2022年11月，雙百聯(lián)盟在“2022（第十四屆）水業(yè)熱點(diǎn)論壇”發(fā)布了第二期“雙百跨越”污水處理標(biāo)桿比選活動結(jié)果。本次標(biāo)桿比選活動歷時4個月，來自32家水務(wù)企業(yè)的73座污水處理廠進(jìn)入?yún)^(qū)域評審環(huán)節(jié)，最終25家水務(wù)企業(yè)的33座污水廠上榜（33座污水廠上榜，第二期“雙百跨越”標(biāo)桿污水廠榜單發(fā)布）。

為傳播標(biāo)桿廠優(yōu)秀建設(shè)和運(yùn)營管理經(jīng)驗，雙百聯(lián)盟將以“精細(xì)化-智慧化-資源化-低碳化-生態(tài)化-社會化”評選維度，系統(tǒng)展示第二期標(biāo)桿廠風(fēng)采。本文以資源化標(biāo)桿廠——金科環(huán)境無錫高品質(zhì)再生水廠為案例，向行業(yè)同仁展示該廠的資源化特征優(yōu)勢，為污水處理廠資源化建設(shè)提供案例支持。

金科環(huán)境無錫高品質(zhì)再生水廠在本次標(biāo)桿比選中，榮獲“資源化—再生水利用污水廠”稱號?！半p百跨越”污水處理標(biāo)桿聯(lián)盟顧問專家，上海市政工程設(shè)計研究總院（集團(tuán)）有限公司總工程師張辰點(diǎn)評道：該水廠采用數(shù)字化運(yùn)營管理的數(shù)據(jù)雙胞胎技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了無人值守、數(shù)字巡檢等功能，并且采用超濾＋反滲透處理工藝，出水供給周邊電子工廠以替代自來水，實(shí)現(xiàn)水資源再生的同時產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益?！半p百跨越”污水處理標(biāo)桿聯(lián)盟特聘運(yùn)營評估專員，北京密云新城再生水廠廠長傅長明點(diǎn)評道：再生水回用的典范，處理后出水經(jīng)過深度處理100%工業(yè)回用，自動化管理程度較高，實(shí)現(xiàn)少人值守。

(相關(guān)資料圖)

01基本情況

金科環(huán)境無錫高品質(zhì)再生水廠（江蘇無錫錫山再生水廠）是金科環(huán)境股份有限公司和錫山環(huán)保能源集團(tuán)共同建設(shè)運(yùn)營的，公司成立于2020年12月，坐落在無錫市錫山經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)萬安路61號，主營污廢水深度處理及資源化再生利用、區(qū)域環(huán)境容量置換及工業(yè)水處理配套、區(qū)域地表水、河道水提標(biāo)等環(huán)保業(yè)務(wù)。

秉承構(gòu)筑綠色循環(huán)生態(tài)的環(huán)保理念，金科環(huán)境無錫高品質(zhì)再生水廠運(yùn)用金科環(huán)境膜技術(shù)水深度處理及污廢水資源化的雄厚技術(shù)背景及建設(shè)、運(yùn)營經(jīng)驗，利用錫山水務(wù)環(huán)保產(chǎn)業(yè)平臺，以無錫為示范點(diǎn)，同步輻射蘇、浙、皖等區(qū)域開展污廢水資源循環(huán)再生及非常規(guī)水資源利用、污廢水零排放等業(yè)務(wù)，致力于打造為蘇浙皖地區(qū)新生水及環(huán)保業(yè)務(wù)區(qū)域投資、運(yùn)營、咨詢中心。

金科環(huán)境無錫高品質(zhì)再生水廠總設(shè)計規(guī)模4萬噸/日，一期建設(shè)規(guī)模2萬噸/日。項目總占地面積14358平方米，一期建筑面積約2670平方米，包含模塊化膜品間、輔助水池、辦公樓、門衛(wèi)及其他輔助設(shè)施，一期總投資約1億元人民幣。項目于2021年8月開工建設(shè)，同年11月底通水運(yùn)營。項目以錫山水務(wù)有限公司云林污水廠準(zhǔn)四類品質(zhì)出水為水源，采用超濾＋反滲透處理工藝，產(chǎn)水品質(zhì)遠(yuǎn)優(yōu)于自來水標(biāo)準(zhǔn)，主要供應(yīng)健鼎電子、高德電子、統(tǒng)盟電子、能達(dá)熱電及周邊高品質(zhì)水用戶。

