降本+低碳！广业环保集团旗下15万吨污水厂的精细运营管理秘籍

2022年11月，双百联盟在“2022（第十四届）水业热点论坛”发布了第二期“双百跨越”污水处理标杆比选活动结果。本次标杆比选活动历时4个月，来自32 家水务企业的73座污水处理厂进入评审环节，最终25家水务企业的33座污水厂上榜（33座污水厂上榜，第二期“双百跨越”标杆污水厂榜单发布）。本文以精细化标杆厂——广东省广业环保集团汕头市潮阳区污水处理厂为案例，向行业同仁展示该厂的精细化优势，为污水处理厂精细化建设提供案例支持。

为传播标杆厂优秀建设和运营管理经验，双百联盟将以“精细化-智慧化-资源化-低碳化-生态化-社会化”评选维度，系统展示第二期标杆厂风采。本文以精细化标杆厂——广东省广业环保集团汕头市潮阳区污水处理厂为案例，向行业同仁展示该厂的精细化优势，为污水处理厂精细化建设提供案例支持。

广东省广业环保集团汕头市潮阳区污水处理厂在本次标杆比选中，荣获“精细化—运营管理标杆污水厂”称号。“双百跨越”污水处理标杆联盟比选专家、北京碧水源科技股份有限公司副总裁陈春生点评道：这座厂不仅在运营、设备、人员、安全、化验等方面建立成体系的管理制度和方案，而且采用自主产权和发明专利精准曝气、精准加药系统，建设内部管理智慧运营平台，还融入流域水厂及管网集中监控平台，不仅监控厂内数据，还可掌握管网运行情况，根据管网运行数据及时调整厂内工艺。

01基本情况

广东省广业环保集团汕头市潮阳区污水处理厂位于潮阳区城区护城河南端西侧鱼苗场，处于练江流域下游，占地122亩，服务区域覆盖潮阳城区文光、棉北、城南、金浦等4个街道及护城河北延段，总区域面积达39平方公里，服务人口约45万，配套管网89.4公里。潮阳厂总处理规模为15万吨/日，一期规模7.5万吨/日，配套截污干管26.5公里；二期扩建规模7.5万吨/日，并对一期工程7.5万吨/日进行提标改造，配套管网62.9公里。出水水质执行地表水Ⅴ类水水质标准（TN≤15mg/L）。

图 1 厂容厂貌

潮阳厂污水二级处理采用A2/O 微曝氧化沟生物脱氮除磷工艺，深度处理采用高效沉淀池及反硝化深床滤池工艺，出水采用次氯酸钠消毒。污泥处理采用重力浓缩、机械脱水处理工艺。潮阳厂工艺流程图如下：

图 2 工艺流程图

02特征优势

汕头市潮阳区污水处理厂从先进技术应用、效能评价、风险防控、管理体系、过程管理等方面全面夯实运营管理工作。

（一）先进技术应用

1.间歇曝气调控策略

针对进水碳源不足的情况（2021年，潮阳厂进水BOD/TN不到3），潮阳厂提出了间歇曝气调控策略。此策略是在极端天气总氮飙升的背景下，结合微曝氧化沟与传统氧化沟的优势，制定出来的曝气控制方案。

2021年4月开始，潮阳厂采用“单沟交替曝气法”：通过调节氧化沟曝气主管路电磁阀开度和鼓风机的频率，将单组氧化沟溶解氧快速升到2mg/L左右，并维持1小时后停止曝气，切换另一组氧化沟曝气。采用间歇曝气调控策略后，潮阳厂乙酸钠用量降低50%以上，总氮、氨氮出水稳定达标。

间歇曝气调控策略的优点：（1）创造了更大的缺氧反应区；（2）降低了回流液的溶解氧浓度；（3）减少了有机碳源在好氧池的消耗；（4）促进了短程硝化-反硝化反应；（5）提高氧在水中的传质效率。

图 3 精准曝气发明专利

2.峰平谷运行策略

自2021年底以来，全国多个省份包括广东省在内，相继宣布上调电价。潮阳厂2022年较2021年电单价增幅达21%，为了实现节能降碳减污协同增效，潮阳厂实施“峰平谷运行策略”，通过“厂网结合”，充分利用管网蓄水能力，错峰处理水量，同时对全厂的主要耗能设备进行精细化管理，进一步降低污水厂运行能耗。

具体措施如下：（1）在流量控制方面，谷段的进水量为峰段和平段的120%～130%。峰段和平段充分利用管网蓄水能力，在保证污水不外溢的前提下降低进水量。在应收尽收的同时，对污水处理进行时间上的转移。（2）鼓风机系统是污水厂最大的耗能单元。根据各厂的实际情况，在峰段和平段实施间歇曝气，在谷段实施相对高曝气的策略。以氨氮24h变化为一周期，对鼓风机能耗进行时间上的转移，同时降低整体电耗。（3）提升泵系统是污水厂第二大耗能单元。在根据峰平谷调节流量的同时，通过调节大小泵组合，保证水泵在较高频率运行，以提升泵的运行效率。同时，对集水池进行清理，进一步加大峰谷水量调节空间。（4）将部分工艺放在谷段运行，如深床滤池反冲洗、NaClO制备、排泥等。

