【案例】洋湖再生水厂三期及三期人工湿地项目

⑤探索智慧水务全新领域：以设计、施工BIM数据为基础，结合厂区日常管理及数字化平台建设需求，将BIM、UE游戏引擎、物联网、数据库等技术进行跨界融合，打造高水平的数字孪生运维管理系统。系统以游戏引擎为底层支撑，创新性推出基于像素流技术的云端渲染模式，重点打造运行驾驶舱、生产运行、生产安全等核心功能模块，全方位接入厂区实时运行数据、生产统计数据和异常报警信息等，提升管理系统可视化效果、辅助日常运维和异常信息监控。

⑥打造绿色生态景观标杆：考虑项目周边场地原状及项目特点，采用人工湿地工艺对三期项目尾水进行深度净化，不仅绿色低碳节能，而且还能利用人工湿地建设塑造城区中央的景观公园，在消除传统污水处理厂邻避效应的同时，成功树立污水处理厂全新形象；在满足安防要求下，采用水系替代部分实体围墙，营造绿色生态、通透舒适的景观空间；厂区内各建筑物设置可上人绿化屋顶，增加厂区绿化面积；因地制宜设置绿化群，营造多样性生态景观，提升环境美观与生态性，绿化景观多样，层次丰富、密度适宜，合理选用本地乡土树种；生产楼按绿色建筑二星级、装配式建筑建造，充分贯彻绿色、低碳理念。

⑦全面贯彻环保理念：采用绿化隔离+生物除臭+植物液除臭多手段消解厂区各处理段臭气，保障厂界环境空气质量；在鼓风机房设置隔音材料、水泵采用潜水泵等措施降低生产噪音。

⑧构建科普教育宣传前沿堡垒：充分利用三期项目已建成的污水处理系统及外围人工湿地系统，全面提升洋湖再生水厂科普教育宣传体系，设立专业科普讲解员，定制多条参观路线和摄制科普视频，免费对中小学生和社会团体开放，全年可接待参观约3000-5000人次。与中南大学、湖南大学等高校共建产学研基地，为高校学生提供研学条件和配套基础设施。

项目亮点介绍

1、实施效果

项目核心处理效果突出。出水水质不仅稳定达到湖南省最高排放标准，主要指标（如COD、氨氮）绝大多数时段更优于地表水Ⅲ类标准，处理水平领先。系统设计坚韧，能成功应对雨季高达2.5倍设计水量的冲击，保障了稳定运行。同时，通过光伏发电和智慧能源站，实现了生产用电约20%的自给与周边建筑高效供能，综合节能率超60%。

2、社会效益

项目转型为环保科普与产学研前沿阵地，全年可接待公众参观数千人次，并与多所高校共建实践基地，有效消除了传统污水处理厂的“邻避效应”，重塑了行业绿色新形象。

3、生态效益

项目实现了水资源循环与生态修复。每日为自然水体提供优质生态补水，增强河流自净能力。配套人工湿地进一步净化尾水、提升生物多样性，并将厂区打造为城市中央的生态景观公园，实现了污水处理设施与城市生态系统的和谐融合。

项目技术工艺/装备简介

1、技术工艺/装备名称

本项目集成了多项先进且具有代表性的技术工艺与装备，主要包括：

改良型MSBR工艺：一种高效的生物处理核心工艺。

高效沉淀池：用于深度除磷和固液分离的关键单元。

反硝化深床滤池：实现深度脱氮和过滤的保障性工艺。

复合人工湿地系统：由库塘、垂直潜流、河流、湖泊湿地组成的生态净化系统。

“光伏+水源热泵”能源系统：实现能源回收与利用的综合系统。

数字孪生运维系统：基于BIM、物联网和游戏引擎的智慧管理平台。

2、技术工艺/装备原理

各项技术的核心工作原理如下。
改良型MSBR工艺在传统MSBR基础上增加了多个反应单元，通过创造交替的厌氧、缺氧、好氧环境，利用微生物群落连续完成有机物的氧化、硝化、反硝化脱氮及生物除磷。

高效沉淀池通过快速混合、絮凝形成密实矾花，并利用斜管沉淀原理实现高效固液分离。

反硝化深床滤池则在特殊滤料上培养生物膜，通过投加碳源，使反硝化菌将水中的硝酸盐氮转化为氮气去除，同时完成物理过滤。

复合人工湿地系统模仿自然湿地，通过基质、植物和微生物的物理、化学、生物三重协同作用净化水质。

“光伏+水源热泵”能源系统原理分为两部分：分布式光伏将太阳能转化为电能；水源热泵则提取处理后的恒温尾水中蕴含的热能或冷能，用于建筑供冷供热。

数字孪生运维系统通过物联网技术将实体水厂的实时数据映射到基于BIM和游戏引擎构建的虚拟模型中，实现全流程的数字化镜像与交互。

3、技术工艺/装备特点

这些技术装备共同构成了项目的核心优势：
改良型MSBR工艺的主要特点是抗冲击负荷能力极强（可应对2.5倍设计水量）、脱氮除磷效率高，尤其适合处理低C/N比污水。

高效沉淀池具有占地面积小、沉淀效率高、出水水质稳定的特点。

反硝化深床滤池能同步实现深度脱氮与高精度过滤，是出水稳定达到高标准的关键。

复合人工湿地系统的特点是绿色低碳、基本无能耗，并将污水处理设施转化为具有生物多样性的生态景观公园，实现了功能与美学的统一。

“光伏+水源热泵”能源系统的突出特点是资源循环利用，将水厂从能源消耗单元转变为能源生产者与回收者，实现了显著的节能降耗（综合节能率超60%）。

数字孪生运维系统的特点是高度可视化、智能化与预测性，能够进行工艺模拟、优化调度和故障预警，极大提升了运维管理效率和精准度。

4、应用工业领域

本项目所应用的技术具有广泛的跨领域适用性：
核心的污水处理工艺（改良型MSBR、高效沉淀池、反硝化深床滤池）主要应用于市政污水处理、工业废水处理及相关的提标改造领域。复合人工湿地系统不仅应用于水环境生态修复与治理，也广泛应用于景观工程、海绵城市建设及河湖生态补水等领域。“光伏+水源热泵”能源系统是新能源应用与建筑节能领域的典型技术，特别适用于拥有稳定水温水源（如污水处理厂、电厂）的区域进行能源回收。数字孪生运维系统则代表了智慧水务、工业互联网及智能制造的发展方向，其理念和技术可推广至所有流程工业的数字化管理与运维。

编辑：王秀