圖 1 金科環(huán)境無錫高品質(zhì)再生水廠

02特征優(yōu)勢

金科環(huán)境無錫高品質(zhì)再生水廠采用金科創(chuàng)新的PIPP（即Public-industry-Private-Partership）“以水養(yǎng)水”商業(yè)模式，利用污廢水生產(chǎn)高品質(zhì)、高附加值的再生水，出售給工業(yè)企業(yè)，以水（再生水/新生水）養(yǎng)水（污水處理）。可以同時實(shí)現(xiàn)污廢水處理提標(biāo)、再生利用、污染物資源化三大目標(biāo)，全面解決水污染、水短缺和水安全問題，具有顯著的生態(tài)效益、社會效益和經(jīng)濟(jì)效益，是對“環(huán)保+循環(huán)經(jīng)濟(jì)”的開拓性探索。在PIPPTM模式的基礎(chǔ)上，公司于2017年推出“藍(lán)色生態(tài)園/工廠模式”，利用核心技術(shù)將生產(chǎn)出的再生水出售給工業(yè)企業(yè)，同時把水中其他的污染物轉(zhuǎn)化為具有商業(yè)價值的產(chǎn)品，將污水“吃干榨凈”。

圖 2 PIPP創(chuàng)新模式

金科環(huán)境無錫高品質(zhì)再生水廠是金科環(huán)境第一個落地的產(chǎn)品化（第二代）水廠，采用金科環(huán)境自主研發(fā)的裝配式模塊化膜法水處理單元，首次將金科擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的膜通用平臺、臥式經(jīng)典風(fēng)超濾系統(tǒng)、膜污染控制系統(tǒng)、精確加藥體系、數(shù)字化建設(shè)管理平臺、數(shù)字化運(yùn)營管理平臺、無人值守系統(tǒng)等與裝配式廠房進(jìn)行系統(tǒng)性整合，打造由超濾模塊、反滲透模塊、輔助配套模塊三大產(chǎn)品化模塊拼裝組合的無人值守膜品間。具有建設(shè)周期短、投資風(fēng)險小、全生命周期成本低、產(chǎn)品質(zhì)量高、數(shù)字化管理平臺實(shí)現(xiàn)“無人”值守、可快速實(shí)現(xiàn)改/擴(kuò)建等優(yōu)勢。

1. 膜通用平臺技術(shù)

金科環(huán)境自主研發(fā)的全球?qū)＠ねㄓ闷脚_裝備技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)多個品牌膜元件的通用互換，以及系統(tǒng)運(yùn)行工況和條件的軟件兼容，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的功能性通用互換，在水廠全生命周期內(nèi)，給客戶提供膜品牌的自主選擇權(quán)。同時，通用技術(shù)擁有單體裝備大型化的優(yōu)勢，節(jié)省占地面積，有效減少膜系統(tǒng)的復(fù)雜程度，降低系統(tǒng)投資和運(yùn)營成本。

圖 3 PIPP創(chuàng)新模式

2、數(shù)字雙胞胎系統(tǒng)

采用金科環(huán)境研發(fā)的“水廠雙胞胎-建設(shè)管理平臺”和“水廠雙胞胎-運(yùn)營管理平臺”，實(shí)現(xiàn)了水廠設(shè)計、建設(shè)、運(yùn)營各個階段實(shí)體廠/數(shù)字廠同步數(shù)字化實(shí)施-所見即所得。運(yùn)營管理平臺包括實(shí)時監(jiān)控、生產(chǎn)經(jīng)營、信息中心、少人值守、配置中心五大模塊。

（1）實(shí)時監(jiān)控

水廠運(yùn)行態(tài)勢實(shí)時數(shù)據(jù)駕駛艙，時刻關(guān)注工藝安全、設(shè)備安全以及人防安全。水廠運(yùn)營綜合數(shù)據(jù)駕駛艙，水廠運(yùn)營綜合數(shù)據(jù)看板，將運(yùn)營相關(guān)數(shù)據(jù)集成到數(shù)據(jù)大屏，可定制數(shù)據(jù)指標(biāo)模塊和動態(tài)配置模塊布局。水廠運(yùn)行全面安全監(jiān)控。工況異常報警；視頻監(jiān)控、煙感門禁異常報警；維修保養(yǎng)預(yù)期報警。便捷情景操控模式，一鍵完成若干工藝指令執(zhí)行和參數(shù)數(shù)值切換，按模式管理水廠運(yùn)行。

