协同水处理探索焦化污水处理行业绿色低碳发展之路
THINK-DO
在全面助力“双碳”目标达成的奋斗路上，协同水处理先行先试，积极布局，在减碳增效方面积累汇聚了一些优秀案例和示范项目并已取得一定成绩。立足新发展阶段，贯彻新发展理念，协同水处理为推动行业迈向高质量发展做出了有益探索和积极尝试。
协同水处理的污水处理项目自立项开始，就将绿色低碳引入设计运营全过程。在设计理念方面，坚持以绿色节能为导向，选择低碳工艺和高效节能设备；在运行调控方面，以节能降耗为目标，通过对运行数据的分析，选择最佳控制参数，同时引入全流程分析理念，实现精准调控。
项目从四个方面实现减排目标：以智能化控制为平台，深挖节能潜力；以清洁能源利用为途径，减少能源使用；以科技创新为引领，实现技术突破；以管理手段为抓手，严控系统碳排放。
污水处理厂污水热能的利用情况
焦化污水是一种温度较高的热源，采用污水源热泵技术，以焦化污水作为暖通空调用能的冷热源具有独特优势。在冬季，污水的温度普遍高于空气温度，可用于供暖。污水源热泵的使用，是一种节能、环保、低碳绿色技术。
在应用过程中，污水源可分为两类，一类是利用没有被处理过的原生污水作为热源；一类是利用温度较高的蒸氨来是作为热源；另一类是对污水厂处理过的中水或二级出水进行余温热能回收。
污水处理厂节能降耗精益运营情况
运营管理标准
协同水处理根据50多家焦化污水厂的运营管理数据，以及多年经验，经过反复论证和测试，针对污水处理运营提出一套运营管理标准，确保污水处理厂安全、稳定、高效、达标运行。
运营管理标准包含水量管理指标、设备管理指标、运行指标、工艺指标和质量管理四大类，共计百余项指标。针对不同焦化污水处理工艺的各处理工艺段、各设备的运行参数，以及工艺运营的各项能耗、药耗等，明确了强制性指标和参考性指标。该标准目前已应用于协同的水处理污水处理厂中，指导水污厂的日常运营管理，通过对标找差距，提升设备和工艺的运行效率，确保污水处理厂安全、稳定、达标运行的同时，节能降耗，提高运行效率。
在运营管理标准指标体系的基础上，协同水处理所有在运营项目均制定了一厂一策标准，经公司审核生效后，作为项目运行的明灯，精益求精，不断提升项目运行水平。
运营要求各项目部积极开拓思路，加强和优化项目管理，在保证运营正常的前提下，通过实行精细化管理及技改技措的方式节能降耗，取得了良好的效益。
智慧水务
就污水处理行业而言，智慧水务主要表现在智慧水厂建设上。智慧水厂概括来说就是采用先进的管理思维和技术手段，提供一套应用于污水厂的智能化控制、物联网接入采集、一体化中央监控、可视化管控平台、大数据分析和科学化决策于一体的自动化、智能化、智慧化污水厂整体解决方案，实现污水厂的少人/无人化生产运营管理。可满足现代化污水厂的运营需求，实现污水厂过程管理的精细化、智能化，提升污水运营效率，提高处理工艺和设备的稳定性和可靠性，节能降耗，降低人工成本。
协同水处理构建基于大数据的污水处理厂信息数据中心，建设污水处理厂生产运营系统、建立集约化的管控体系、分析决策支持系统、规范的业务流程和建设运营移动互联APP应用系统，实现基于云计算、大数据的智慧水务。主要功能板块包括：
智慧平台：
具备实现实时数据监控、历史数据分析、污水运营管理、自控远程运维和远程协同管理等功能。
主要特点如下：
物化环节配药输送和投加全流程自动控制；
好氧生化处理环节风机自动控制，保证系统溶解氧的同时，降低能源消耗；
污泥排泥系统自动控制，降低污泥含水率，达到降低压滤成本及原材料消耗；
砂滤池运行与反冲洗自动控制，节约原料，保证系统稳定运行。
反渗透、分盐处理系统自动控制调节，提高污水回用率，节约原水资源。
