7月12日，武汉市2023年全国低碳日主题发布会上，由武汉城投水务集团所属武汉控股排水公司（以下简称“排水公司”）建设运营的北湖污水处理厂，被评为2023年武汉市绿色低碳典型案例代表。

    北湖污水处理厂是国家“长江大保护”和武汉“四水共治”治污水大布局中的关键工程。项目一期污水处理能力达80万吨/日，尾水水质达国家一级A标准，是国内一次性建成规模最大的污水处理厂。每天，沿线130.35平方公里的所有污水通过17.5公里的大东湖深隧传输至厂内，从根本上解决了大东湖地区的污水处理等水环境难题。

    减污降碳是“十四五”时期我国生态文明建设的重点战略，也是推进经济社会全面绿色转型的新动能。近年来，排水公司以“十四五”规划目标为指引，深入践行碳达峰、碳中和发展战略，坚定践行生态文明思想，以北湖污水处理厂实施低碳化运营探索为切入点，因地制宜，创新思路，大力推进治水治污工作，奋力打造高效能治理新起点，将低碳化发展作为标杆污水厂建设的重要维度之一，利用光伏发电、数字化运维等技术获取绿色能源，使污水处理厂摆脱传统“污水池”的概念，成功打造了一座“绿色工厂”“数字工厂”。

    ■ 密码一

    处理污水用“膜”法

    为城市排水管网注入绿色动力

    7月13日上午9时，北湖污水处理厂深隧泵房内，泵机马力全开，生产技术部部长李贝正在查看相关运行数据。“如今，半个武昌城的污水都通过大东湖深隧这条‘快车道’奔向这里进行深度处理。”

    而真正做到让“污水”变“美水”，离不开北湖污水处理厂采用的改良型AAO+MBR工艺污水处理工艺技术，其中MBR膜工艺取代了传统的物理沉降和化学处理工艺，在污水处理的稳定性、抗负荷冲击以及出水水质方面优势明显。

    “自动化、智能化对污水处理行业的发展日趋重要，不断提升污水处理效能，实现节能降耗是当下的重要课题。”李贝说，污水厂采用的MBR膜处理工艺过滤孔径仅为0.1μm，相当于头发丝的千分之一，拥有更大的膜通量，能够除去污水中的微生物、胶体、藻类以及其他引起浑浊的物质，同时，该工艺能提高泥水分离效率，减少剩余污泥量，解决了传统活性污泥法中存在的诸多突出问题。

    双工艺路线的采用有力保证了出水水质。相关数据显示，北湖污水处理厂运行至今，承担了大东湖地区生活污水集中处理工作，破解了武汉市部分地区生活污水直排入江问题，服务面积约130.35平方公里、服务人口248万余人，使区域内主要排口污染物削减60%以上。

    “北湖污水处理厂就像‘吸浊扬清’的铁肺，源源不断为城市排水管网注入绿色动力。”李贝表示，处理达标后的尾水，将通过两种方式越堤入江——当长江水位低时，通过箱涵自流而出；当长江水位高时，通过钢管攀堤而出。同时，北湖污水处理厂排水系统在内部设置了双管道，实现了雨污分流，并兼顾排渍功能，能有效缓解相关片区渍情。

    ■ 密码二

    给污水处理厂装上“智慧心”

    处理污水更高效、更安全

    2020年9月16日，北湖污水处理厂正式投入运行，至今已安全生产1033天。

    “确保安全生产也是实现‘数字工厂’‘绿色工厂’的必要条件之一。”李贝表示，传统污水处理厂工控系统自动化程度不高，功能简单，决策高度依赖人为经验，已不能满足高效绿色的运行要求，“数字化”“智慧化”已逐渐成为传统水务领域转型升级的重要方向。“创新是产业发展的动力引擎。近年来，排水公司在建设运营污水处理厂标准化基础上，纵深推进智慧污水处理厂建设，逐步实现数字化管控、网络化共享和平台化协同，打造了全市一流的数字化智慧运维综合管理系统，实现水厂全自动、高可靠、智能化、精细化运行。”

    该系统主要分为驾驶舱、运行监控、报警统计分析、设备管理、工艺仿真、运行统计及分析、运营效能分析、安全生产管理、报表系统、资料管理、互联网平台共计11个板块。整套系统集运行监控、数据统计、设备运维、工艺指导等功能于一体。

