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）。

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。本文以資源化標桿廠(chǎng)——金科環(huán)境無(wú)錫高品質(zhì)再生水廠(chǎng)為案例，向行業(yè)同仁展示該廠(chǎng)的資源化特征優(yōu)勢，為污水處理廠(chǎng)資源化建設提供案例支持。

金科環(huán)境無(wú)錫高品質(zhì)再生水廠(chǎng)在本次標桿比選中，榮獲“資源化—再生水利用污水廠(chǎng)”稱(chēng)號?！半p百跨越”污水處理標桿聯(lián)盟顧問(wèn)專(zhuān)家，上海市政工程設計研究總院（集團）有限公司總工程師張辰點(diǎn)評道：該水廠(chǎng)采用數字化運營(yíng)管理的數據雙胞胎技術(shù)，實(shí)現了無(wú)人值守、數字巡檢等功能，并且采用超濾＋反滲透處理工藝，出水供給周邊電子工廠(chǎng)以替代自來(lái)水，實(shí)現水資源再生的同時(shí)產(chǎn)生經(jīng)濟效益?！半p百跨越”污水處理標桿聯(lián)盟特聘運營(yíng)評估專(zhuān)員，北京密云新城再生水廠(chǎng)廠(chǎng)長(cháng)傅長(cháng)明點(diǎn)評道：再生水回用的典范，處理后出水經(jīng)過(guò)深度處理100%工業(yè)回用，自動(dòng)化管理程度較高，實(shí)現少人值守。

(相關(guān)資料圖)

01基本情況

金科環(huán)境無(wú)錫高品質(zhì)再生水廠(chǎng)（江蘇無(wú)錫錫山再生水廠(chǎng)）是金科環(huán)境股份有限公司和錫山環(huán)保能源集團共同建設運營(yíng)的，公司成立于2020年12月，坐落在無(wú)錫市錫山經(jīng)濟技術(shù)開(kāi)發(fā)區萬(wàn)安路61號，主營(yíng)污廢水深度處理及資源化再生利用、區域環(huán)境容量置換及工業(yè)水處理配套、區域地表水、河道水提標等環(huán)保業(yè)務(wù)。

秉承構筑綠色循環(huán)生態(tài)的環(huán)保理念，金科環(huán)境無(wú)錫高品質(zhì)再生水廠(chǎng)運用金科環(huán)境膜技術(shù)水深度處理及污廢水資源化的雄厚技術(shù)背景及建設、運營(yíng)經(jīng)驗，利用錫山水務(wù)環(huán)保產(chǎn)業(yè)平臺，以無(wú)錫為示范點(diǎn)，同步輻射蘇、浙、皖等區域開(kāi)展污廢水資源循環(huán)再生及非常規水資源利用、污廢水零排放等業(yè)務(wù)，致力于打造為蘇浙皖地區新生水及環(huán)保業(yè)務(wù)區域投資、運營(yíng)、咨詢(xún)中心。

金科環(huán)境無(wú)錫高品質(zhì)再生水廠(chǎng)總設計規模4萬(wàn)噸/日，一期建設規模2萬(wàn)噸/日。項目總占地面積14358平方米，一期建筑面積約2670平方米，包含模塊化膜品間、輔助水池、辦公樓、門(mén)衛及其他輔助設施，一期總投資約1億元人民幣。項目于2021年8月開(kāi)工建設，同年11月底通水運營(yíng)。項目以錫山水務(wù)有限公司云林污水廠(chǎng)準四類(lèi)品質(zhì)出水為水源，采用超濾＋反滲透處理工藝，產(chǎn)水品質(zhì)遠優(yōu)于自來(lái)水標準，主要供應健鼎電子、高德電子、統盟電子、能達熱電及周邊高品質(zhì)水用戶(hù)。

圖 1 金科環(huán)境無(wú)錫高品質(zhì)再生水廠(chǎng)

