长期以来，我国高度重视环境保护和工业节水，国家先后制定了一系列政策和法规，核心是开源节流、科学用水。为贯彻落实国家政策法规，更好地落实节能减排，使水处理系统保持高效、安全运行的工况，河南龙宇煤化工有限公司于2017年开始进行企业节水项目的专项工作，并引入社会环保节水企业进行节水合同管理合作，对现有脱盐水车间除盐水系统进行提效改造，达到节水减排的目的，实现了经济、环保双效益的提升。

一、项目背景

河南龙宇煤化工有限公司给排水厂一期脱盐水车间除盐水系统采用双膜法（UF+RO）+混床水处理工艺。工艺流程：矿井水+多介质过滤器+超滤+保安过滤器+反渗透+混床。一期反渗透装置设计出力3×83.5m³/h，排列方式为12:6，设计回收率为不大于65%，水源为煤矿矿井水（电导率4700～5000us/cm，硬度1000mg/L左右，悬浮物及化学需氧量COD高），膜元件采用芳香聚酰胺复合膜。在运行过程中回收率一般控制在63%左右，废水排放量大，水的综合利用率低，生产成本较高。

针对工业节水中要解决的核心问题，龙宇煤化工有限公司尤其针对膜法水处理技术特点，大胆实践创新。对原水高含盐量条件下反渗透装置的一、二段反渗透膜组件排列状况，借助河南大河水处理有限公司开发的“工业水处理大数据运营管理云平台”内置的膜法运营优化数学模型和反渗透阻垢剂专用加药设计软件叠加复核计算，找出系统最优运营模式。并将水处理装置的在线传感器的实时采集数据接入大数据运营管理云平台，将系统回收率提效至78%，大大的提升了企业除盐水反渗透系统的处理能力，水的利用效率提升了15%。

图1 排水厂一期脱盐水车间除盐水系统

该节水科技攻关项目2017年4月接入“工业水处理大数据运营管理云平台”并进入工业运营阶段，2018年7月河南龙宇煤化工有限公司与河南大河水处理有限公司就该项目实施节水合同管理，双方节水合同管理期限八年。截止到申报之日已安全稳定运行了23个月。

二、实践举措

根据龙宇煤化工有限公司一期反渗透系统的系统配置情况、水源水质分析、现运行过程中存在的问题，经过公司技术课题研究论证，决定对原脱盐水车间除盐水系统进行提效改造及工艺优化。

为解决反渗透系统存在的问题，保证提效效果，企业节水技术攻关课题组采取了一系列措施：

（1）接入“工业水处理大数据运营管理云平台”。

（2）保证进水水质稳定，优化系统的运行指标。

（3）与大数据平台方沟通进行各计量表计的增设、校准、更换，使运行数据准确反应系统的运行情况。

（4）公司水处理运营部改变了传统的运营、管理模式，既节约了人工成本，又使运营管理更加及时、智能、高效。

此外，除盐水反渗透系统还建立了与数据相关联的运营监控新方法，实现了“物联网+工业水处理技术”运营新模式。

1.数据指标预警

对异常事件做出预警，预警超标时点和超标性质，智能推送应急处理预案，提前调整相应指标参数，预防异常事件发生。

图2 水处理大数据运营管理平台

2.数据曲线查看

结合现场监测数据，自动完成终端运营管理的图文结合一体化表现，生成各类数据运行曲线，便于相关人员查看设备运营效率。

3.自动生成报表

云平台终端自动生成各类型报表，保证数据采集安全、及时，杜绝假报表。

备注：数据列表中，蓝色数据代表云平台根据后台模型自动计算值，黄色代表实时采集的RO系统正常值，红色代表报警值。

图3 现场监测数据

图4 云平台终端自动生产各类型报表

4.实时动态掌控

企业管理人员和现场操作人员通过手机App实时查看系统运行工况，实现24h在线监控。当运行指标数据超出正常值范围时，平台自动显示报警提示，并自动推送报警信息和处置预案到该企业在线操作工手机App上，直到报警工况处理至正常范围内，报警信息才会解除，实现了远程对现场工况管控的目的。

图5 手机App页面

三、取得成效

在工业水处理大数据运营管理云平台远程管理的情况下，将反渗透装置的回收率由63%提升至78%，实际产水量从75t/h增大到93.6t/h，原水的利用效率提升15%，浓盐水从原来的44.4t/h减少到26.4t/h，浓水排放量减少40.5% 。膜元件的在线清洗频率由之前的每月清洗一次延长到3个月以上进行一次在线清洗，从而节省了清洗系统产生的材料及人工成本，减少了清洗液外排造成的二次污染。

河南龙宇煤化工有限公司与河南大河水处理有限公司采用节水合同能源管理模式合作，通过大数据云平台内置的膜设计软件和反渗透阻垢剂专用加药设计软件叠加复核计算，接入大数据运营管理云平台，将系统回收率提效至78%，降低吨制水电耗成本，从系统运营提效的角度能实现经济、环保双效益的提升。

四、经验启示

河南永城龙宇煤化工有限公司在不影响正常生产的条件下，通过接入“工业水处理大数据运营管理云平台”系统，优化运行指标、提升了管理水平、在系统运行出现问题前提前预警进行处置，提高了制水效率，降低了生产成本，达到了预期目标要求。

本合同节水项目具有创新性、实用性，并能取得良好的节能经济效益，因而具有很强的可复制性、可推广性，具有很大的市场推广应用价值。

1.创新节水新模式

（1）管理理念创新。终端监管变为过程与终端全方位监管，对运行过程中各种问题即时纠偏，彻底避免因运营问题积累造成设备性能下降，有效降低设备系统运行成本及最大化提升水资源的利用率，实现节能减排的目的，运营管理更加智能高效。

（2）应用集成技术的创新。借助将物联网、互联网、GIS、计算机科学、环境工程、信息管理等领域的成熟技术集成的第三方大数据平台进行运行管理，数据的积累、分析、挖掘为工程优化设计提供实际运行的数据基础，实现实时监控、智能管理。

（3）产业模式创新。利用第三方服务提供的科学化的应用工具，节水减排效益双方比例分享，对于用户自身双效益的提升及第三方服务资源的整合、放大起到了方向性的引领作用。

2.节水效果显著

（1）主要经济指标。降低人工成本30%以上；减少药剂投加成本20%~30%；综合运行成本降低30%以上。超标预警时间零时滞，降低设备故障停机次数及解决运行效能低下的问题，确保工业设备高效、安全运行。

（2）主要环保指标。公司的专业技术，辅以工业水处理设施在线远程大数据运行管理，得出最佳系统运行模式，可大大提高水资源综合利用效率，实现节能减排目标。

3.市场前景广阔

随着《水污染防治行动计划》的推进实施，对全面控制污染物排放，推动经济结构转型升级调整产业结构的明确要求，势必给这些废水排放量较大的大中型工业企业带来更加严峻的挑战。在此背景下，如何选用更高效的设备，或者合理运行已有设备，提高废水治理的效率，使已经投入的治理成本带来最大的节能或减排效果，是这类企业的迫切需求。因此推广本项目的合同节水管理模式，利用智能工业水处理在线监控服务系统中的运营数据，可以在投资较少的情况下取得较为理想的节水、节能、减排综合经济效益。