2022年11月，雙百聯(lián)盟在“2022（第十四屆）水業(yè)熱點論壇”發(fā)布了第二期“雙百跨越”污水處理標桿比選活動結(jié)果。本次標桿比選活動歷時4個月，來自32 家水務(wù)企業(yè)的73座污水處理廠進入?yún)^(qū)域評審環(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”標桿污水廠榜單發(fā)布）。

(相關(guān)資料圖)

為傳播標桿廠優(yōu)秀建設(shè)和運營管理經(jīng)驗，雙百聯(lián)盟將以“精細化-智慧化-資源化-低碳化-生態(tài)化-社會化”評選維度，系統(tǒng)展示第二期標桿廠風采。本文以智慧化標桿廠——青島水務(wù)集團青島張村河水質(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，為污水處理廠智慧化建設(shè)提供案例支持。

青島水務(wù)集團青島張村河水質(zhì)凈化廠在本次標桿比選中，榮獲“智慧化—關(guān)鍵環(huán)節(jié)精準控制標桿污水廠”稱號?！半p百跨越”污水處理標桿聯(lián)盟比選專家，北京首創(chuàng)生態(tài)環(huán)保集團股份有限公司副總經(jīng)理邢俊義點評道：這座全地下污水廠通過三級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)合精準曝氣系統(tǒng)、智能加藥系統(tǒng)、精準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，實現(xiàn)了對地下水廠安全穩(wěn)定、精細管理的效果。

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)首個全地下污水處理廠。項目建設(shè)開工日期為2016年12月，于2018年5月通水運行，服務(wù)面積31.2 k㎡（不含山體），服務(wù)人口30萬，污水日處理能力4萬噸。采用Bardenpho五段法和MBR超濾膜處理工藝，出水水質(zhì)同時滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》中的一級A標準、《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)境用水標準、《青島市環(huán)境保護局關(guān)于明確2015年省控河流斷面水質(zhì)改善目標的函》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

青島張村河水質(zhì)凈化廠不斷完善運營管理體制，強化各工藝環(huán)節(jié)精準控制，建立信息化運行管理平臺，結(jié)合智慧水廠建設(shè)，嚴密監(jiān)控水質(zhì)水量波動，實現(xiàn)安全監(jiān)管在線查及時匯報、安全預(yù)警及時報，確保污水處理廠精細化、智能化運行，實現(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)，建立信號反饋控制模型，可根據(jù)進水負荷、生物池出水氨氮的變化來實時調(diào)整溶解氧設(shè)定值，精確計算出鼓風機壓力控制所需的最佳壓力設(shè)定值，優(yōu)化鼓風機的控制，在滿足硝化反應(yīng)和有機物去除的前提下，最大程度上降低曝氣量，實現(xiàn)了按實際所需供氣。2021年曝氣鼓風機噸水電耗降低36.1%。

經(jīng)統(tǒng)計，曝氣系統(tǒng)優(yōu)化后，2021年度溶解氧測量值維持在設(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的時間占到全年的96.2%。出水水質(zhì)穩(wěn)定，出水指標均優(yōu)于國家出水一級A標準。

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)進水流量，在線水質(zhì)等指標，利用上位機控制系統(tǒng)和PLC通訊實現(xiàn)自動精確投藥。根據(jù)進水流量、出水總氮數(shù)值、生物池出水硝氮數(shù)值自動調(diào)整碳源投加量。根據(jù)進水流量、出水總磷數(shù)值、生物池進水總磷數(shù)值自動調(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，智能加藥系統(tǒng)運行后，2020年出水水質(zhì)中總氮、總磷指標波動小，易于控制，穩(wěn)定達標。2019年出水總氮≤10mg/L的時間占到全年的90.7%；出水總磷≤0.3mg/L的時間占到全年的94.0%。2020年出水總氮≤10mg/L的時間占到全年的95.3%；出水總磷≤0.3mg/L的時間占到全年的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)進水量、原水SS濃度等變化情況，計算排泥量，通過設(shè)置PLC程序，按周期循環(huán)式進行S3D池排泥。剩余污泥排放根據(jù)進水有機物負荷、污泥濃度等變化，通過設(shè)定的污泥齡計算剩余污泥排泥量，指導(dǎo)精準排泥。

4. 地下廠區(qū)安全標準化管理

（1）消防安全。采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和無線通訊技術(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，形成對消火栓用水、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。進水設(shè)置速閉閘、電動刀閘、偏心半球閥，優(yōu)化雨水泵及排污管道，增加箱體外排能力，建立重點環(huán)節(jié)超液位報警。

（3）箱體通訊。建立箱體通訊基站，設(shè)置安全提示廣播，配置對講機。

（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)急疏散標識，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)，聘請專業(yè)物業(yè)公司管理，建立視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

（7）自動化監(jiān)控?；緦崿F(xiàn)廠區(qū)視頻監(jiān)控全覆蓋，引入在線監(jiān)測儀和PLC自動控制系統(tǒng)，實現(xiàn)工藝參數(shù)在線查，高限預(yù)警及時報，掌握污水處理設(shè)施的運行情況。

03水廠榮譽

青島水務(wù)集團青島張村河水質(zhì)凈化廠運營至今，得到了省市環(huán)保部門及行業(yè)主管部門的高度認可，獲得了多項榮譽：

2017年榮獲“工人先鋒號”，同時被授予“青島市示范性重點工程勞動競賽優(yōu)勝者單位”；

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

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

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)計成果一等獎、“創(chuàng)未來·致青春”青年創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽社會企業(yè)賽道優(yōu)秀獎、山東省城鎮(zhèn)排水工作先進集體與青島市文明單位標兵；同年被授予青島市第六批未成年人“社會課堂”場館；

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未來計劃

青島水務(wù)集團青島張村河水質(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、生產(chǎn)管理、安全管理檔案、物資采購及出入庫的流程管理等模塊。未來的智慧廠站建設(shè)，以中心化運營管理為中心，以生產(chǎn)穩(wěn)定為前提，以節(jié)能降耗為目標，通過工藝、設(shè)備聯(lián)動，實現(xiàn)智能值守，推動生產(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)。

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