02特征優(yōu)勢

金科環(huán)境無(wú)錫高品質(zhì)再生水廠(chǎng)采用金科創(chuàng )新的PIPP（即Public-industry-Private-Partership）“以水養水”商業(yè)模式，利用污廢水生產(chǎn)高品質(zhì)、高附加值的再生水，出售給工業(yè)企業(yè)，以水（再生水/新生水）養水（污水處理）?？梢酝瑫r(shí)實(shí)現污廢水處理提標、再生利用、污染物資源化三大目標，全面解決水污染、水短缺和水安全問(wèn)題，具有顯著(zhù)的生態(tài)效益、社會(huì )效益和經(jīng)濟效益，是對“環(huán)保+循環(huán)經(jīng)濟”的開(kāi)拓性探索。在PIPPTM模式的基礎上，公司于2017年推出“藍色生態(tài)園/工廠(chǎng)模式”，利用核心技術(shù)將生產(chǎn)出的再生水出售給工業(yè)企業(yè)，同時(shí)把水中其他的污染物轉化為具有商業(yè)價(jià)值的產(chǎn)品，將污水“吃干榨凈”。

圖 2 PIPP創(chuàng )新模式

金科環(huán)境無(wú)錫高品質(zhì)再生水廠(chǎng)是金科環(huán)境第一個(gè)落地的產(chǎn)品化（第二代）水廠(chǎng)，采用金科環(huán)境自主研發(fā)的裝配式模塊化膜法水處理單元，首次將金科擁有自主知識產(chǎn)權的膜通用平臺、臥式經(jīng)典風(fēng)超濾系統、膜污染控制系統、精確加藥體系、數字化建設管理平臺、數字化運營(yíng)管理平臺、無(wú)人值守系統等與裝配式廠(chǎng)房進(jìn)行系統性整合，打造由超濾模塊、反滲透模塊、輔助配套模塊三大產(chǎn)品化模塊拼裝組合的無(wú)人值守膜品間。具有建設周期短、投資風(fēng)險小、全生命周期成本低、產(chǎn)品質(zhì)量高、數字化管理平臺實(shí)現“無(wú)人”值守、可快速實(shí)現改/擴建等優(yōu)勢。

1. 膜通用平臺技術(shù)

金科環(huán)境自主研發(fā)的全球專(zhuān)利——膜通用平臺裝備技術(shù)，可以實(shí)現多個(gè)品牌膜元件的通用互換，以及系統運行工況和條件的軟件兼容，實(shí)現了真正意義上的功能性通用互換，在水廠(chǎng)全生命周期內，給客戶(hù)提供膜品牌的自主選擇權。同時(shí)，通用技術(shù)擁有單體裝備大型化的優(yōu)勢，節省占地面積，有效減少膜系統的復雜程度，降低系統投資和運營(yíng)成本。

圖 3 PIPP創(chuàng )新模式

2、數字雙胞胎系統

采用金科環(huán)境研發(fā)的“水廠(chǎng)雙胞胎-建設管理平臺”和“水廠(chǎng)雙胞胎-運營(yíng)管理平臺”，實(shí)現了水廠(chǎng)設計、建設、運營(yíng)各個(gè)階段實(shí)體廠(chǎng)/數字廠(chǎng)同步數字化實(shí)施-所見(jiàn)即所得。運營(yíng)管理平臺包括實(shí)時(shí)監控、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)、信息中心、少人值守、配置中心五大模塊。

（1）實(shí)時(shí)監控

水廠(chǎng)運行態(tài)勢實(shí)時(shí)數據駕駛艙，時(shí)刻關(guān)注工藝安全、設備安全以及人防安全。水廠(chǎng)運營(yíng)綜合數據駕駛艙，水廠(chǎng)運營(yíng)綜合數據看板，將運營(yíng)相關(guān)數據集成到數據大屏，可定制數據指標模塊和動(dòng)態(tài)配置模塊布局。水廠(chǎng)運行全面安全監控。工況異常報警；視頻監控、煙感門(mén)禁異常報警；維修保養預期報警。便捷情景操控模式，一鍵完成若干工藝指令執行和參數數值切換，按模式管理水廠(chǎng)運行。

