竹園污水處理廠四期作為上海市重大工程及蘇州河環境綜合整治四期工程的重要組成部分，以“綠色共生、科技領航、協同發展”為理念，通過“工藝革新、智慧管控、區域聯動”模式，為城市水環境治理提供系統性解決方案。其以“數字孿生”為核心，構建全流程智能化管理體系，包含數字孿生系統、智慧配水系統、智慧安防系統等，實現污水處理從“自動化”向“智能化”的跨越。實際運行中，在維持污水處理效果達標的前提下顯著降低能耗，提升精細化運行管理水平及片區一體化調度效率，保障廠區運行安全。同時，該廠生態化、資源化、社會化建設也成效顯著，助力上海提升污水處理能力，推動環境保護與可持續發展，為城市水環境治理提供了數字化樣板。
01標桿簡介
竹園污水處理廠四期工程綜合樓
竹園污水處理廠四期（以下簡稱“竹園四期”）坐落于浦東新區高東鎮，東臨洲海路，南接華東路，西靠規劃中的高東新路，北鄰外高橋船廠，占地58.7公頃，設計污水處理規模達120萬m3/d，主要接收合流一期干線及污水三期干線來水，并配套有120tDs/d的污泥干化處理設施。竹園四期服務范圍覆蓋虹口港、楊浦港及蘇州河周邊流域，服務對象包括普陀、長寧、靜安以及部分黃浦、虹口、楊浦、浦東外高橋等地區，服務面積約335平方公里，服務人口約600萬人。作為上海城投下屬水務集團的全資子公司，竹園四期目前由水務集團污水公司負責托管和運營工作。
竹園四期首次采用了水務領域大規模預制拼裝工藝，項目于2020年6月28日開工，2022年底完成通水調試，2023年5月17日正式投入運行。其污水處理工藝采用A/A/O+深度處理工藝，出水水質執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級A標準，污泥采用離心濃縮+低溫真空干化工藝，處理后污泥含水率降至30%以下，后續運往外高橋發電廠進行焚燒發電。
作為上海市重大工程及蘇州河環境綜合整治四期工程的重要組成部分，竹園四期以“綠色共生、科技領航、協同發展”為理念，通過“工藝革新、智慧管控、區域聯動”模式，為城市水環境治理提供系統性解決方案，助力上海提升污水處理能力，推動環境保護與可持續發展。
在第四期“雙百跨越”污水處理標比選中，竹園污水處理廠四期斬獲“智能化標桿污水處理廠”頭銜。
02智能化建設：數字驅動，開創智慧水務新范式
竹園四期以“數字孿生”為核心，構建全流程智能化管理體系，實現污水處理從“自動化”向“智能化”的跨越，為城市水環境治理提供了數字化樣板。
竹園四期數字孿生系統
1、數字孿生系統
竹園四期數字孿生系統通過BIM模型和三維掃描模型融合，接入運行數據、實時監控視頻打造三維化、全要素的竹園四期數字孿生底座系統，實現污水處理全流程實時模擬與精準分析。該系統包含“智慧大腦”“數字孿生仿真子平臺”“AI 運行決策控制子平臺”等多種子功能，通過三維建模與實時數據聯動，將污水處理全流程轉化為可視化、可調控的數字模型，實現視頻智能巡檢、設備運行狀態可視化、工藝參數智能優化等功能，為運營管理提供了精準數據支撐與決策輔助。
視頻智能巡檢
其中，AI 運行決策控制子平臺聚焦污水處理核心環節，在精確曝氣、水泵自動運行、DO（溶解氧）精準控制、智能排泥以及設備健康評價等領域發揮關鍵作用。以精確曝氣功能為例，當污水廠遭遇污染負荷波動、工藝運行狀況變化、常見周期性負荷變化等多種情況時，系統能夠迅速捕捉數據信號，精準調控曝氣強度，保障生物池處理工藝高效穩定運行。實際運行數據顯示，在維持污水處理效果達標的前提下，該系統助力廠區顯著降低能耗，進一步提升污水處理廠精細化的運行管理水平。
