中冶生态环保集团 ：科技赋能生态保护 低碳引领——污水处理厂减污降碳关键技术创新与实践绿色发展（下） 智慧赋能 低碳引领

在生态文明建设以降碳为重点战略方向的时代背景下，污水处理行业正面临着一场深刻的转型考验。高碳路径依赖根深蒂固、碳排放管控体系薄弱、资源回收效率偏低、智能调控水平不足等行业深层次瓶颈，叠加用地紧张与成本压力的双重制约，使得减污降碳协同推进成为行业高质量发展道路上的“硬骨头”。更严峻的是，部分企业为规避治污成本违规排放高浓度有毒工业废水，不仅给依赖微生物降解的污水处理系统带来毁灭性冲击，导致活性污泥菌群死亡、硝化系统崩溃、出水超标，引发区域性水环境风险，更让污水厂陷入“应急复苏-能耗激增-效益下滑”的恶性循环。

在此背景下，中冶生态环保集团有限公司（以下简称“中冶生态环保”）牵头研发的“污水处理厂智慧水质预警及低碳运维减污降碳关键技术应用”项目，以构建“感知预警-运维降碳-减污增效”一体化技术体系为核心，深度融合物联网、生物毒性感知、智能决策与低碳工艺，成功打破行业发展桎梏，推动污水处理从传统“被动污染治理”向“主动风险防控、资源循环利用、低碳高效运行”的多维价值协同升级，为我国污水处理行业落实“双碳”战略、实现高质量发展提供了标杆性解决方案与工程示范。

行业痛点凸显：毒性冲击与低碳转型的双重挑战

污水处理行业在生态文明建设中具有重要作用，其运行质量直接关系到水环境安全与“双碳”目标的实现。然而，当前行业发展面临的双重挑战日益严峻：一方面，工业废水违规排放引发的毒性冲击成为污水处理厂的“致命威胁”。部分企业环保意识缺失，未经预处理的高浓度、高毒性废水直接排入市政管网，一旦进入污水厂生化系统，会快速导致功能微生物中毒失活，引发硝化系统崩溃，不仅造成出水水质超标、河道污染等环境风险，更让污水厂承担巨额的菌剂复苏、应急药剂投加成本，经济损失严重。而传统监管模式存在追溯难度大、处罚力度不足等问题，使得此类违规行为难以得到有效遏制，污水厂只能被动应对冲击。另一方面，低碳转型压力与资源利用低效的矛盾愈发突出。传统污水处理工艺依赖高碳排放的化学碳源，能耗、药耗居高不下；同时，污水中氮磷等资源回收不足、污泥处置难度大、检修停产导致处理能力下降等问题，进一步加剧了行业的环境与经济负担。

在用地资源紧张、排放标准持续提高的现实要求下，传统依赖理化指标监测的水质评价体系与高碳处理模式，已难以满足敏感水域、水源保护区等特殊区域的处理需求，行业迫切需要一套兼具风险预警、低碳运维、资源循环功能的一体化技术方案。

核心技术突破：构建“智慧预警+低碳运维”双轮驱动体系

针对行业痛点，中冶生态环保历经多年研发与实践，打造了“污水处理厂智慧水质预警及低碳运维减污降碳关键技术”体系，通过两大核心技术板块的协同发力，实现了从源头风险防控到全流程低碳减污的全链条突破。

智慧水质预警技术：从被动应对到主动防御的革命性转变。传统水质监测仅聚焦常规理化指标，难以精准识别复合毒性污染物，预警滞后性强，无法为生化系统提供有效保护。项目突破传统单一参数预警局限，创新构建“发光菌急性毒性+硝化菌功能抑制”双生物指标协同预警模型，实现了对复合污染的超前感知、精准识别与溯源留证，预警准确率大幅提升，为污水厂搭建起第一道“安全防线”。

该技术的核心优势体现在三大维度：其一，双生物指标协同感知，实现毒性精准识别。通过费氏弧菌（发光菌）急性毒性检测与硝化菌活性抑制检测的“双毒性”综合评价，能够快速捕捉废水中各类有毒物质对功能微生物的潜在危害，相比传统毒性监测，预警准确性大幅提升，可有效规避复合毒性污染物对生化系统的毁灭性冲击；其二，智能联动处置，保障系统稳定运行。一旦系统识别到毒性风险，将立即联动厂区前端应急事故池，依据毒性等级自动启动“分级处置”机制，将有毒废水分流至应急池进行缓存与降解，再以小流量方式回流入管网，确保主生化系统中功能微生物菌群的安全与稳定，从源头避免系统崩溃与高能耗培菌；其三，溯源留证一体化，强化监管效能。系统借助紫外可见光谱技术，为每一批次进水建立专属“水质指纹”数据库，预警触发时可迅速锁定超标排放责任源，实现污染溯源与证据留存的无缝衔接，为环境监管提供有力支撑，从根本上遏制违规排污行为。

为保障复杂工况下的监测稳定性，项目配套研发“潜污切割+三级过滤+超声波协同清洗”智能采样系统，成功攻克高悬浮物工况下的设备堵塞痛点，确保关键水质参数持久稳定监测。最终形成“智能预警-精准截留-智慧调控”的闭环技术范式，显著提升了污水处理厂的运行韧性与风险防控能低碳运维减污技术：全链条降碳与资源循环的系统性创新。在低碳运维领域，项目面向抗冲击、低成本、低碳化的行业需求，构建了的全链条减碳技术体系。实现了污水处理过程能耗、药耗与直接碳排放的革命性降低，同时推动资源循环利用与出水品质升级。

该体系集成了污水处理检修零停产高效能技术、植物基碳源制备及其低碳污水处理技术、污水处理出水绿色化提标关键技术等。其中，植物基碳源制备及其低碳污水处理技术创新点突出，首次将催化、碱解与酶解工艺有机结合，实现植物基碳源的高效制备；利用固液复合碳源具备“缓释-速释”双模特性，适配不同污水处理工艺，推动污水厂向能源自给与资源回收方向转型；同时，通过提升污泥有机质含量、改善脱水性能、钝化重金属等污染物，实现“以废治废”的闭环处理。该技术不仅有效解决污水处理中碳源不足的难题，还实现了植物秸秆的资源化利用，具有绿色、高效、多元的综合优势，兼具环境与经济效益。

成果斐然：技术赋能产业，效益全面彰显

该技术体系实践应用可覆盖不同处理规模、不同进水水质条件的场景，带来显著的环境效益、经济效益与社会效益。

环境及经济效益方面，该技术成果已成功应用于多个污水处理厂运维及改造项目，其中，在山东某污水处理厂完成示范应用，成效显著：实现了对异常进水事件的全部预警，使生化系统受冲击时间缩短近90%，年节约综合成本超过千万元。不仅有力保障了区域水环境安全，也为推动污水处理行业实现高质量、低碳化发展提供了坚实的技术支撑与可复制的实践范例。

编辑：赵怡茗