圖 4 智能水廠(chǎng)雙胞胎管理平臺

動(dòng)態(tài)駕駛艙：平臺所提供的數據駕駛艙，數據項、數據呈現形式、數據呈現模塊布局，均可在線(xiàn)配置，并保存多個(gè)版本。駕駛艙同時(shí)支持文件管理、報警中心、三維可視化、項目概況等預制模塊，可有選擇的進(jìn)行添加和布局調整。同一個(gè)水廠(chǎng)內，可根據車(chē)間不同，使用場(chǎng)景不同，設置多個(gè)駕駛艙數據項組合和布局，靈活適配各種應用場(chǎng)景。

報警中心：平臺提供多種類(lèi)型的報警，包括巡檢異常、故障上報、工藝診斷異常、維修保養逾期等等。報警信息通過(guò)微信或釘釘群發(fā)，可推送至相關(guān)負責人，驅動(dòng)責任人第一時(shí)間采取相應措施。報警信息集中記錄，可作為水廠(chǎng)運營(yíng)工作復盤(pán)分析的數據來(lái)源，是水廠(chǎng)運行工作中可以積累的重要數據資產(chǎn)。

圖 5 報警中心

數字安防：系統可快速集成視頻監控系統，并集成智能監控設備具有的智能功能，可根據業(yè)務(wù)需求實(shí)現多系統聯(lián)動(dòng)。三維場(chǎng)景與視頻畫(huà)面聯(lián)動(dòng)，高效定位視頻畫(huà)面空間位置，提高應急時(shí)間處理效率。智能視頻監控設備可提供水廠(chǎng)部分環(huán)境感知識別功能，例如跑水漏水等。

圖 6 視頻監控系統

（2）生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)

數字化維修保養作業(yè)管理與記錄，數據驅動(dòng)水廠(chǎng)運營(yíng)決策優(yōu)化，如備品備件統籌采購倉儲計劃等。智能巡檢驅動(dòng)維修保養工單，系統智能巡檢給出工況評估后，需要維修保養的設備可直接派發(fā)工單，到相關(guān)工作人員。移動(dòng)端現場(chǎng)規范運維操作，工作人員完成維修保養工作后，移動(dòng)端提交工作記錄?？缮蟼髻Y料、圖片、視頻等，提交表單格式可在線(xiàn)編輯。維修保養計劃精細到位號，系統可錄入精確的運維保養計劃，提供計劃逾期預警。精細化管理備品備件，統籌規劃采購與倉儲。

圖 7 數字化維修保養作業(yè)管理與記錄

智慧運維系統：平臺提供精細到設備的維修保養計劃功能，可按照計劃精細化的推送作業(yè)清單，確保維修保養工作如期進(jìn)行。系統對逾期未執行的維修保養計劃，將給出預警報警，并派發(fā)工單到指定人員，數字化驅動(dòng)運維工作執行。維修保養操作可通過(guò)移動(dòng)端完成作業(yè)數據記錄，可通過(guò)拍照或錄視頻的方式記錄關(guān)鍵動(dòng)作和結果。

設備管理：精確到位號的設備管理，實(shí)時(shí)采集平記錄水廠(chǎng)設備全生命周期數據資產(chǎn)，包括設計、采購、建設和運行期數據。精細化管理設備備品備件數據，統籌規劃備品備件采購和存儲的時(shí)機和時(shí)長(cháng)，合理規劃倉儲。平臺可提供數據中臺服務(wù)，以設備為核心組織其相關(guān)數據，并提供統一的數據訪(fǎng)問(wèn)與可視化管理。

（3）信息中心

水廠(chǎng)運營(yíng)數據中臺服務(wù)，數據治理中心，搭建數字化轉型技術(shù)底座。水廠(chǎng)數據與信息綜合管理，水廠(chǎng)全生命周期資料數據，綜合記錄管理。記錄水廠(chǎng)設計、采購、施工和運行各階段相關(guān)數據以設備為數據組織核心基于BIM數據，組織索引相關(guān)數據和資料，實(shí)現數據與BIM的交互聯(lián)動(dòng)，雙向查詢(xún)。便捷直觀(guān)的系統交互體驗基于BIM的優(yōu)良可視屬性，建立直觀(guān)、高效的人-機、人-數據連接通道。提高數據及數據分析結果的使用效率。