圖 4 智能水廠雙胞胎管理平臺

動態(tài)駕駛艙：平臺所提供的數(shù)據(jù)駕駛艙，數(shù)據(jù)項、數(shù)據(jù)呈現(xiàn)形式、數(shù)據(jù)呈現(xiàn)模塊布局，均可在線配置，并保存多個版本。駕駛艙同時支持文件管理、報警中心、三維可視化、項目概況等預(yù)制模塊，可有選擇的進(jìn)行添加和布局調(diào)整。同一個水廠內(nèi)，可根據(jù)車間不同，使用場景不同，設(shè)置多個駕駛艙數(shù)據(jù)項組合和布局，靈活適配各種應(yīng)用場景。

報警中心：平臺提供多種類型的報警，包括巡檢異常、故障上報、工藝診斷異常、維修保養(yǎng)逾期等等。報警信息通過微信或釘釘群發(fā)，可推送至相關(guān)負(fù)責(zé)人，驅(qū)動責(zé)任人第一時間采取相應(yīng)措施。報警信息集中記錄，可作為水廠運(yùn)營工作復(fù)盤分析的數(shù)據(jù)來源，是水廠運(yùn)行工作中可以積累的重要數(shù)據(jù)資產(chǎn)。

圖 5 報警中心

數(shù)字安防：系統(tǒng)可快速集成視頻監(jiān)控系統(tǒng)，并集成智能監(jiān)控設(shè)備具有的智能功能，可根據(jù)業(yè)務(wù)需求實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)聯(lián)動。三維場景與視頻畫面聯(lián)動，高效定位視頻畫面空間位置，提高應(yīng)急時間處理效率。智能視頻監(jiān)控設(shè)備可提供水廠部分環(huán)境感知識別功能，例如跑水漏水等。

圖 6 視頻監(jiān)控系統(tǒng)

（2）生產(chǎn)經(jīng)營

數(shù)字化維修保養(yǎng)作業(yè)管理與記錄，數(shù)據(jù)驅(qū)動水廠運(yùn)營決策優(yōu)化，如備品備件統(tǒng)籌采購倉儲計劃等。智能巡檢驅(qū)動維修保養(yǎng)工單，系統(tǒng)智能巡檢給出工況評估后，需要維修保養(yǎng)的設(shè)備可直接派發(fā)工單，到相關(guān)工作人員。移動端現(xiàn)場規(guī)范運(yùn)維操作，工作人員完成維修保養(yǎng)工作后，移動端提交工作記錄?？缮蟼髻Y料、圖片、視頻等，提交表單格式可在線編輯。維修保養(yǎng)計劃精細(xì)到位號，系統(tǒng)可錄入精確的運(yùn)維保養(yǎng)計劃，提供計劃逾期預(yù)警。精細(xì)化管理備品備件，統(tǒng)籌規(guī)劃采購與倉儲。

圖 7 數(shù)字化維修保養(yǎng)作業(yè)管理與記錄

智慧運(yùn)維系統(tǒng)：平臺提供精細(xì)到設(shè)備的維修保養(yǎng)計劃功能，可按照計劃精細(xì)化的推送作業(yè)清單，確保維修保養(yǎng)工作如期進(jìn)行。系統(tǒng)對逾期未執(zhí)行的維修保養(yǎng)計劃，將給出預(yù)警報警，并派發(fā)工單到指定人員，數(shù)字化驅(qū)動運(yùn)維工作執(zhí)行。維修保養(yǎng)操作可通過移動端完成作業(yè)數(shù)據(jù)記錄，可通過拍照或錄視頻的方式記錄關(guān)鍵動作和結(jié)果。

設(shè)備管理：精確到位號的設(shè)備管理，實(shí)時采集平記錄水廠設(shè)備全生命周期數(shù)據(jù)資產(chǎn)，包括設(shè)計、采購、建設(shè)和運(yùn)行期數(shù)據(jù)。精細(xì)化管理設(shè)備備品備件數(shù)據(jù)，統(tǒng)籌規(guī)劃備品備件采購和存儲的時機(jī)和時長，合理規(guī)劃倉儲。平臺可提供數(shù)據(jù)中臺服務(wù)，以設(shè)備為核心組織其相關(guān)數(shù)據(jù)，并提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)訪問與可視化管理。

（3）信息中心

水廠運(yùn)營數(shù)據(jù)中臺服務(wù)，數(shù)據(jù)治理中心，搭建數(shù)字化轉(zhuǎn)型技術(shù)底座。水廠數(shù)據(jù)與信息綜合管理，水廠全生命周期資料數(shù)據(jù)，綜合記錄管理。記錄水廠設(shè)計、采購、施工和運(yùn)行各階段相關(guān)數(shù)據(jù)以設(shè)備為數(shù)據(jù)組織核心基于BIM數(shù)據(jù)，組織索引相關(guān)數(shù)據(jù)和資料，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與BIM的交互聯(lián)動，雙向查詢。便捷直觀的系統(tǒng)交互體驗基于BIM的優(yōu)良可視屬性，建立直觀、高效的人-機(jī)、人-數(shù)據(jù)連接通道。提高數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)分析結(jié)果的使用效率。