    就好像有无数个“神经元”潜伏在厂内的管网、泵房、电路等重要部位，全天候“放哨”，实时追踪、监控全厂生产、数据、故障、运维等体系的“健康”。

    “除了对生产工艺进行监督，对厂内的设备、人员我们也进行了智慧化管理。”李贝介绍，系统为污水厂的11484套设备及每位人员都设置了二维码“身份证”，确保一人一码、一物一码，同时，为保证现场管理质量，污水厂还通过AI及时感知各项关键参数，达到防患于未然，提升安全管理水平，防止重大事故、故障的发生。

    守好厂内安全，排水公司更着眼于流域安全。为促进东沙流域水安全、水环境发展，北湖污水处理厂与东沙流域水环境治理系统采取联动运行模式。系统中采取北湖污水处理厂、二郎庙污水处理厂、落步嘴污水处理厂及相关预处理站联动运行方式，根据收集系统总水量动态调节各厂水量负荷，并充分利用北湖污水处理厂规模化处理效能，实现污水处理设施最优配比，从整体上节约系统整体能耗。

    ■ 密码三

    开启“光伏＋”模式

    每年提供绿色清洁电能约2200万度

    迎着炙热的阳光，北湖污水处理厂内排列整齐的光伏板正在工作，别看小小的一块板子，它正一刻不停地将烈日变成绿电，创造巨大的产值。

    北湖污水处理厂一直是“耗电大户”，用能稳定，同时又具有占地面积大、空间开阔等特点，在其上方建设光伏发电项目有着得天独厚的优势。

    作为武汉市污水处理行业的龙头企业，2021年，排水公司践行节能环保新路径，开始了“污水厂+光伏”的有益探索。

    2022年11月，北湖污水处理厂44884块光伏板全容量并网运行，总面积达到18.5万平方米，相当于25个足球场面积，是国内最大的污水处理厂分布式光伏发电项目。

    “降碳、减污是推进生态文明建设的关键，探索光伏发电技术对我们推进绿色环保转型升级具有非常重要的意义。”李贝称，光伏进入污水处理厂，不仅有助于污水处理厂摆脱对传统能源电力的长期依赖，给污水处理厂的基础设施送去绿色电力，还可实现大气环境和水环境污染减排的双赢，促进污水处理企业可持续发展，可谓一举两得。

    截至今日，北湖污水处理厂光伏项目已产生绿色清洁电能约1300万度，让其升级为名副其实的“绿色工厂”。

    据计算，在25年运营期内，北湖污水处理厂光伏项目每年可提供绿色清洁电能约2200万度，相当于节约标准燃煤约0.8万吨，相当于减少二氧化碳温室气体排放量约2万吨，减少二氧化硫排放量约70吨，减少氮氧化物排放量约60吨，减少粉尘排放约2吨，节能减排效果显著。

    ■ 密码四

    搭建污泥处置车间 减少二次污染

    推进污泥无害化、资源化处理处置一直是城镇污水处理设施补短板强弱项的难点。在北湖污水处理厂西北角，新建的污泥处置项目设计规模480吨/天，采用的重力浓缩+隔膜板框深度脱水工艺，能有力缓解污泥外运处置困境，提升污水处理能力。

    “湿污泥含水量高达80%，且有机质含量高，并含有寄生虫、病菌等，很容易发臭。”李贝解释，截至目前，厂内日均产生污泥泥浆量约为1200吨，如果不进行脱水处理，其存放、转运、处置问题都难以解决，且容易造成环境的二次污染。

    2023年，北湖污水处理厂还新建了外来污泥接收车间，储存规模为300吨（80%含水量），主要处理来自汤逊湖污水处理厂、黄家湖污水处理厂、落步嘴污水处理厂、二郎庙污水处理厂的污泥，再利用北湖污水处理厂现状污泥脱水车间内的备用板框脱水机（处理能力140吨/日），将含水率降低至60%，外运进行协同焚烧处置。

    “未来，北湖污水处理厂还将进一步发展污泥处置生产线。”李贝表示，随着城市污水处理率的提高，废水处理后的污泥量也在相应增长。污泥也不是毫无用处，经过处理后的污泥可以制成生物有机炭，作为土壤改良剂，其中筛分出的粗细砂和砾石还可用于建筑底料回用，将以往无用的淤泥变废为宝，减少二次污染，更加绿色环保。

    ■ 密码五

    合理利用再生水

    为城市发展“解渴”

