在生態(tài)文明建設(shè)以降碳為重點(diǎn)戰(zhàn)略方向的時(shí)代背景下，污水處理行業(yè)正面臨著一場深刻的轉(zhuǎn)型考驗(yàn)。高碳路徑依賴根深蒂固、碳排放管控體系薄弱、資源回收效率偏低、智能調(diào)控水平不足等行業(yè)深層次瓶頸，疊加用地緊張與成本壓力的雙重制約，使得減污降碳協(xié)同推進(jìn)成為行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展道路上的“硬骨頭”。更嚴(yán)峻的是，部分企業(yè)為規(guī)避治污成本違規(guī)排放高濃度有毒工業(yè)廢水，不僅給依賴微生物降解的污水處理系統(tǒng)帶來毀滅性沖擊，導(dǎo)致活性污泥菌群死亡、硝化系統(tǒng)崩潰、出水超標(biāo)，引發(fā)區(qū)域性水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，更讓污水廠陷入“應(yīng)急復(fù)蘇-能耗激增-效益下滑”的惡性循環(huán)。

在此背景下，中冶生態(tài)環(huán)保集團(tuán)有限公司（以下簡稱“中冶生態(tài)環(huán)保”）牽頭研發(fā)的“污水處理廠智慧水質(zhì)預(yù)警及低碳運(yùn)維減污降碳關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用”項(xiàng)目，以構(gòu)建“感知預(yù)警-運(yùn)維降碳-減污增效”一體化技術(shù)體系為核心，深度融合物聯(lián)網(wǎng)、生物毒性感知、智能決策與低碳工藝，成功打破行業(yè)發(fā)展桎梏，推動(dòng)污水處理從傳統(tǒng)“被動(dòng)污染治理”向“主動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)防控、資源循環(huán)利用、低碳高效運(yùn)行”的多維價(jià)值協(xié)同升級(jí)，為我國污水處理行業(yè)落實(shí)“雙碳”戰(zhàn)略、實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展提供了標(biāo)桿性解決方案與工程示范。

行業(yè)痛點(diǎn)凸顯：毒性沖擊與低碳轉(zhuǎn)型的雙重挑戰(zhàn)

污水處理行業(yè)在生態(tài)文明建設(shè)中具有重要作用，其運(yùn)行質(zhì)量直接關(guān)系到水環(huán)境安全與“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。然而，當(dāng)前行業(yè)發(fā)展面臨的雙重挑戰(zhàn)日益嚴(yán)峻：一方面，工業(yè)廢水違規(guī)排放引發(fā)的毒性沖擊成為污水處理廠的“致命威脅”。部分企業(yè)環(huán)保意識(shí)缺失，未經(jīng)預(yù)處理的高濃度、高毒性廢水直接排入市政管網(wǎng)，一旦進(jìn)入污水廠生化系統(tǒng)，會(huì)快速導(dǎo)致功能微生物中毒失活，引發(fā)硝化系統(tǒng)崩潰，不僅造成出水水質(zhì)超標(biāo)、河道污染等環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，更讓污水廠承擔(dān)巨額的菌劑復(fù)蘇、應(yīng)急藥劑投加成本，經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重。而傳統(tǒng)監(jiān)管模式存在追溯難度大、處罰力度不足等問題，使得此類違規(guī)行為難以得到有效遏制，污水廠只能被動(dòng)應(yīng)對沖擊。另一方面，低碳轉(zhuǎn)型壓力與資源利用低效的矛盾愈發(fā)突出。傳統(tǒng)污水處理工藝依賴高碳排放的化學(xué)碳源，能耗、藥耗居高不下；同時(shí)，污水中氮磷等資源回收不足、污泥處置難度大、檢修停產(chǎn)導(dǎo)致處理能力下降等問題，進(jìn)一步加劇了行業(yè)的環(huán)境與經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。

在用地資源緊張、排放標(biāo)準(zhǔn)持續(xù)提高的現(xiàn)實(shí)要求下，傳統(tǒng)依賴?yán)砘笜?biāo)監(jiān)測的水質(zhì)評價(jià)體系與高碳處理模式，已難以滿足敏感水域、水源保護(hù)區(qū)等特殊區(qū)域的處理需求，行業(yè)迫切需要一套兼具風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警、低碳運(yùn)維、資源循環(huán)功能的一體化技術(shù)方案。

核心技術(shù)突破：構(gòu)建“智慧預(yù)警+低碳運(yùn)維”雙輪驅(qū)動(dòng)體系

針對行業(yè)痛點(diǎn)，中冶生態(tài)環(huán)保歷經(jīng)多年研發(fā)與實(shí)踐，打造了“污水處理廠智慧水質(zhì)預(yù)警及低碳運(yùn)維減污降碳關(guān)鍵技術(shù)”體系，通過兩大核心技術(shù)板塊的協(xié)同發(fā)力，實(shí)現(xiàn)了從源頭風(fēng)險(xiǎn)防控到全流程低碳減污的全鏈條突破。

智慧水質(zhì)預(yù)警技術(shù)：從被動(dòng)應(yīng)對到主動(dòng)防御的革命性轉(zhuǎn)變。傳統(tǒng)水質(zhì)監(jiān)測僅聚焦常規(guī)理化指標(biāo)，難以精準(zhǔn)識(shí)別復(fù)合毒性污染物，預(yù)警滯后性強(qiáng)，無法為生化系統(tǒng)提供有效保護(hù)。項(xiàng)目突破傳統(tǒng)單一參數(shù)預(yù)警局限，創(chuàng)新構(gòu)建“發(fā)光菌急性毒性+硝化菌功能抑制”雙生物指標(biāo)協(xié)同預(yù)警模型，實(shí)現(xiàn)了對復(fù)合污染的超前感知、精準(zhǔn)識(shí)別與溯源留證，預(yù)警準(zhǔn)確率大幅提升，為污水廠搭建起第一道“安全防線”。

