在广州市海珠区南洲路附近，隐藏着一座与众不同的净水厂——沥滘地下净水厂。这里地面绿草如茵，流水潺潺，白鹭翩翩，一步一景，而地下则是一座高科技的污水处理厂，净水设施井然有序，蓝白相间的巡检机器人在厂区内24小时不间断巡检，调度中心的大屏实时显示出水指标，碳排放数字化管理平台实时监控碳足迹，犹如24小时在线的环保专家。

近年来，广州水投市政总院（以下简称广州市政总院）结合自身在治水领域的丰富经验，采用数字化、物联网等前沿技术，依托可视化碳管理平台、工艺仿真等“智慧”力量，为广州中心城区地埋式净水厂安装上“智慧大脑”，实现污水处理过程的智能化控制和能效提升。

沥滘地下净水厂

丨工艺仿真：为净水厂装上“最强大脑”

地埋式净水厂采用封闭地下运行管理，其生产环境相对复杂，这直接增加了人工巡检和实时监控水厂的难度。对此，广州市政总院研发了污水处理过程预警与调控方案，构建了一个工艺仿真系统，该系统集成了智能决策系统和多个功能模块，相当于为地下污水厂管理装上了“智慧大脑”，实现了“一屏知全局”的信息化管理模式，极大提升了运营管理效率和水平。目前，广州市政总院团队设计打造的智慧化净水厂可以实现水质实时监控、工艺智能调控、设备智能运维、安全智能管控等。

什么是工艺仿真系统？简单来说，污水处理仿真系统能采用建模技术，还原污水变成清洁水的全部过程。与传统方法不同，该系统摒弃了单一环节、单一指标的孤立核算方式，转而实现了对污水处理过程的全局优化。早在广州地埋式净水厂建设设计之初，广州市政总院设计团队就开始探索采用工艺仿真系统，致力于提高处理效率和水质标准。

利用工艺仿真技术构建的“智慧化”平台具有超越人的精准判断与控制。由于污水进水量、污染物浓度是波动的，传统污水处理厂需要调度人员根据水量水质反复调整设备。如今，借助“智慧大脑”，进水、曝气、药剂投加等全过程都可实现模型预测与自动化运行。

丨碳足迹管理：绿色净水厂的减排之路

污水处理厂面临的另一个难题，是如何做好污水处理过程中的降碳减排。污水处理与碳排放就像处于平衡木的两端，如何平衡二者关系、做到减污降碳“两手抓”，在国家提出“双碳”目标的时代命题下，显得愈发必要和迫切。

传统污水厂排碳难以监测，智慧化净水厂如何管理看不见、摸不着的碳，让碳足迹变“无形”为“有形”？广州在中心城区先后建设了9座生态化地埋式净水厂，其中沥滘净水厂三期是低碳净水厂的样板之一。沥滘净水厂三期打造了可视化碳管理平台，将水厂工艺构筑物、生产设备、管理系统、运行系统进行三维还原，通过各类传感器采集水源净化过程中的所有数据，实现从“进水”到“出水”的全过程监控。

“我们设计的碳管理平台覆盖了碳排放的全部环节，包括使用化学药品、微生物分解污染物而产生的甲烷等温室气体。”广州市政总院研究开发中心总工程师罗凡介绍。依靠准确可信、实时监控的碳管理技术，传统污水厂收集与管理‌碳足迹数据的困难得到了解决，让碳排放从“无形”走向“有形”。

哪个环节碳排放最多，碳排放是否达标？通过可视化碳管理平台，运营人员便可做到心中有“数”。从源头上“对症下药”，再通过精准曝气、智能投加、再生水利用、绿化碳汇、水质提升等措施，即可达到减污降碳的目标。

经统计，得益于这一系列的创新举措，沥滘净水厂吨水电耗和药耗可降低5%以上，碳减排比例优化至30%，不仅大大降低污水处理成本，更显著改善居民生活质量。近日，沥滘净水厂更是凭借其卓越的绿色低碳表现，荣登国家首批污水处理绿色低碳标杆厂之列。

丨未来展望：智慧治污，迈向无人值守

今年，广州市政总院牵头申报的广州市中心城区生态型市政污水厂工程获得了第二十届第二批中国土木工程詹天佑奖。

广州市中心城区生态型市政污水厂工程获詹天佑奖

目前，广州市政总院正在探索一种新型工艺——短程硝化-厌氧氨氧化，即利用“红菌”来处理城市污水，这是一种具有污水脱氮作用的厌氧氨氧化菌。污水中含大量氨氮，氨氮污染会造成水体黑臭、赤潮等问题。1亿个“红菌”的总体积仅与芝麻粒一般大小，却能“吃”掉超过自己体重10倍的氨氮污染物，且几乎不会产生污泥，实现了污水处理的绿色、高效与环保，而广州独特的气温水温条件为这种新工艺的推广提供了得天独厚的优势。

此外，广州市政总院还在研究微生物呼吸图谱技术应用。这项技术以活性污泥呼吸图谱技术为基础，通过精密的监测手段，实时掌握微生物的生长过程，进而对污泥的健康状态、各类微生物的生长状态等关键指标进行准确分析。这不仅提高了污水处理的运行管理水平，更为污水治理插上了智能化的“翅膀”。

“创新永不止步。未来，我们将继续研发先进工艺，助力建设更安全、更低碳、更智慧的污水处理厂，实现污水厂少人甚至无人值守的目标，让污水处理进一步实现经济效益、环境效益和社会效益的显著提升。”广州市政总院相关负责人表示。

文、图/广州日报新花城记者：刘春林 通讯员：罗凡、关若飞

广州日报新花城编辑：苏赞