（4）少人值守

系統感知與分析水廠(chǎng)實(shí)時(shí)工況，逐步減少對人員經(jīng)驗和體力的依賴(lài)，保障設備運行。全量全要素感知水廠(chǎng)工況，通過(guò)采集PLC數據，加裝工業(yè)傳感器等技術(shù)手段，采集水廠(chǎng)工況分析需要的全量數據要素。智能巡檢定時(shí)推送工況評估報告，系統基于全要素數據，定時(shí)進(jìn)行分析判斷，給出巡檢報告，包括工藝工況評價(jià)和操作建議。逐步減少人員巡檢，保留部分人工巡檢功能，減少因人員疏忽造成的設備損耗或故障。

智能巡檢系統：數據駕駛艙主控畫(huà)面中，可按指定智能巡檢間隔，生成智能巡檢報告，以“橫幅”形式滾動(dòng)播報巡檢結果。數字代理“員工”在三維場(chǎng)景內完成虛擬巡檢，按照指定路線(xiàn)對水廠(chǎng)數據進(jìn)行輪巡，輸入給分析模塊。生成智能報告，包括工藝數據工況情況評估，專(zhuān)家系統工藝診斷分析結果和動(dòng)態(tài)環(huán)境感知數據分析結果，以及水廠(chǎng)運行工況綜合評價(jià)及處理建議。

智能專(zhuān)家系統：平臺提供圖形化界面，供專(zhuān)家團隊將水廠(chǎng)工況判斷規則輸入到平臺系統內，作為工藝診斷分析的算法依據。平臺提供靈活可在線(xiàn)配置的數據圖表呈現模塊，可以在線(xiàn)配置相關(guān)數據可視化形式，輔助人工工藝優(yōu)化決策。工藝診斷模塊按照規則庫對水廠(chǎng)運行相關(guān)數據進(jìn)行綜合分析判斷，并給出綜合評價(jià)及優(yōu)化建議。

（5）配置中心

在線(xiàn)化平臺部署方案，便捷上線(xiàn)基礎版本。存量水廠(chǎng)高效部署上線(xiàn)，輕量化與感知系統服務(wù)支撐。工業(yè)模型輕量化處理，支持P3D、Revite等模型輸入，輸出系統可用的輕量化BIM模型，并包含設備設計屬性數據。在線(xiàn)化數據集成配置。高效集成Scada系統或直連PLC系統，快捷集成數據，動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)數據項到設備對象。動(dòng)態(tài)適配實(shí)際運維業(yè)務(wù)流程。動(dòng)態(tài)可配置數據駕駛艙，豐富的數據圖表庫，智能巡檢路徑與數據項配置，數據提交表單與數據項配置。

3、直聯(lián)耦合系統（IMS）

公司的IMS技術(shù)，實(shí)現了反滲透膜系統與GTFOST超濾系統直聯(lián)耦合，省去了傳統超濾-反滲透工藝的中間水池和二次提升，節省了工藝占地面積及建設投資，減少能源消耗。直連的同時(shí)避免了中間水池可能產(chǎn)生的二次污染，降低了反滲透化學(xué)清洗頻率，可提升反滲透膜使用壽命。

03企業(yè)榮譽(yù)

金科環(huán)境無(wú)錫高品質(zhì)再生水廠(chǎng)的建成實(shí)現了錫山經(jīng)濟技術(shù)開(kāi)發(fā)區污廢水再生利用率的提高，為企業(yè)及政府提供了環(huán)境容量，利于產(chǎn)能提升及招商落地。污水再生處理后用于下游PCB及熱電企業(yè)，不僅取得了商業(yè)收入，同時(shí)減少了企業(yè)原來(lái)純水制作工藝和成本，商業(yè)模式創(chuàng )新，工程產(chǎn)品化創(chuàng )新，具有示范和推廣意義。

水廠(chǎng)運用自主研發(fā)的數字孿生技術(shù)，通過(guò)采用先進(jìn)的管理思維和技術(shù)手段，提供一套應用于水廠(chǎng)的智能化控制、物聯(lián)網(wǎng)接入采集、一體化中央監控、移動(dòng)化管控平臺、大數據分析和科學(xué)化決策于一體的自動(dòng)化、數字化、智能化水廠(chǎng)整體解決方案，實(shí)現水廠(chǎng)的少人/無(wú)人化生產(chǎn)運營(yíng)管理。目前已實(shí)現設備故障停產(chǎn)時(shí)長(cháng)減少5%、線(xiàn)下人工巡檢減少50%以上、庫存有效率提高10%、膜清洗操作準確率提升5%。

