优秀案例展示|葛洲坝-天津市津沽污水处理厂三期工程和积水片改造工程 PPP 项目智慧水务系统

第十四届中国农村和小城镇水环境治理论坛详细内容链接

由中国市政工程协会生态市政建设专业委员会，ANSO环境科技产业联盟发起的2025年度城乡水环境治理优秀案例征集活动已告一段落。入选优秀案例的单位将于9月25-27日在宁夏银川举办的第14届中国农村和小城镇水环境治理论坛上受邀参与颁奖仪式。（相关链接：权威阵容集结！第14届村镇水环境论坛重磅内容前瞻），我们将陆续展示部分优秀案例，感兴趣的单位欢迎继续将优秀案例发给我们！

天津市津沽污水处理厂三期工程和积水片改造工程

 PPP 项目智慧水务系统

申报单位：葛洲坝水务（天津）有限公司

一、项目概况

         本项目位于天津市津南区八里台镇，是津沽污水处理厂三期工程及积水片改造 PPP 项目的核心组成部分。项目于 2024 年 11 月建成投运，设计处理规模为旱季 28 万 m³/d、雨季 45 万 m³/d，服务人口约 300 万，覆盖面积 404618.1 平方米。作为天津市重点水环境治理工程，项目聚焦 “智慧化、低碳化、高效化” 目标，构建了国内领先的全流程智慧水务体系，成为华北地区大型污水处理厂智慧化升级的标杆项目。

二、排放要求

         津沽污水处理厂服务范围包括以下三部分：环内区域、环外西青区域、环外津南区域，出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（DB12/599-2015）A 标准。

三、总体架构

         项目采用 “感知层 - 数据层 - 平台层 - 应用层” 四维架构，整合智能系统、智能设备，实现从污水进厂到达标排放的全流程数字化管控。具体包括：

         感知层：全域部署物联网传感器，覆盖水质、流量、设备状态等 参数，数据采集频率达10秒/次。

         数据层：构建超融合云平台，采用时序数据库存储实时数据，支持 50 万条 / 秒数据写入，历史数据存储周期达10年。

         平台层：开发智慧运营管控平台，集成数字孪生、工艺仿真等核心模块，支持 500 用户并发访问，响应时间≤10ms。

         应用层：落地 AI 视频分析、智能加药等 8 大应用场景，形成 “监测 - 分析 - 决策 - 执行” 闭环。

四、核心技术应用

        （1）数字孪生系统

         通过 UE4 引擎构建 1:1 厂区三维模型，涵盖工艺设施、核心设备，实现设备运行状态、水质变化等动态仿真。模型加载响应时间≤3s，支持 24 小时光影渲染和天气模拟，可通过语音指令控制场景切换。

        （2）工艺仿真系统

         基于进水水质、设备参数构建机理模型，实时预测 8 小时后出水水质，提供曝气、加药等关键参数优化方案。系统试运行期间，通过模拟不同工况，使碳源投加量降低 10%。

        （3）智能加药系统

         采用 “进水前馈 + 串级反馈 + 出水补偿” 四级控制策略，针对碳源药剂投加开发专用算法，响应时间≤10 秒，加药精度达 ±2%。与传统方式相比，吨水药耗降低 10%。

        （4）精确曝气系统

         通过建立水质模型实时跟踪和评估各个溶解氧控制区的曝气量需求,进行溶解氧、配气量、阀门开度、总风量等最优计算。通过控制空气调节阀门与鼓风机系统进行实时联动，实现按需调节和分配曝气量，从而进行曝气工艺关键运行参数的最优化计算与全自动设备联动控制，实现污水处理厂精细化运行和管理。

        （5）AI视频监控

         部署 100 路智能摄像头，实现水浸、烟雾、火焰、盖板开启、人员倒地、安全帽穿戴、栅渣满溢、液位变动等 10 类异常场景自动识别，保证人员安全、生产环境安全、设备安全稳定运行。

        （6）巡检机器人

        在加药间、再生水泵房部署巡检机器人，每2小时自动执行巡检任务，实现重要单元无人值守，同时具备红外测温、气体检测、数据识别、设备状态监测等智能化巡检。

        （7）人员定位系统

在厂区范围内实时定位人员位置、追踪人员运行轨迹；支持电子围栏，当人员靠近或者进入电子围栏区域时系统自动报警；支持视频跟随联动，结合人员活动轨迹联动视频监控，监测人员工作状态。

五、创新亮点

        （1）技术创新

         多系统协同联动

         通过工业总线实现数字孪生、工艺仿真、智能加药系统的数据互通，当进水 COD 突增30%时，系统可在3分钟内自动调整曝气强度和碳源投加量，确保出水稳定。

         低碳化智慧运营

         能耗动态优化：基于 AI 算法调整鼓风机频率，吨水电耗降低 11.3%。

         全生命周期数字化管理

         建立设备数字台账，集成振动监测、故障预警功能，关键设备故障预警准确率达 92%，维护成本降低 30%。

       （2）模式创新

         采用 PPP 模式整合 “设计 - 建设 - 运维” 全链条资源，通过智慧平台实现政府监管、社会资本运营、公众监督的三方协同，提升环境治理透明度。

六、综合效益分析

         1.环境效益：出水COD 稳定在30mg/L以下，氨氮≤1.5mg/L。

         2.经济效益：智慧化改造后，运营人员减少 40%，药耗、电耗优化累计年节约成本10%。

         3.社会效益：系统稳定性提升，全年运行达标率 100%，形成可复制的智慧水务方案。

         4.项目通过 “数智化 + 低碳化” 技术融合，实现了三大突破：一是构建国内首个大型污水处理厂全流程数字孪生系统，推动运营模式从 “经验驱动” 向 “数据驱动” 转型；二是通过多系统协同优化，使单位处理成本下降 0.12 元 /m³，为行业智慧化升级提供经济可行的解决方案；三是形成 “监测 - 预警 - 处置” 的闭环管理体系，助力天津市水生态环境持续改善，为京津冀协同发展中的水环境治理提供示范。

联系方式

史德威，13501262221 （微信同手机号）

张   萍，13681573452 

董元喜，13911371860