    污水处理厂就像一座城市的“肾脏”，是城市水污染防治的第一道防线。近年来，排水公司盘活水资源，将污水处理厂的尾水用于道路清扫、绿化灌溉、景观补水等，为促进经济绿色转型发展，提高水资源配置效率和利用效益，实现城市“第二水源”、探索分质供水奠定了基础。

    污水处理厂尾水也叫再生水，是城市污水经处理后达到一定的水质指标、可重新循环利用的非饮用水。目前，北湖污水处理厂再生水日均消耗量约1万吨，用于厂区中细格栅及膜格栅反冲洗、生产药剂稀释、生物除臭塔喷淋、道路冲洗等，厂内共设6个取水点，每年减少二氧化碳排放700余吨。

    除了为“城市”解渴，排水公司还在企业利用再生水方向进行了有力探索。为减轻北湖及周边水环境流域治理的负担，加快青山区循环经济产业链的建设步伐，公司正与青山区水务局共同推进实施北湖流域再生水利用工程，利用北湖污水处理厂出水进行水生态环境改善，以及大型企业生产用水替代。

    “青山区作为国家重化工业基地，其周边聚集了武钢、石化等大型工业企业，工业用水能耗高。企业如果通过中水资源化利用，以再生水取代自来水，有助于减轻水体污染，保障生态安全，推动水资源循环高效利用，也让北湖污水处理厂的出水变得更加绿色。”李贝介绍，项目分为南线、北线工程。南线工程将在北湖污水处理厂内新建一座尾水提升泵站，设计流量为7.5万吨/日，配套管网长约6公里，使北湖污水处理厂出水输送至白玉明渠，以及宝武集团、绿色动力等企业。北线工程将在北湖污水处理厂厂属尾水出江泵站内新建一座一体化泵站，设计流量为1.76万吨/日，配套管网约600米，使北湖污水处理厂出水输送至八吉府明渠，以及中韩石化公司。

    ■ 密码六

    搭建绿色循环产业基地

    打造污水处理“灯塔工厂”

    生产绿色电能、消减污水污染物、利用新技术消碳……北湖污水处理厂只是排水公司搭建绿色低碳循环发展格局的一个小缩影。

    近年来，排水公司通过资金投入、技术改造等，在污水处理等方面持续增值提效、节污减排，努力构建绿色低碳循环发展新格局，在碳中和的时代进程中，努力打造示范样本。

    在龙王嘴污水处理厂荣军、鲁巷等6座污水提升泵站进行无人值守改造，改造内容包括自控系统改造、视频监控改造、新增泵站无人值守综合信息管理平台等；在东沙流域，通过“厂站网一体化”调度，有效协调多个环节，使污水处理厂、各预处理站、污水泵站在不同工况条件下达到稳定运行，提高了水环境综合治理能效。

    全面推进黄家湖污水处理厂、龙王嘴污水处理厂、南太子湖污水处理厂五期改扩建工程。黄家湖污水处理厂三期扩建后，采用巴顿普+超滤膜工艺，出水水质优于一级A，达到“排水水质能养鱼”的效果。南太子湖污水处理厂五期扩建工程，还采用双层加盖的构筑物全地下式布局，最大限度节约用地，同时减少邻避效应对周边环境的影响。

    排水公司对中水回用标准及工艺提升等还开展了一系列相关技术研究，并对其应用场景开展了试点探索，利用三金潭污水处理厂再生水对黄孝河进行水生态补水；而黄浦路污水处理厂的再生水则为江滩提供园林绿化用水，全年节约水费百万元。

    “以创新科技赋能水务行业一直是公司践行可持续发展理念的重要抓手，我们已在打造绿色工厂、数字工厂等方面取得诸多进展。今年，北湖污水处理厂获评2023年武汉市绿色低碳典型案例代表是公司深入践行碳达峰、碳中和发展战略的又一重要成果。”排水公司负责人表示，公司将继续作为先行者、践行者和赋能者，以数字化与低碳化“双轮驱动”，继续在城镇排水行业大力推动减碳进程，对标行业“灯塔工厂”，积极打造未来标杆污水厂。

    策  划

    武汉市水务集团有限公司  武汉三镇实业控股股份有限公司

    武汉市城市排水发展有限公司  长江日报生态传播中心

    撰  文

    谢铭辉  田康莉  杨丝涵  钟适