在此背景下，中冶生态环保集团有限公司（以下简称“中冶生态环保”）牵头研发的“污水处理厂智慧水质预警及低碳运维减污降碳关键技术应用”项目，以构建“感知预警-运维降碳-减污增效”一体化技术体系为核心，深度融合物联网、生物毒性感知、智能决策与低碳工艺，成功打破行业发展桎梏，推动污水处理从传统“被动污染治理”向“主动风险防控、资源循环利用、低碳高效运行”的多维价值协同升级，为我国污水处理行业落实“双碳”战略、实现高质量发展提供了标杆性解决方案与工程示范。

　　行业痛点凸显：毒性冲击与低碳转型的双重挑战

　　污水处理行业在生态文明建设中具有重要作用，其运行质量直接关系到水环境安全与“双碳”目标的实现。然而，当前行业发展面临的双重挑战日益严峻：一方面，工业废水违规排放引发的毒性冲击成为污水处理厂的“致命威胁”。部分企业环保意识缺失，未经预处理的高浓度、高毒性废水直接排入市政管网，一旦进入污水厂生化系统，会快速导致功能微生物中毒失活，引发硝化系统崩溃，不仅造成出水水质超标、河道污染等环境风险，更让污水厂承担巨额的菌剂复苏、应急药剂投加成本，经济损失严重。而传统监管模式存在追溯难度大、处罚力度不足等问题，使得此类违规行为难以得到有效遏制，污水厂只能被动应对冲击。另一方面，低碳转型压力与资源利用低效的矛盾愈发突出。传统污水处理工艺依赖高碳排放的化学碳源，能耗、药耗居高不下；同时，污水中氮磷等资源回收不足、污泥处置难度大、检修停产导致处理能力下降等问题，进一步加剧了行业的环境与经济负担。

　　在用地资源紧张、排放标准持续提高的现实要求下，传统依赖理化指标监测的水质评价体系与高碳处理模式，已难以满足敏感水域、水源保护区等特殊区域的处理需求，行业迫切需要一套兼具风险预警、低碳运维、资源循环功能的一体化技术方案。

　　核心技术突破：构建“智慧预警+低碳运维”双轮驱动体系

　　针对行业痛点，中冶生态环保历经多年研发与实践，打造了“污水处理厂智慧水质预警及低碳运维减污降碳关键技术”体系，通过两大核心技术板块的协同发力，实现了从源头风险防控到全流程低碳减污的全链条突破。

　　智慧水质预警技术：从被动应对到主动防御的革命性转变。传统水质监测仅聚焦常规理化指标，难以精准识别复合毒性污染物，预警滞后性强，无法为生化系统提供有效保护。项目突破传统单一参数预警局限，创新构建“发光菌急性毒性+硝化菌功能抑制”双生物指标协同预警模型，实现了对复合污染的超前感知、精准识别与溯源留证，预警准确率大幅提升，为污水厂搭建起第一道“安全防线”。

　　该技术的核心优势体现在三大维度：其一，双生物指标协同感知，实现毒性精准识别。通过费氏弧菌（发光菌）急性毒性检测与硝化菌活性抑制检测的“双毒性”综合评价，能够快速捕捉废水中各类有毒物质对功能微生物的潜在危害，相比传统毒性监测，预警准确性大幅提升，可有效规避复合毒性污染物对生化系统的毁灭性冲击；其二，智能联动处置，保障系统稳定运行。一旦系统识别到毒性风险，将立即联动厂区前端应急事故池，依据毒性等级自动启动“分级处置”机制，将有毒废水分流至应急池进行缓存与降解，再以小流量方式回流入管网，确保主生化系统中功能微生物菌群的安全与稳定，从源头避免系统崩溃与高能耗培菌；其三，溯源留证一体化，强化监管效能。系统借助紫外可见光谱技术，为每一批次进水建立专属“水质指纹”数据库，预警触发时可迅速锁定超标排放责任源，实现污染溯源与证据留存的无缝衔接，为环境监管提供有力支撑，从根本上遏制违规排污行为。