通過數字孿生系統，竹園四期實現了AI自適應控制運行目標，成為一座全流程智能化污水處理廠。
2、智慧配水系統
智慧配水系統
基于數值模擬耦合MIKE+水動力模型開發了竹園片區智慧配水系統，該系統結合管路、水力負荷、水質情況可實現四級總量邊界下的一座調蓄池、5座污水設施、20扇總配水井可調節堰門的靈活配水，構建區域污水處理廠群協同運行新格局。系統可實時模擬污水收集、輸送及處理單元運行情況，通過算法優化污水分配方案，進一步實現了片區水量水質綜合精確調配，提升片區一體化調度效率，高效發揮污水廠降碳減污作用。
3、智慧安防系統
智慧安防系統
智慧安防系統搭載了百度AI大數據模型，從全廠600個攝像頭中選取關鍵的276個點位，建立包括不戴安全帽、明火、煙霧識別、人員倒地、抽煙在內的十五個安全預警模型，并根據LCS安全風險等級法設立四級安全預警。該系統包含視頻監控、入侵報警、統計分析等功能，構建了全覆蓋的安全防護網絡，實現突發事件自動預警、應急處置閉環管理，保障廠區運行安全。
4、數字化管理閉環
竹園四期將數字孿生系統與智慧配水系統、智慧安防系統相結合，形成了生產數據實時監測、設備智能調控、應急預警處置的數字化管理閉環。給生產人員提供提前預判和預警，以智能化手段輔助決策，提升管理效率與決策科學性。
03其他亮點
1、生態化建設：貫徹海綿城市理念，營造生態化水廠
竹園四期70萬噸廠區鳥瞰圖
竹園四期全面貫徹海綿城市建設理念，將自然途徑與人工措施相結合，結合廠區水系和景觀綠化工程的設計，通過雨水花園、植草溝等設計，在確保城市排水防澇安全的前提下，最大限度地實現了雨水在城市區域的自然積存、自然滲透與自然凈化，營造水系循環，綠林環繞的生態化水廠，年徑流總量控制率可達75%。
2、資源化建設：探索污水資源化利用，節約水資源
竹園四期近年來積極探索廠內外污水資源化利用途徑。目前，廠內經過處理的水可用于景觀用水、綠化灌溉、設備冷卻等途徑，有效減輕了區域內自來水供應的壓力。廠外則供給外高橋造船廠，將經處理后達到一級A排放標準的再生水，用于造船廠壓艙水試驗、船塢區沖洗污泥等方面水源替代，預計每年可節約新水量70萬噸。此舉也使竹園四期成為上海市首個央地企業聯合的中水利用示范點，為上海市推進水資源循環利用和可持續發展奠定了堅實基礎。
3、社會化建設：積極對外開放，增強公眾環保意識
作為上海第二批對外開放的污水處理廠，竹園四期積極配合上海城投污水處理有限公司打造“治水惠民互動地圖”平臺，通過實地參觀、科普講座、交流走訪等形式，向公眾與業內人員展示污水處理全流程與環保科技成果。年接待企事業單位、高校及普通民眾超900人次，為增強社會公眾環保意識做出積極貢獻。
04結語
作為智能化標桿污水處理廠，竹園污水處理廠四期一直致力于深入探索數字化轉型路徑，并作為示范運行點為其他污水廠提供可借鑒的運營模式。通過“城投”品牌及智慧服務，竹園四期不僅期望為上海市創造更加綠色、可持續的生態環境，更期望為附近廣大市民提供健康、安全的生活空間，展現城市治理與人文關懷的深度融合。
未來，竹園四期還將進一步探索中水資源化、污泥產品利用、污水熱能回收及光伏發電等多領域的資源化利用的可能性，充分發揮工程的多重優勢，提升資源利用效率、降低運營成本、改善服務質量，以數字技術賦能綠色低碳轉型，推動污水處理行業向更高效、更環保的方向發展。
來源：易二零水網
