/L。

圖 1 青島張村河水質(zhì)凈化廠廠區(qū)全圖

02特征優(yōu)勢(shì)

青島張村河水質(zhì)凈化廠不斷完善運(yùn)營(yíng)管理體制，強(qiáng)化各工藝環(huán)節(jié)精準(zhǔn)控制，建立信息化運(yùn)行管理平臺(tái)，結(jié)合智慧水廠建設(shè)，嚴(yán)密監(jiān)控水質(zhì)水量波動(dòng)，實(shí)現(xiàn)安全監(jiān)管在線查及時(shí)匯報(bào)、安全預(yù)警及時(shí)報(bào)，確保污水處理廠精細(xì)化、智能化運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)和節(jié)能降耗目的。

1. 智慧”曝氣

優(yōu)化精確曝氣系統(tǒng)，在原有系統(tǒng)的基礎(chǔ)上新增溶解氧自適應(yīng)、氨氮等優(yōu)化控制系統(tǒng)，建立信號(hào)反饋控制模型，可根據(jù)進(jìn)水負(fù)荷、生物池出水氨氮的變化來(lái)實(shí)時(shí)調(diào)整溶解氧設(shè)定值，精確計(jì)算出鼓風(fēng)機(jī)壓力控制所需的最佳壓力設(shè)定值，優(yōu)化鼓風(fēng)機(jī)的控制，在滿足硝化反應(yīng)和有機(jī)物去除的前提下，最大程度上降低曝氣量，實(shí)現(xiàn)了按實(shí)際所需供氣。2021年曝氣鼓風(fēng)機(jī)噸水電耗降低36.1%。

經(jīng)統(tǒng)計(jì)，曝氣系統(tǒng)優(yōu)化后，2021年度溶解氧測(cè)量值維持在設(shè)定值±0.3mg/L范圍內(nèi)；出水總氮平均值為6.17mg/L，總氮≤10mg/L的時(shí)間占到全年的98.1%；出水氨氮平均值為0.33mg/L，氨氮≤0.5mg/L的時(shí)間占到全年的96.2%。出水水質(zhì)穩(wěn)定，出水指標(biāo)均優(yōu)于國(guó)家出水一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。

圖 2 青島張村河水質(zhì)凈化廠精確曝氣系統(tǒng)

2. 智能加藥

建立智能加藥系統(tǒng)，通過結(jié)合前饋控制、后饋控制、模糊控制等多種控制方式，建立多變量加權(quán)模糊控制模型，根據(jù)進(jìn)水流量，在線水質(zhì)等指標(biāo)，利用上位機(jī)控制系統(tǒng)和PLC通訊實(shí)現(xiàn)自動(dòng)精確投藥。根據(jù)進(jìn)水流量、出水總氮數(shù)值、生物池出水硝氮數(shù)值自動(dòng)調(diào)整碳源投加量。根據(jù)進(jìn)水流量、出水總磷數(shù)值、生物池進(jìn)水總磷數(shù)值自動(dòng)調(diào)整三氯化鐵投加量，加藥量和水質(zhì)水量相匹配，有效控制成本，節(jié)能降耗。2021年藥耗年均值下降101.7元/千噸水。

經(jīng)統(tǒng)計(jì)，智能加藥系統(tǒng)運(yùn)行后，2020年出水水質(zhì)中總氮、總磷指標(biāo)波動(dòng)小，易于控制，穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。2019年出水總氮≤10mg/L的時(shí)間占到全年的90.7%；出水總磷≤0.3mg/L的時(shí)間占到全年的94.0%。2020年出水總氮≤10mg/L的時(shí)間占到全年的95.3%；出水總磷≤0.3mg/L的時(shí)間占到全年的98.1%。相比于2019年，2020年乙酸鈉單耗降低14.6%，三氯化鐵單耗降低16.7%。

圖 3 青島張村河水質(zhì)凈化廠加藥間

3. 精確排泥

根據(jù)廠區(qū)進(jìn)水量、原水SS濃度等變化情況，計(jì)算排泥量，通過設(shè)置PLC程序，按周期循環(huán)式進(jìn)行S3D池排泥。剩余污泥排放根據(jù)進(jìn)水有機(jī)物負(fù)荷、污泥濃度等變化，通過設(shè)定的污泥齡計(jì)算剩余污泥排泥量，指導(dǎo)精準(zhǔn)排泥。