（4）少人值守

系統(tǒng)感知與分析水廠實(shí)時工況，逐步減少對人員經(jīng)驗和體力的依賴，保障設(shè)備運(yùn)行。全量全要素感知水廠工況，通過采集PLC數(shù)據(jù)，加裝工業(yè)傳感器等技術(shù)手段，采集水廠工況分析需要的全量數(shù)據(jù)要素。智能巡檢定時推送工況評估報告，系統(tǒng)基于全要素數(shù)據(jù)，定時進(jìn)行分析判斷，給出巡檢報告，包括工藝工況評價和操作建議。逐步減少人員巡檢，保留部分人工巡檢功能，減少因人員疏忽造成的設(shè)備損耗或故障。

智能巡檢系統(tǒng)：數(shù)據(jù)駕駛艙主控畫面中，可按指定智能巡檢間隔，生成智能巡檢報告，以“橫幅”形式滾動播報巡檢結(jié)果。數(shù)字代理“員工”在三維場景內(nèi)完成虛擬巡檢，按照指定路線對水廠數(shù)據(jù)進(jìn)行輪巡，輸入給分析模塊。生成智能報告，包括工藝數(shù)據(jù)工況情況評估，專家系統(tǒng)工藝診斷分析結(jié)果和動態(tài)環(huán)境感知數(shù)據(jù)分析結(jié)果，以及水廠運(yùn)行工況綜合評價及處理建議。

智能專家系統(tǒng)：平臺提供圖形化界面，供專家團(tuán)隊將水廠工況判斷規(guī)則輸入到平臺系統(tǒng)內(nèi)，作為工藝診斷分析的算法依據(jù)。平臺提供靈活可在線配置的數(shù)據(jù)圖表呈現(xiàn)模塊，可以在線配置相關(guān)數(shù)據(jù)可視化形式，輔助人工工藝優(yōu)化決策。工藝診斷模塊按照規(guī)則庫對水廠運(yùn)行相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析判斷，并給出綜合評價及優(yōu)化建議。

（5）配置中心

在線化平臺部署方案，便捷上線基礎(chǔ)版本。存量水廠高效部署上線，輕量化與感知系統(tǒng)服務(wù)支撐。工業(yè)模型輕量化處理，支持P3D、Revite等模型輸入，輸出系統(tǒng)可用的輕量化BIM模型，并包含設(shè)備設(shè)計屬性數(shù)據(jù)。在線化數(shù)據(jù)集成配置。高效集成Scada系統(tǒng)或直連PLC系統(tǒng)，快捷集成數(shù)據(jù)，動態(tài)關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)項到設(shè)備對象。動態(tài)適配實(shí)際運(yùn)維業(yè)務(wù)流程。動態(tài)可配置數(shù)據(jù)駕駛艙，豐富的數(shù)據(jù)圖表庫，智能巡檢路徑與數(shù)據(jù)項配置，數(shù)據(jù)提交表單與數(shù)據(jù)項配置。

3、直聯(lián)耦合系統(tǒng)（IMS）

公司的IMS技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了反滲透膜系統(tǒng)與GTFOST超濾系統(tǒng)直聯(lián)耦合，省去了傳統(tǒng)超濾-反滲透工藝的中間水池和二次提升，節(jié)省了工藝占地面積及建設(shè)投資，減少能源消耗。直連的同時避免了中間水池可能產(chǎn)生的二次污染，降低了反滲透化學(xué)清洗頻率，可提升反滲透膜使用壽命。

03企業(yè)榮譽(yù)

金科環(huán)境無錫高品質(zhì)再生水廠的建成實(shí)現(xiàn)了錫山經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)污廢水再生利用率的提高，為企業(yè)及政府提供了環(huán)境容量，利于產(chǎn)能提升及招商落地。污水再生處理后用于下游PCB及熱電企業(yè)，不僅取得了商業(yè)收入，同時減少了企業(yè)原來純水制作工藝和成本，商業(yè)模式創(chuàng)新，工程產(chǎn)品化創(chuàng)新，具有示范和推廣意義。