該技術(shù)的核心優(yōu)勢體現(xiàn)在三大維度：其一，雙生物指標(biāo)協(xié)同感知，實(shí)現(xiàn)毒性精準(zhǔn)識(shí)別。通過費(fèi)氏弧菌（發(fā)光菌）急性毒性檢測與硝化菌活性抑制檢測的“雙毒性”綜合評價(jià)，能夠快速捕捉廢水中各類有毒物質(zhì)對功能微生物的潛在危害，相比傳統(tǒng)毒性監(jiān)測，預(yù)警準(zhǔn)確性大幅提升，可有效規(guī)避復(fù)合毒性污染物對生化系統(tǒng)的毀滅性沖擊；其二，智能聯(lián)動(dòng)處置，保障系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。一旦系統(tǒng)識(shí)別到毒性風(fēng)險(xiǎn)，將立即聯(lián)動(dòng)廠區(qū)前端應(yīng)急事故池，依據(jù)毒性等級(jí)自動(dòng)啟動(dòng)“分級(jí)處置”機(jī)制，將有毒廢水分流至應(yīng)急池進(jìn)行緩存與降解，再以小流量方式回流入管網(wǎng)，確保主生化系統(tǒng)中功能微生物菌群的安全與穩(wěn)定，從源頭避免系統(tǒng)崩潰與高能耗培菌；其三，溯源留證一體化，強(qiáng)化監(jiān)管效能。系統(tǒng)借助紫外可見光譜技術(shù)，為每一批次進(jìn)水建立專屬“水質(zhì)指紋”數(shù)據(jù)庫，預(yù)警觸發(fā)時(shí)可迅速鎖定超標(biāo)排放責(zé)任源，實(shí)現(xiàn)污染溯源與證據(jù)留存的無縫銜接，為環(huán)境監(jiān)管提供有力支撐，從根本上遏制違規(guī)排污行為。

為保障復(fù)雜工況下的監(jiān)測穩(wěn)定性，項(xiàng)目配套研發(fā)“潛污切割+三級(jí)過濾+超聲波協(xié)同清洗”智能采樣系統(tǒng)，成功攻克高懸浮物工況下的設(shè)備堵塞痛點(diǎn)，確保關(guān)鍵水質(zhì)參數(shù)持久穩(wěn)定監(jiān)測。最終形成“智能預(yù)警-精準(zhǔn)截留-智慧調(diào)控”的閉環(huán)技術(shù)范式，顯著提升了污水處理廠的運(yùn)行韌性與風(fēng)險(xiǎn)防控能低碳運(yùn)維減污技術(shù)：全鏈條降碳與資源循環(huán)的系統(tǒng)性創(chuàng)新。在低碳運(yùn)維領(lǐng)域，項(xiàng)目面向抗沖擊、低成本、低碳化的行業(yè)需求，構(gòu)建了的全鏈條減碳技術(shù)體系。實(shí)現(xiàn)了污水處理過程能耗、藥耗與直接碳排放的革命性降低，同時(shí)推動(dòng)資源循環(huán)利用與出水品質(zhì)升級(jí)。

該體系集成了污水處理檢修零停產(chǎn)高效能技術(shù)、植物基碳源制備及其低碳污水處理技術(shù)、污水處理出水綠色化提標(biāo)關(guān)鍵技術(shù)等。其中，植物基碳源制備及其低碳污水處理技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)突出，首次將催化、堿解與酶解工藝有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)植物基碳源的高效制備；利用固液復(fù)合碳源具備“緩釋-速釋”雙模特性，適配不同污水處理工藝，推動(dòng)污水廠向能源自給與資源回收方向轉(zhuǎn)型；同時(shí)，通過提升污泥有機(jī)質(zhì)含量、改善脫水性能、鈍化重金屬等污染物，實(shí)現(xiàn)“以廢治廢”的閉環(huán)處理。該技術(shù)不僅有效解決污水處理中碳源不足的難題，還實(shí)現(xiàn)了植物秸稈的資源化利用，具有綠色、高效、多元的綜合優(yōu)勢，兼具環(huán)境與經(jīng)濟(jì)效益。

成果斐然：技術(shù)賦能產(chǎn)業(yè)，效益全面彰顯

該技術(shù)體系實(shí)踐應(yīng)用可覆蓋不同處理規(guī)模、不同進(jìn)水水質(zhì)條件的場景，帶來顯著的環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。

環(huán)境及經(jīng)濟(jì)效益方面，該技術(shù)成果已成功應(yīng)用于多個(gè)污水處理廠運(yùn)維及改造項(xiàng)目，其中，在山東某污水處理廠完成示范應(yīng)用，成效顯著：實(shí)現(xiàn)了對異常進(jìn)水事件的全部預(yù)警，使生化系統(tǒng)受沖擊時(shí)間縮短近90%，年節(jié)約綜合成本超過千萬元。不僅有力保障了區(qū)域水環(huán)境安全，也為推動(dòng)污水處理行業(yè)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、低碳化發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐與可復(fù)制的實(shí)踐范例。

編輯：趙怡茗