第十四屆中國農(nóng)村和小城鎮(zhèn)水環(huán)境治理論壇詳細(xì)內(nèi)容鏈接

由中國市政工程協(xié)會生態(tài)市政建設(shè)專業(yè)委員會，ANSO環(huán)境科技產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟發(fā)起的2025年度城鄉(xiāng)水環(huán)境治理優(yōu)秀案例征集活動(dòng)已告一段落。入選優(yōu)秀案例的單位將于9月25-27日在寧夏銀川舉辦的第14屆中國農(nóng)村和小城鎮(zhèn)水環(huán)境治理論壇上受邀參與頒獎(jiǎng)儀式。（相關(guān)鏈接：權(quán)威陣容集結(jié)！第14屆村鎮(zhèn)水環(huán)境論壇重磅內(nèi)容前瞻），我們將陸續(xù)展示部分優(yōu)秀案例，感興趣的單位歡迎繼續(xù)將優(yōu)秀案例發(fā)給我們！

天津市津沽污水處理廠三期工程和積水片改造工程

 PPP 項(xiàng)目智慧水務(wù)系統(tǒng)

申報(bào)單位：葛洲壩水務(wù)（天津）有限公司

一、項(xiàng)目概況

         本項(xiàng)目位于天津市津南區(qū)八里臺鎮(zhèn)，是津沽污水處理廠三期工程及積水片改造 PPP 項(xiàng)目的核心組成部分。項(xiàng)目于 2024 年 11 月建成投運(yùn)，設(shè)計(jì)處理規(guī)模為旱季 28 萬 m3/d、雨季 45 萬 m3/d，服務(wù)人口約 300 萬，覆蓋面積 404618.1 平方米。作為天津市重點(diǎn)水環(huán)境治理工程，項(xiàng)目聚焦 “智慧化、低碳化、高效化” 目標(biāo)，構(gòu)建了國內(nèi)領(lǐng)先的全流程智慧水務(wù)體系，成為華北地區(qū)大型污水處理廠智慧化升級的標(biāo)桿項(xiàng)目。

二、排放要求

         津沽污水處理廠服務(wù)范圍包括以下三部分：環(huán)內(nèi)區(qū)域、環(huán)外西青區(qū)域、環(huán)外津南區(qū)域，出水水質(zhì)達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB12/599-2015）A 標(biāo)準(zhǔn)。

三、總體架構(gòu)

         項(xiàng)目采用 “感知層 - 數(shù)據(jù)層 - 平臺層 - 應(yīng)用層” 四維架構(gòu)，整合智能系統(tǒng)、智能設(shè)備，實(shí)現(xiàn)從污水進(jìn)廠到達(dá)標(biāo)排放的全流程數(shù)字化管控。具體包括：

         感知層：全域部署物聯(lián)網(wǎng)傳感器，覆蓋水質(zhì)、流量、設(shè)備狀態(tài)等 參數(shù)，數(shù)據(jù)采集頻率達(dá)10秒/次。

         數(shù)據(jù)層：構(gòu)建超融合云平臺，采用時(shí)序數(shù)據(jù)庫存儲實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，支持 50 萬條 / 秒數(shù)據(jù)寫入，歷史數(shù)據(jù)存儲周期達(dá)10年。

         平臺層：開發(fā)智慧運(yùn)營管控平臺，集成數(shù)字孿生、工藝仿真等核心模塊，支持 500 用戶并發(fā)訪問，響應(yīng)時(shí)間≤10ms。

         應(yīng)用層：落地 AI 視頻分析、智能加藥等 8 大應(yīng)用場景，形成 “監(jiān)測 - 分析 - 決策 - 執(zhí)行” 閉環(huán)。

四、核心技術(shù)應(yīng)用

        （1）數(shù)字孿生系統(tǒng)

         通過 UE4 引擎構(gòu)建 1:1 廠區(qū)三維模型，涵蓋工藝設(shè)施、核心設(shè)備，實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、水質(zhì)變化等動(dòng)態(tài)仿真。模型加載響應(yīng)時(shí)間≤3s，支持 24 小時(shí)光影渲染和天氣模擬，可通過語音指令控制場景切換。

        （2）工藝仿真系統(tǒng)

         基于進(jìn)水水質(zhì)、設(shè)備參數(shù)構(gòu)建機(jī)理模型，實(shí)時(shí)預(yù)測 8 小時(shí)后出水水質(zhì)，提供曝氣、加藥等關(guān)鍵參數(shù)優(yōu)化方案。系統(tǒng)試運(yùn)行期間，通過模擬不同工況，使碳源投加量降低 10%。

        （3）智能加藥系統(tǒng)

         采用 “進(jìn)水前饋 + 串級反饋 + 出水補(bǔ)償” 四級控制策略，針對碳源藥劑投加開發(fā)專用算法，響應(yīng)時(shí)間≤10 秒，加藥精度達(dá) ±2%。與傳統(tǒng)方式相比，噸水藥耗降低 10%。

