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十年把“摸清家底”做成标准动作:宁波排水用工艺全流程分析,把碳源药耗从400万元压到个位数

十年把“摸清家底”做成标准动作:宁波排水用工艺全流程分析,把碳源药耗从400万元压到个位数

2026-10-02中国水网《十年磨一剑:工艺全流程分析如何驱动净化水厂提质增效——宁波排水的实践与探索》(2026-09-30,2026 第十八届上海水业热点论坛)技术新闻

【一句话结论】 宁波排水把"工艺全流程分析"从一个科研项目做成了一套9 大部分的操作手册+每年季节性监测+一厂一策考核的日常管理动作——福明厂把好氧段吸磷率的溶解氧拐点锁定在 1.5 mg/L(低于 1 mg/L 时吸磷率不到 10%,高于 1.5 mg/L 可达 50% 以上),岚山厂靠 DO 梯度递减让电耗降 20%、乙酸钠药耗降 50% 以上,栎社厂用总氮预测模型把碳源单耗压到 2.65 ppm(同比降 86%)、碳源费用从 400 多万元降到个位数。这条消息的真正分量是:存量污水厂的提质增效,第一步不是买设备,而是先把自己的工艺家底摸清。 【事件速览】 · 来源(2026-09-30,中国水网):在"2026(第十八届)上海水业热点论坛"上,宁波市城市排水有限公司副厂长、高级工程师张莺分享该公司运用工艺全流程分析驱动净化水厂提质增效的十年实践。 · 企业规模(事实):宁波市城市排水有限公司成立于 2002 年 11 月,服务面积 1175 平方公里,日污水处理能力 139 万吨,日污泥处理能力 500 吨,再生水日生产能力 85 万吨,总资产 38.95 亿元;下属福明、长丰、新周、岚山、栎社、庄桥 6 座净化水厂,并搭建一体化智慧排水调度平台,实现厂站网联动运行。 · 方法论体系(事实):形成"一个目标、两个重点、三个方面、四个思路"框架—— · 四个方面内容:基于历年及近期水质数据(含非常规指标)综合评估;对各功能区关键指标(硝化速率、反硝化速率、释磷速率等)开展测试;借助模拟优化实验找准提标改造难点;系统评估工艺状态并给出技改建议。 · 标准化落地:制定包含 9 大部分的《污水处理厂工艺全流程运行问题诊断及优化研究操作手册》,统一取样点与化验内容;每年开展季节性监测(春、夏、秋、冬),因厂制宜形成"一厂一策",并纳入污水处理厂日常工作考核。 · 时间线:2015 年赴江南大学技术交流起步;2016 年引入专家团队开展一级 A 提标改造运行优化交流;2016—2017 年在 4 家污水厂开展进水及过程性水质分析;2018 年成立企业专家工作站并扩展至 5 家厂。 · 四厂实测数据(事实): · 福明净化水厂(10 万吨/日,A²O+MBBR,出水执行浙江省地方标准):在生物反应池缺氧段末端及好氧段各廊道沿程取样,同步记录溶解氧。结论——好氧末端 DO 低于 1 mg/L 时聚磷菌活性受抑制、吸磷效率不到 10%;DO 提升至 1.5 mg/L 以上时吸磷率可达 50% 以上。 · 新周净化水厂(设计 40 万吨/日,已建成 32 万吨/日,一期正由 A²/O 改造为 AOA):2023 年遭遇硫脲冲击事件,运用分层级、多批次实验策略开展超过 200 组水样的正交实验,对比各点位与各稀释度下的抑制率变化,最终精准锁定问题区域;现已建立硫脲检测能力与水质预警体系。 · 岚山净化水厂(35 万吨/日,三期多段 AO 工艺):针对多级 AO 中 DO 失衡抑制反硝化的问题,优化好氧段 DO 控制区间,通过调节曝气支管阀门形成DO 梯度递减分布,系统整体平均 DO 稳定维持在 1 mg/L 左右。效果——鼓风机运行能耗大幅降低、电耗同比下降 20%;2023 年较 2022 年同期乙酸钠药耗下降 50% 以上。 · 栎社净化水厂(设计 33 万吨/日,已建成 20 万吨/日,二期在建 13 万吨/日):采集脱氮全流程过程性仪表关键数据(氨氮、硝氮等),结合各构筑物进水量计算停留时间,拟合碳源投加量及启动时间,开发总氮预测模型。