4. 地下廠區(qū)安全標(biāo)準(zhǔn)化管理

（1）消防安全。采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和無(wú)線通訊技術(shù)，將14套室內(nèi)和1套室外消火栓智慧終端，與消火栓采集系統(tǒng)、信息管理系統(tǒng)融合起來(lái)，形成對(duì)消火栓用水、撞倒、水壓、漏損的全面監(jiān)控管理。

圖 4 青島張村河水質(zhì)凈化廠消火栓智慧終端界面

（2）防洪排澇。進(jìn)水設(shè)置速閉閘、電動(dòng)刀閘、偏心半球閥，優(yōu)化雨水泵及排污管道，增加箱體外排能力，建立重點(diǎn)環(huán)節(jié)超液位報(bào)警。

（3）箱體通訊。建立箱體通訊基站，設(shè)置安全提示廣播，配置對(duì)講機(jī)。

（4）應(yīng)急管理。建立有限空間作業(yè)程序文件，定期演練培訓(xùn)，專職安全管理。

（5）應(yīng)急疏散。箱體內(nèi)設(shè)置應(yīng)急疏散標(biāo)識(shí)，建立箱體內(nèi)視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

（6）地上景觀。增加門禁系統(tǒng)，聘請(qǐng)專業(yè)物業(yè)公司管理，建立視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

（7）自動(dòng)化監(jiān)控。基本實(shí)現(xiàn)廠區(qū)視頻監(jiān)控全覆蓋，引入在線監(jiān)測(cè)儀和PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)工藝參數(shù)在線查，高限預(yù)警及時(shí)報(bào)，掌握污水處理設(shè)施的運(yùn)行情況。

03水廠榮譽(yù)

青島水務(wù)集團(tuán)青島張村河水質(zhì)凈化廠運(yùn)營(yíng)至今，得到了省市環(huán)保部門及行業(yè)主管部門的高度認(rèn)可，獲得了多項(xiàng)榮譽(yù)：

2017年榮獲“工人先鋒號(hào)”，同時(shí)被授予“青島市示范性重點(diǎn)工程勞動(dòng)競(jìng)賽優(yōu)勝者單位”；

2018年榮獲BIM技術(shù)應(yīng)用成果設(shè)計(jì)組三等獎(jiǎng)；

2019年榮獲山東省優(yōu)質(zhì)安裝工程“魯安杯”獎(jiǎng)；榮獲中國(guó)安裝工程優(yōu)質(zhì)獎(jiǎng)“中國(guó)安裝之星”；

2020年被授予青島市環(huán)境教育基地、青島市科普教育基地；

2021年，榮獲山東省優(yōu)秀工程勘察設(shè)計(jì)成果一等獎(jiǎng)、“創(chuàng)未來(lái)·致青春”青年創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽社會(huì)企業(yè)賽道優(yōu)秀獎(jiǎng)、山東省城鎮(zhèn)排水工作先進(jìn)集體與青島市文明單位標(biāo)兵；同年被授予青島市第六批未成年人“社會(huì)課堂”場(chǎng)館；

2022年，《了不起的微生物》榮獲“青島市優(yōu)秀科普微視頻作品”。

04未來(lái)計(jì)劃

青島水務(wù)集團(tuán)青島張村河水質(zhì)凈化廠目前初步搭建廠內(nèi)的智慧水務(wù)信息系統(tǒng)，已經(jīng)部署了數(shù)據(jù)錄入統(tǒng)計(jì)、生產(chǎn)管理、安全管理檔案、物資采購(gòu)及出入庫(kù)的流程管理等模塊。未來(lái)的智慧廠站建設(shè)，以中心化運(yùn)營(yíng)管理為中心，以生產(chǎn)穩(wěn)定為前提，以節(jié)能降耗為目標(biāo)，通過工藝、設(shè)備聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)智能值守，推動(dòng)生產(chǎn)人員專業(yè)化、技術(shù)化轉(zhuǎn)型，最終完成智慧值守和工藝管控、設(shè)備智能管控的智能決策系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：