　　为保障复杂工况下的监测稳定性，项目配套研发“潜污切割+三级过滤+超声波协同清洗”智能采样系统，成功攻克高悬浮物工况下的设备堵塞痛点，确保关键水质参数持久稳定监测。最终形成“智能预警-精准截留-智慧调控”的闭环技术范式，显著提升了污水处理厂的运行韧性与风险防控能力。

　　低碳运维减污技术：全链条降碳与资源循环的系统性创新。在低碳运维领域，项目面向抗冲击、低成本、低碳化的行业需求，构建了的全链条减碳技术体系。实现了污水处理过程能耗、药耗与直接碳排放的革命性降低，同时推动资源循环利用与出水品质升级。

　　该体系集成了污水处理检修零停产高效能技术、植物基碳源制备及其低碳污水处理技术、污水处理出水绿色化提标关键技术等。其中，植物基碳源制备及其低碳污水处理技术创新点突出，首次将催化、碱解与酶解工艺有机结合，实现植物基碳源的高效制备；利用固液复合碳源具备“缓释-速释”双模特性，适配不同污水处理工艺，推动污水厂向能源自给与资源回收方向转型；同时，通过提升污泥有机质含量、改善脱水性能、钝化重金属等污染物，实现“以废治废”的闭环处理。该技术不仅有效解决污水处理中碳源不足的难题，还实现了植物秸秆的资源化利用，具有绿色、高效、多元的综合优势，兼具环境与经济效益。

　　成果斐然：技术赋能产业，效益全面彰显

　　该技术体系实践应用可覆盖不同处理规模、不同进水水质条件的场景，带来显著的环境效益、经济效益与社会效益。

　　环境及经济效益方面，该技术成果已成功应用于多个污水处理厂运维及改造项目，其中，在山东某污水处理厂完成示范应用，成效显著：实现了对异常进水事件的全部预警，使生化系统受冲击时间缩短近90%，年节约综合成本超过千万元。不仅有力保障了区域水环境安全，也为推动污水处理行业实现高质量、低碳化发展提供了坚实的技术支撑与可复制的实践范例。

　　社会效益层面，项目为污水处理行业智能化、低碳化转型提供了成熟的技术方案与实践经验，带动了行业技术升级与模式创新。智慧化运维减少了人工劳动强度，提升了运维管理的科学性与安全性，为行业培养了一批兼具技术能力与低碳理念的专业人才。

　　技术的卓越性能与项目的突出成效，赢得了行业与社会的广泛认可，一系列荣誉的获得彰显了中冶生态环保的技术实力与社会责任担当：中冶生态环保被授予2024年度水业最具社会责任投资运营企业；中冶生态环保滁州研究院污泥水热碳化及水环境智能装备创新团队荣获首届“安徽工程师奖”团队奖，被授予“安徽卓越工程师团队”称号。项目核心技术“污水处理厂智慧水质预警及低碳运维减污降碳关键技术应用”通过科技成果评价，总体技术达到国际先进水平，其中“发光菌急性毒性+硝化菌功能抑制双生物指标为核心的协同预警模型”和“植物基碳源替代技术’两项关键技术达到国际领先水平，实现了从“跟跑”到“领跑”的跨越。同时，相关技术成果入选《2024年度全国职工“五小”创新成果》，荣获2025年度中华环保联合会科学技术一等奖。

　　“污水处理厂智慧水质预警及低碳运维减污降碳关键技术应用”项目的成功实践，证明了智慧化与低碳化的深度融合是行业高质量发展的重要途径。项目团队将持续深化技术创新，聚焦水务运营智慧化，探索更高效的低碳技术路径，构建“零碳”污水处理厂技术范式；积极推动技术成果的规模化推广，通过标准制定、案例分享、技术培训等方式，带动更多污水处理企业实现转型升级。

　　未来，中冶生态环保将持续深耕污水处理智慧化、低碳化技术领域，以更先进的技术、更优质的服务，赋能污水处理行业高质量发展，为守护绿水青山、建设美丽中国贡献更大力量！

图为预警监控系统（云端）