效果——碳源单耗降至 2.65 ppm、同比 2023 年降幅 86%;碳源投加总量仅 835 吨、减少 85%;碳源药剂费用从 2023 年的 400 多万元降至 2024—2025 年的几十万元,2026 年上半年仅为个位数投入。并带动污泥浓度降低、污泥处置费与鼓风机电耗下降、后续深度处理絮凝剂费用同步下降。 · 下一步方向(事实):持续推进数字化水厂建设(围绕深度脱氮除磷的精确调控与预测,构建高级控制模型),并探索绿色低碳运行路径,与江南大学团队长期合作开展全流程诊断工艺下的全生命周期设计运营指导。 · 信源:中国水网(2026-09-30,论坛演讲整理,编辑赵凡)。 【分析】 1. 这条经验里最值钱的不是数据,是"把方法变成制度"这一步。 很多污水厂都做过工艺诊断,但通常是一次性的专项任务;宁波排水做的是把全流程分析写进操作手册(9 大部分)、写进季节性监测的年度节奏、最终写进考核标准。这三步决定了它不会"一阵风"。对存量运营而言,能被反复执行的方法,才是资产;一次性的诊断报告,只是资料。 2. 福明厂的 DO 拐点数据,是给"精确曝气"提供了一把可校准的尺子。 行业里"曝气能耗占污水厂总电耗一半以上"是常识,但难点在于曝气量到底调到多少。福明厂给出的答案很具体:DO < 1 mg/L,吸磷率不到 10%;DO > 1.5 mg/L,吸磷率 50% 以上。这意味着存在一个明确的效率区间——低于它,除磷不达标要加药;高于它,能耗白花。把 DO 从"经验取值"变成"量化拐点",是节能与达标同时成立的唯一方式。 3. 岚山厂的价值在于它证明了"节能"与"脱氮"并非取舍关系。 传统认知里,反硝化要缺氧环境、硝化要好氧环境,两者拉扯。岚山的做法是用 DO 梯度递减(而非全池均一曝气)在同一池体内同时满足两端需求——各廊道 DO 递降、整体均值约 1 mg/L。结果是电耗降 20%、外源碳源投加量大幅缩减、系统稳定性提升,三项收益来自同一个调整。这也解释了为什么"精确曝气"从来不是单纯的省电措施,而是工艺控制手段。 4. 栎社厂的总氮预测模型,把"碳源"从耗材变成了可优化的变量。 碳源投加长期依赖人工经验与事后调整,本质是"出水超标了再补";预测模型把进水量、停留时间与过程仪表数据拟合起来,把投加决策从"事后应对"提前到"事前干预"。费用从 400 多万元降到个位数,降幅接近两个数量级,靠的不是换了什么药剂,而是不再多投。更值得注意的是那条连锁效应:碳源少了 → 污泥浓度降了 → 污泥处置费降了 → 鼓风机功率与电耗跟着降 → 深度处理絮凝剂也降。在污水厂的成本结构里,几个关键变量是耦合的,动一个最优变量,收益会沿着链条传导。 5. 新周厂的硫脲冲击排查,说明全流程分析同时是一种"应急能力"。 200 余组水样、分层级多批次正交实验、逐步排除非源头点位——这套动作的价值不止于解决一次事件,而在于事后建立了硫脲检测能力与预警体系。工业园区与市政管网混接的现实下,进水异常冲击是运营方的常见风险;能溯源、能预警,等于把不可控风险变成可管理风险。这类能力,恰恰是"只做日常运行、不做过程分析"的厂最缺的。 6. 这一整套方法的前提条件,是数据可得与仪器可信。 全流程分析依赖沿程取样、过程仪表(DO、氨氮、硝氮)与化验能力。这也意味着,它天然依赖在线监测仪器与化验室的投入——DO 在线分析仪、氨氮/总氮在线分析仪是这条路径上的基础设备。按 HJ 819,排污单位自行监测需明确点位、频次、方法与质量保证;而 GB 18918 第 4.1.4.1 条已要求排放口设置水量自动计量装置、自动比例采样装置,并对 pH、水温、COD 等主要指标安装在线监测装置。过程侧仪表的密度,决定全流程分析的上限。 【意义】 · 它给"存量运营深耕"提供了一个可复制的模板。 行业普遍判断"十五五"是市政污水处理提质增效的关键阶段、重心从大规模建设转向存量运营;但"提质增效"长期停留在口号层。宁波排水把口号拆成了手册、频次、指标、考核四个可执行要素。 · 它重新定义了技改的顺序:先诊断、后改造。 在池体、曝气方式、回流与排泥系统动土之前,先用全流程分析确认"瓶颈在哪一段"——这一步可以避免大量无效改造,也直接降低技改的投资规模。 · 它给出了"低碳"的另一种实现路径。 本库跟踪的低碳路线多集中在工艺重构(AOA、AGS、厌氧氨氧化);宁波排水证明,在既有工艺不变的前提下,仅靠控制优化就能拿到 20% 的电耗降幅与 50% 以上的药耗降幅——这是成本最低、见效最快的一类减碳。 · 它让"运营能力"变成可定价的东西。 当节能降耗可以被数据证明,运营方就有了谈"按效付费""节能分成"的底气;这与本库跟踪的厂网一体化、按效付费机制是同一件事的两面。 【展望】 1. "一厂一策"会进一步升级为"模型驱动"。 宁波排水已明确下一步是构建围绕深度脱氮除磷的高级控制模型,把工艺管理从经验驱动推向数据驱动;预测型控制(碳源、曝气、除磷药剂)会是最先落地的三类。 2. 季节性监测数据的价值将被重新发现。 春、夏、秋、冬不同季节的工艺表现差异(尤其低温硝化与反硝化速率)是北方厂的核心痛点,长期积累的季节序列数据可以支撑全年运行策略库而非单点最优参数。 3. 过程仪表与在线分析仪会成为存量厂改造的标配项。 精确控制的前提是可靠的实时数据——DO、氨氮、硝氮、正磷酸盐在线分析仪的密度与精度,将直接决定优化空间。 4. "工艺全流程分析"有望走向标准化与第三方服务化。 一旦操作手册与指标体系成熟,这项能力可以从单个运营企业内部动作,变成面向中小污水厂的诊断服务产品。 5. 与智慧水务平台的数据打通是必然。 厂站网联动调度平台已具备数据基础,下一步是把工艺模型嵌入调度,实现"进水变化—工艺响应—能耗药耗"的闭环。 【对环保集团、政府工作人员的启示】 对环保集团(工程、设备、运营方): 1. 把"工艺全流程分析"做成一项可收费的前置服务。 面向存量厂提标改造项目,先出具诊断报告+优化建议+预期节约额,再谈改造方案。这比直接报设备清单更容易建立专业信任,也更容易把项目性质从"工程"推向"节能/增效"。 2. 精确曝气与碳源精准投加是最容易量化的两个卖点。 电耗与药耗都有账单,节约额可核算、可分成年;吨水电耗、碳源单耗、药耗三项应作为方案的核心指标而非附加项。 3. 过程仪表是这条路径上的刚需设备。 DO、氨氮、硝氮、正磷酸盐在线分析仪,配合可调节的曝气支管阀门、变频风机与内置控制逻辑,构成一个完整的产品包;建议以"仪表 + 控制 + 调试服务"的组合报价,而非单卖硬件。 4. 高度重视"进水异常冲击"这个应用场景。 硫脲类冲击事件的排查能力(水质指纹、抑制率正交实验、预警体系)对工业园区周边污水厂是刚需,可作为差异化服务能力来建设。 5. 不要承诺固定降幅。 优化空间取决于进水水质、池型与设备现状,应按小试/中试结果给出节能降耗区间,并在合同中约定基线口径与核算方法,避免运营期纠纷。 对政府工作人员(住建、水务、生态环境主管部门): 1. 把吨水电耗、碳源单耗、药耗纳入污水处理费核定与绩效考核。 这是让运营方有动力做工艺优化的最直接制度接口;法典第二百九十四条已明确推行污水治理与排放水平绩效分级。 2. 在特许经营与委托运营合同中要求提交工艺全流程诊断。 与其在提标改造时一次性投入,不如把"周期性诊断+一厂一策优化方案"写进长期合同的义务条款。 3. 支持季节性监测数据的积累与公开。 低温条件下的脱氮除磷性能是普遍短板,地方层面组织跨厂数据比对,比单厂各自摸索效率高得多。 4. 对进水浓度偏低问题,先查管网再怪工艺。 进水 COD 浓度长期偏低往往指向雨污混接与管网渗漏,属于收集端问题(与本库跟踪的"短板在管网不在厂"一致),应在管网排查后再判断工艺优化空间。 5. 鼓励用"进水异常冲击"事件建立区域预警机制。 建议由主管部门牵头,把重点排污单位、园区排水与污水处理厂的水质数据做必要的预警联通,减少冲击事件对出水达标的冲击。 【一句话收尾】 宁波排水十年的答案很简单——在存量时代,最先该被优化的不是池子里的设备,而是"看不看得清池子里在发生什么"这件事本身;一旦看得清,20% 的电耗和一半的药耗,其实早就在账上等着被省下来。

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