        （4）精確曝氣系統(tǒng)

         通過建立水質(zhì)模型實(shí)時(shí)跟蹤和評估各個(gè)溶解氧控制區(qū)的曝氣量需求,進(jìn)行溶解氧、配氣量、閥門開度、總風(fēng)量等最優(yōu)計(jì)算。通過控制空氣調(diào)節(jié)閥門與鼓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)按需調(diào)節(jié)和分配曝氣量，從而進(jìn)行曝氣工藝關(guān)鍵運(yùn)行參數(shù)的最優(yōu)化計(jì)算與全自動(dòng)設(shè)備聯(lián)動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)污水處理廠精細(xì)化運(yùn)行和管理。

        （5）AI視頻監(jiān)控

         部署 100 路智能攝像頭，實(shí)現(xiàn)水浸、煙霧、火焰、蓋板開啟、人員倒地、安全帽穿戴、柵渣滿溢、液位變動(dòng)等 10 類異常場景自動(dòng)識別，保證人員安全、生產(chǎn)環(huán)境安全、設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行。

        （6）巡檢機(jī)器人

        在加藥間、再生水泵房部署巡檢機(jī)器人，每2小時(shí)自動(dòng)執(zhí)行巡檢任務(wù)，實(shí)現(xiàn)重要單元無人值守，同時(shí)具備紅外測溫、氣體檢測、數(shù)據(jù)識別、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測等智能化巡檢。

        （7）人員定位系統(tǒng)

在廠區(qū)范圍內(nèi)實(shí)時(shí)定位人員位置、追蹤人員運(yùn)行軌跡；支持電子圍欄，當(dāng)人員靠近或者進(jìn)入電子圍欄區(qū)域時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)警；支持視頻跟隨聯(lián)動(dòng)，結(jié)合人員活動(dòng)軌跡聯(lián)動(dòng)視頻監(jiān)控，監(jiān)測人員工作狀態(tài)。

五、創(chuàng)新亮點(diǎn)

        （1）技術(shù)創(chuàng)新

         多系統(tǒng)協(xié)同聯(lián)動(dòng)

         通過工業(yè)總線實(shí)現(xiàn)數(shù)字孿生、工藝仿真、智能加藥系統(tǒng)的數(shù)據(jù)互通，當(dāng)進(jìn)水 COD 突增30%時(shí)，系統(tǒng)可在3分鐘內(nèi)自動(dòng)調(diào)整曝氣強(qiáng)度和碳源投加量，確保出水穩(wěn)定。

         低碳化智慧運(yùn)營

         能耗動(dòng)態(tài)優(yōu)化：基于 AI 算法調(diào)整鼓風(fēng)機(jī)頻率，噸水電耗降低 11.3%。

         全生命周期數(shù)字化管理

         建立設(shè)備數(shù)字臺賬，集成振動(dòng)監(jiān)測、故障預(yù)警功能，關(guān)鍵設(shè)備故障預(yù)警準(zhǔn)確率達(dá) 92%，維護(hù)成本降低 30%。

       （2）模式創(chuàng)新

         采用 PPP 模式整合 “設(shè)計(jì) - 建設(shè) - 運(yùn)維” 全鏈條資源，通過智慧平臺實(shí)現(xiàn)政府監(jiān)管、社會資本運(yùn)營、公眾監(jiān)督的三方協(xié)同，提升環(huán)境治理透明度。

六、綜合效益分析

         1.環(huán)境效益：出水COD 穩(wěn)定在30mg/L以下，氨氮≤1.5mg/L。

         2.經(jīng)濟(jì)效益：智慧化改造后，運(yùn)營人員減少 40%，藥耗、電耗優(yōu)化累計(jì)年節(jié)約成本10%。

         3.社會效益：系統(tǒng)穩(wěn)定性提升，全年運(yùn)行達(dá)標(biāo)率 100%，形成可復(fù)制的智慧水務(wù)方案。

         4.項(xiàng)目通過 “數(shù)智化 + 低碳化” 技術(shù)融合，實(shí)現(xiàn)了三大突破：一是構(gòu)建國內(nèi)首個(gè)大型污水處理廠全流程數(shù)字孿生系統(tǒng)，推動(dòng)運(yùn)營模式從 “經(jīng)驗(yàn)驅(qū)動(dòng)” 向 “數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)” 轉(zhuǎn)型；二是通過多系統(tǒng)協(xié)同優(yōu)化，使單位處理成本下降 0.12 元 /m3，為行業(yè)智慧化升級提供經(jīng)濟(jì)可行的解決方案；三是形成 “監(jiān)測 - 預(yù)警 - 處置” 的閉環(huán)管理體系，助力天津市水生態(tài)環(huán)境持續(xù)改善，為京津冀協(xié)同發(fā)展中的水環(huán)境治理提供示范。

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