智慧水务的建立，不仅实现了污水处理厂的智慧化运营，更将专家经验直接赋能到一线，大大提升了运行效率。同时，在实现单厂智慧化运营的基础上，进行管理模式变革，建立区域中心，多水厂集中监、管（控），实现扁平化、集约化管理，可提高人员效益、节能增效。
通过智慧水务的运行，2021年上半年协同水处理原材料吨水消耗下降25%，并大幅减少二氧化排放量和剩余污泥量。
工艺运行优化
协同水处理开发了线上工艺调控工具，包括预处理、生化处理和深度处理等主要工艺环节，共有8个方向、37个工具包，焦化、煤化工废水组分复杂、难降解有机物浓度高、毒性大等特点，原有工艺抗冲击能力差且成本高。协同水处理以运营为落脚点，根据50多家的运营经验对包括蒸氨、生化、中水回用、提盐工艺段进行了一系列优化，开发了包括LF加载絮凝装置、DNBF滤床反应器等协同独有的全流程处理技术群，有效地降低生化占地面积和原材料消耗，保证运营高效稳定，确保处理出水满足国家炼焦相关排放标准。线上工艺调控工具内容涵盖按需曝气、同步/短程硝化反硝化、反硝化除磷、精确加药等，融合了模糊控制、模型控制、单一因子最优解控制等。工艺调控工具创造性地解决了公司项目多、专家难以覆盖所有项目的痛点，将最先进的工艺调控方法转化为平台化的应用工具，打开了将专家成熟经验直接赋能一线的通路。
典型案例：山西某精细化工循环产业园区污水处理厂。从项目开始公司就秉承“将焦化水进行到底，让环保成为生产力”的使命进行设计，并贯彻落实国家环保产业发展和产业布局的战略部署，按照“高端化、智能化、绿色化、集成化”的定位和“装备一流、环保一流、能耗一流”的运营标准来设计和建设项目。通过中水回用装置将废水减量化，回收大部分水。剩余的高浓盐水，具有高盐分、高COD、高硬度和高含氟等特点，通过“浓盐水水质净化+纳滤分盐+高效蒸发结晶分盐”的组合工艺保证运营达标，结晶盐分别达到了工业副产盐硫酸钠A类一级品和氯化钠工业干盐一级品的标准，在焦化行业真正做到了焦化废水零排放，实现了资源循环利用和经济循环发展，大幅降低污水处理的药耗和电耗等成本。
回用水
协同水处理拥有40座污水处理水厂，回用水项目规模突破60000吨/日，处理后全部用于工业回用水。
可持续新工艺探索
为节约运营难题和提质增效，协同水处理长期探索低能耗、低成本等可持续新工艺，以及资源回收新技术，包括生化处理同步反硝化、中水回用、蒸发结晶分盐等，并取得了一定进展。
典型案例：内蒙古某焦化园区污水处理厂 。污水处理厂处理焦化污水5000吨/日，生化处理采用A2O工艺，长期进水碳氮比偏低，为确保出水总氮的稳定达标，日常运行中需补充大量碳源，大大增加了污水处理成本。
为此，2019年开始，污水处理厂尝试采用同步硝化反硝化工艺，进行了以下4个方面的调整和优化：
（1）多点进水；
（2）降低、优化好氧区溶解氧浓度；
（3）曝气池末端设立消氧区；
（4）提高生物池活性污泥浓度。
经过运行验证，优化后的系统运行稳定，效果良好，具体表现为：
（1）出水COD、氨氮等保持原有处理效果；
（2）总氮得到明显控制，出水总氮稳定下降1.5-3.5mg/l；
（3）成本明显下降：碳源添加量下降10mg/l，电耗成本降低5%，年节约原材料15%；
（4）处理能力提高100吨/日。
道阻且长，行则将至。中国作为世界上最大的发展中国家，在实现碳达峰、碳中和的时间窗口紧，工作任务重，必须以抓铁有痕、踏石留印的劲头，以节能降碳为重要抓手，加快转变发展方式、优化经济结构、转换增长动力，推动经济社会发展建立在资源高效利用和绿色低碳发展的基础之上。在此大背景下，协同水处理将致力于焦化废水的节能降耗产品研发及新技术新产品推广，打造卓越运营体系，提高运营能力。着力推动焦化水处理优秀产品在行业内的应用，全面助力我国“双碳”目标的达成，全方位实施“能耗双控”战略。