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”污水處理標桿比選活動(dòng)結果。本次標桿比選活動(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(chǎng)進(jìn)入區域評審環(huán)節，最終25家水務(wù)企業(yè)的33座污水廠(chǎng)上榜（33座污水廠(chǎng)上榜，第二期“雙百跨越”標桿污水廠(chǎng)榜單發(fā)布）。

(相關(guān)資料圖)

為傳播標桿廠(chǎng)優(yōu)秀建設和運營(yíng)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(huì )化”評選維度，系統展示第二期標桿廠(chǎng)風(fēng)采。本文以智慧化標桿廠(chǎng)——青島水務(wù)集團青島張村河水質(zhì)凈化廠(chǎng)為案例，向行業(yè)同仁展示該廠(chǎng)的智慧化特征優(yōu)勢，為污水處理廠(chǎng)智慧化建設提供案例支持。

青島水務(wù)集團青島張村河水質(zhì)凈化廠(chǎng)在本次標桿比選中，榮獲“智慧化—關(guān)鍵環(huán)節精準控制標桿污水廠(chǎng)”稱(chēng)號?！半p百跨越”污水處理標桿聯(lián)盟比選專(zhuān)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(diǎn)評道：這座全地下污水廠(chǎng)通過(guò)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(wèn)題，打造智能消防系統，結合精準曝氣系統、智能加藥系統、精準控制泥齡和排泥系統，出水總氮小于10mg/L、總磷小于0.3 mg/L，實(shí)現了對地下水廠(chǎng)安全穩定、精細管理的效果。

01基本情況

青島張村河水質(zhì)凈化廠(chǎng)位于青島市嶗山區青銀高速以西，張村河北岸，是青島市城區首個(gè)全地下污水處理廠(chǎng)。項目建設開(kāi)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(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(mǎn)足《城鎮污水處理廠(chǎng)污染物排放標準》中的一級A標準、《城市污水再生利用景觀(guān)環(huán)境用水水質(zhì)》中的娛樂(lè )性景觀(guān)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(chǎng)廠(chǎng)區全圖

02特征優(yōu)勢

青島張村河水質(zhì)凈化廠(chǎng)不斷完善運營(yíng)管理體制，強化各工藝環(huán)節精準控制，建立信息化運行管理平臺，結合智慧水廠(chǎng)建設，嚴密監控水質(zhì)水量波動(dòng)，實(shí)現安全監管在線(xiàn)查及時(shí)匯報、安全預警及時(shí)報，確保污水處理廠(chǎng)精細化、智能化運行，實(shí)現安全生產(chǎn)和節能降耗目的。

1. 智慧”曝氣

優(yōu)化精確曝氣系統，在原有系統的基礎上新增溶解氧自適應、氨氮等優(yōu)化控制系統，建立信號反饋控制模型，可根據進(jìn)水負荷、生物池出水氨氮的變化來(lái)實(shí)時(shí)調整溶解氧設定值，精確計算出鼓風(fēng)機壓力控制所需的最佳壓力設定值，優(yōu)化鼓風(fēng)機的控制，在滿(mǎn)足硝化反應和有機物去除的前提下，最大程度上降低曝氣量，實(shí)現了按實(shí)際所需供氣。2021年曝氣鼓風(fēng)機噸水電耗降低36.1%。

經(jīng)統計，曝氣系統優(yōu)化后，2021年度溶解氧測量值維持在設定值±0.3mg/L范圍內；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(chǎng)精確曝氣系統

2. 智能加藥

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

經(jīng)統計，智能加藥系統運行后，2020年出水水質(zhì)中總氮、總磷指標波動(dòng)小，易于控制，穩定達標。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(chǎng)加藥間

3. 精確排泥

根據廠(chǎng)區進(jìn)水量、原水SS濃度等變化情況，計算排泥量，通過(guò)設置PLC程序，按周期循環(huán)式進(jìn)行S3D池排泥。剩余污泥排放根據進(jìn)水有機物負荷、污泥濃度等變化，通過(guò)設定的污泥齡計算剩余污泥排泥量，指導精準排泥。

4. 地下廠(chǎng)區安全標準化管理

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

圖 4 青島張村河水質(zhì)凈化廠(chǎng)消火栓智慧終端界面

（2）防洪排澇。進(jìn)水設置速閉閘、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)節超液位報警。

（3）箱體通訊。建立箱體通訊基站，設置安全提示廣播，配置對講機。

（4）應急管理。建立有限空間作業(yè)程序文件，定期演練培訓，專(zhuān)職安全管理。

（5）應急疏散。箱體內設置應急疏散標識，建立箱體內視頻監控系統。

（6）地上景觀(guān)。增加門(mén)禁系統，聘請專(zhuān)業(yè)物業(yè)公司管理，建立視頻監控系統。

（7）自動(dòng)化監控?；緦?shí)現廠(chǎng)區視頻監控全覆蓋，引入在線(xiàn)監測儀和PLC自動(dòng)控制系統，實(shí)現工藝參數在線(xiàn)查，高限預警及時(shí)報，掌握污水處理設施的運行情況。

03水廠(chǎng)榮譽(yù)

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

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

2018年榮獲BIM技術(shù)應用成果設計組三等獎；

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)秀工程勘察設計成果一等獎、“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、山東省城鎮排水工作先進(jìn)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(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)計劃

青島水務(wù)集團青島張村河水質(zhì)凈化廠(chǎng)目前初步搭建廠(chǎng)內的智慧水務(wù)信息系統，已經(jīng)部署了數據錄入統計、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(lái)的智慧廠(chǎng)站建設，以中心化運營(yíng)管理為中心，以生產(chǎn)穩定為前提，以節能降耗為目標，通過(guò)工藝、設備聯(lián)動(dòng)，實(shí)現智能值守，推動(dòng)生產(chǎn)人員專(zhuān)業(yè)化、技術(shù)化轉型，最終完成智慧值守和工藝管控、設備智能管控的智能決策系統。

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