水廠運(yùn)用自主研發(fā)的數(shù)字孿生技術(shù)，通過采用先進(jìn)的管理思維和技術(shù)手段，提供一套應(yīng)用于水廠的智能化控制、物聯(lián)網(wǎng)接入采集、一體化中央監(jiān)控、移動化管控平臺、大數(shù)據(jù)分析和科學(xué)化決策于一體的自動化、數(shù)字化、智能化水廠整體解決方案，實(shí)現(xiàn)水廠的少人/無人化生產(chǎn)運(yùn)營管理。目前已實(shí)現(xiàn)設(shè)備故障停產(chǎn)時長減少5%、線下人工巡檢減少50%以上、庫存有效率提高10%、膜清洗操作準(zhǔn)確率提升5%。

自運(yùn)營以來水廠產(chǎn)水品質(zhì)遠(yuǎn)優(yōu)于用戶要求水質(zhì)，平均產(chǎn)水電導(dǎo)率低于50μS/cm，水質(zhì)水量穩(wěn)定。水廠憑借高質(zhì)量產(chǎn)品和優(yōu)質(zhì)服務(wù)得到了用戶的高度認(rèn)可，用戶滿意度均滿分。

金科環(huán)境無錫高品質(zhì)再生水廠取得的成果獲得了同行專家的一致肯定。在2021—2022年間接待各類參觀交流50余次，累計接待參觀者400余人。在2022(第二十屆)水業(yè)戰(zhàn)略論壇上榮獲“2022再生水回用優(yōu)秀案例”殊榮。此外，本項目在《2022年江蘇省長江流域生態(tài)保護(hù)和修復(fù)工程項目》申報中專家評分80分，獲得專項補(bǔ)助資金2019萬元。

金科環(huán)境無錫高品質(zhì)再生水廠是響應(yīng)長江生態(tài)環(huán)境保護(hù)的一項重要工作，亦是金科環(huán)境第二代工程產(chǎn)品化水廠的典型示范案例，也為我國污水資源化利用提供寶貴的技術(shù)和管理經(jīng)驗，對長三角乃至全國的污水資源化利用都具有領(lǐng)先的示范意義，同時將為今后更大規(guī)模的再生水回用工程的實(shí)施和管理積累經(jīng)驗，提供有益的參考和借鑒。

04發(fā)展前景

隨著國家“雙碳”戰(zhàn)略部署的不斷深入，國家十部委及江蘇省陸續(xù)發(fā)布了《關(guān)于推進(jìn)污水資源化利用的指導(dǎo)意見》（發(fā)改環(huán)資〔2021〕13號）、《區(qū)域再生水循環(huán)利用試點(diǎn)實(shí)施方案》（環(huán)辦水體〔2021〕28號）、《江蘇省推進(jìn)污水資源化利用的實(shí)施方案》（蘇發(fā)改資環(huán)發(fā)〔2021〕1047號）等推進(jìn)污水資源化利用的政策文件，將污水資源化利用擺在了更加突出位置。2020年12月，國家生態(tài)環(huán)境部印發(fā)了《關(guān)于進(jìn)一步規(guī)范城鎮(zhèn)（園區(qū)）污水處理環(huán)境管理的通知》，要求各地編制城鎮(zhèn)污水處理及再生利用設(shè)施建設(shè)規(guī)劃，落實(shí)污水處理、再生水利用等相關(guān)工作。《產(chǎn)業(yè)園區(qū)規(guī)劃環(huán)評審查最新相關(guān)要求》明確園區(qū)/集中區(qū)近期中水回用30%-40%，化工園區(qū)40%-50%。污水再生和回用可緩解城市水荒、提高水資源的綜合開發(fā)利用程度，開發(fā)利用城市污水為拓寬供水來源提供了新的思路，是提高供水可靠性的重要手段。通過企業(yè)污廢水的再生回用，實(shí)現(xiàn)了在工業(yè)企業(yè)內(nèi)將自來水作為第二備用水源的可能性。

隨著區(qū)域工業(yè)經(jīng)濟(jì)總量在不斷擴(kuò)大，工業(yè)用水量需求也呈逐年遞增趨勢，但環(huán)境容量指標(biāo)日趨縮緊，嚴(yán)重制約地方工業(yè)企業(yè)落地，本項目的建設(shè)不僅符合園區(qū)招引外資的政策，還可以解決服務(wù)區(qū)的環(huán)境容量問題、水污染問題、改善園區(qū)的環(huán)境、促進(jìn)園區(qū)發(fā)展。同時，污水深度處理后回用亦可以取得一定的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益，利于水資源的節(jié)約和合理規(guī)劃，大大提升城市的對外形象，從而進(jìn)一步改善當(dāng)?shù)氐耐顿Y環(huán)境。

關(guān)鍵詞：