3.信息技术的应用

广业环保集团聚焦数字化运营，建立运营管理标准体系，创新高效运营管理模式。潮阳厂通过智慧运营平台，实现生产调度、设备管理、备品备件管理、采购管理、预算成本管理、移动巡检、报表管理、统计分析等功能的集中管控。

图 4 广业环保集团智慧运营平台

除了用于内部管理的智慧运营平台，潮阳厂还启用了练江流域污水厂及管网集中监控平台。该系统既可以监控厂内数据，又可以掌握管网运行情况，从而以更全面的视角进行厂内工艺调整。

图 5 练江流域污水厂及管网集中监控平台

4.智能加药除磷系统

潮阳厂采用了智能加药除磷系统。该系统采取“前馈+反馈+模型”的控制方式，通过模型应用进一步优化投加量和运行效率。系统将智能控制技术与污水厂运行实践经验紧密结合，实现了出水总磷指标稳定达标、加药系统高效运行和药剂量精准控制。

该技术通过建立除磷反应的数学模型，结合工艺实时情况，即时计算出精准的投加量并自动控制，从而节省除磷剂用量。该技术作为广业环保集团科研项目，实验时间已连续一年，指标达标率稳定在100%，节省除磷剂药量31.6%～50%，已通过专家评审。

图 6 智能加药系统发明专利和实用新型专利

（二）效能评价

2022年运行负荷为74%。2022年，潮阳厂电单耗比广东省平均电耗低约38%；2022年PAC单耗40ppm以下。

对比《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002 )可以看到，潮阳厂2022年的相关指标远优于原设计的地表水V类，其中出水COD、氨氮均达到地表水I类、BOD5达到地表水III类，TP达到地表水IV类。

表1 水质指标排放浓度（2022年）

（三）风险防控

图 7 安全生产风险分析管控表

潮阳厂对厂区内运行风险进行全面识别，建立《危险源策划表》《安全生产风险与评价表单》《风险分级管控清单》《重要风险清单》等，保证项目安全运行，杜绝风险事故。

（四）管理体系

依托广业环保集团，潮阳厂已建立超过30项运营管理制度，并且根据厂区实际情况，制定了“一厂一策”方案。

图 8 运行管理手册

图 9 潮阳厂“一厂一策”方案

（五）过程管理

1.运行管理

潮阳厂2022年总处理水量为4051.20万吨。2022年出水水质平稳达标，没有超标情况，出水COD、BOD5、NH3-N、TP均优于地表水IV类标准。

图 10 潮阳厂2022年运行情况

2.化验管理

潮阳厂设立化验中心，结合广业环保集团印发的《化验室管理手册》，制定了《化验中心执行实施方案》，包含了采样、取样、测样、人员管理、药品管理等24项附录，保证化验过程规范，质控管理到位。

图 11 化验中心执行实施方案

3.设备管理

潮阳厂对设备进行购置、安装、调试、验收、使用、保养、检修直到报废、更新的全过程管理，设备运转效率高、故障率低。坚持“一机一卡”的管理原则，定期对设备进行维护保养并记录。

图 12 潮阳厂生化池进水闸门保养维护记录

4.安全管理

潮阳厂根据风险防控制度，对厂区每个工艺段进行危险源识别，并贴示安全需知和注意事项。厂区内部进行了企业安全生产标准化自评，并积极开展安全生产培训。

图 13 危险源识别

图 14 厂区内部进行企业安全生产标准化自评

03项目成效及荣誉

（一）精细化运营实现减碳提质增效

2021年，潮阳厂采用间歇曝气调控策略后，乙酸钠用量降低50%以上，总氮、氨氮出水稳定达标。该策略在练江流域其它污水处理厂推广，均取得明显成效。

图 15 间歇曝气推广成果

2022年5-8个月，潮阳厂通过实施“峰平谷运行策略”，电单价均低于同时段平均电价，累计节约电费约16万元。

“峰平谷运行策略”在其他5个厂进行推广后，累计节约电费约46万元。

（二）出水稳定达标，协同流域其它污水厂共同推进练江水清岸绿

2019年10月，海门湾桥闸国考断面持续达标，得到各级领导的充分肯定和人民群众的一致好评。人民日报、南方日报、中央电视台等新闻媒体多次进行正面报道，展现练江整治成效，宣传生态环保理念。练江流域整治成果让人民群众对广东打赢污染防治攻坚战、建设绿美广东充满了无限期待。

图 16 媒体关于练江整治效果的报道

图 17 2018-2021年海门湾桥闸水质监测站水质变化

04未来计划

未来，潮阳厂将围绕降本增效、碳中和政策等，进行科研技改项目选题，从生产实际出发，提升厂区科研技改实力，通过技术进步，改进以高耗能为代价的污水处理方式。依托广业环保集团智慧运营管理平台，提升厂区智慧化程度，逐步实现无人化，提高生产效益。

编辑：李丹