自運營(yíng)以來(lái)水廠(chǎng)產(chǎn)水品質(zhì)遠優(yōu)于用戶(hù)要求水質(zhì)，平均產(chǎn)水電導率低于50μS/cm，水質(zhì)水量穩定。水廠(chǎng)憑借高質(zhì)量產(chǎn)品和優(yōu)質(zhì)服務(wù)得到了用戶(hù)的高度認可，用戶(hù)滿(mǎn)意度均滿(mǎn)分。

金科環(huán)境無(wú)錫高品質(zhì)再生水廠(chǎng)取得的成果獲得了同行專(zhuān)家的一致肯定。在2021—2022年間接待各類(lèi)參觀(guān)交流50余次，累計接待參觀(guān)者400余人。在2022(第二十屆)水業(yè)戰略論壇上榮獲“2022再生水回用優(yōu)秀案例”殊榮。此外，本項目在《2022年江蘇省長(cháng)江流域生態(tài)保護和修復工程項目》申報中專(zhuān)家評分80分，獲得專(zhuān)項補助資金2019萬(wàn)元。

金科環(huán)境無(wú)錫高品質(zhì)再生水廠(chǎng)是響應長(cháng)江生態(tài)環(huán)境保護的一項重要工作，亦是金科環(huán)境第二代工程產(chǎn)品化水廠(chǎng)的典型示范案例，也為我國污水資源化利用提供寶貴的技術(shù)和管理經(jīng)驗，對長(cháng)三角乃至全國的污水資源化利用都具有領(lǐng)先的示范意義，同時(shí)將為今后更大規模的再生水回用工程的實(shí)施和管理積累經(jīng)驗，提供有益的參考和借鑒。

04發(fā)展前景

隨著(zhù)國家“雙碳”戰略部署的不斷深入，國家十部委及江蘇省陸續發(fā)布了《關(guān)于推進(jìn)污水資源化利用的指導意見(jiàn)》（發(fā)改環(huán)資〔2021〕13號）、《區域再生水循環(huán)利用試點(diǎn)實(shí)施方案》（環(huán)辦水體〔2021〕28號）、《江蘇省推進(jìn)污水資源化利用的實(shí)施方案》（蘇發(fā)改資環(huán)發(fā)〔2021〕1047號）等推進(jìn)污水資源化利用的政策文件，將污水資源化利用擺在了更加突出位置。2020年12月，國家生態(tài)環(huán)境部印發(fā)了《關(guān)于進(jìn)一步規范城鎮（園區）污水處理環(huán)境管理的通知》，要求各地編制城鎮污水處理及再生利用設施建設規劃，落實(shí)污水處理、再生水利用等相關(guān)工作?！懂a(chǎn)業(yè)園區規劃環(huán)評審查最新相關(guān)要求》明確園區/集中區近期中水回用30%-40%，化工園區40%-50%。污水再生和回用可緩解城市水荒、提高水資源的綜合開(kāi)發(fā)利用程度，開(kāi)發(fā)利用城市污水為拓寬供水來(lái)源提供了新的思路，是提高供水可靠性的重要手段。通過(guò)企業(yè)污廢水的再生回用，實(shí)現了在工業(yè)企業(yè)內將自來(lái)水作為第二備用水源的可能性。

隨著(zhù)區域工業(yè)經(jīng)濟總量在不斷擴大，工業(yè)用水量需求也呈逐年遞增趨勢，但環(huán)境容量指標日趨縮緊，嚴重制約地方工業(yè)企業(yè)落地，本項目的建設不僅符合園區招引外資的政策，還可以解決服務(wù)區的環(huán)境容量問(wèn)題、水污染問(wèn)題、改善園區的環(huán)境、促進(jìn)園區發(fā)展。同時(shí)，污水深度處理后回用亦可以取得一定的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益，利于水資源的節約和合理規劃，大大提升城市的對外形象，從而進(jìn)一步改善當地的投資環(huán)境。

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