首创环保:以数字化与技术研发创新驱动“生态+”战略落地

一、关于首创环保集团

北京首创生态环保集团股份有限公司(原“北京首创股份有限公司”,简称“首创环保集团”)是北京首都创业集团有限公司旗下国有控股环保旗舰企业,于2000年在上交所挂牌上市。经20余年发展,公司业务从城镇水务、固废处理,延伸至水环境综合治理、资源能源管理,布局全国,拓展海外。截至2020年末,首创环保集团在全国28个省、自治区和直辖市超百个城市拥有项目,水处理能力达到3047万吨/日,年生活垃圾处理能力1382 万吨,服务总人口超过6000万。公司总资产达到1006亿元,位居主板上市环保公司首位。

发展历程

业务布局

城镇水务

致力于城市水资源和水安全管理,通过投资、建设和运营,提供城市水务综合解决方案。

人居环境改善(固废板块)

以首创环境为人居环境改善的业务平台,全面覆盖固废垃圾收集、储运、处理全产业链。业务领域涉及废弃物处理、危废处理、垃圾资源再生利用及环卫一体化处置。

水环境综合治理

公司聚焦海绵城市建设、黑臭水体治理、流域综合治理、村镇水环境及湿地公园五类核心业务,提升城市及乡村环境承载力,创造和谐生态,促进人与自然和谐发展。

绿色资源管理

具体包括智慧供热、污水热源提取、污泥资源化、有价物质回收利用、再生水等。

二、首创环保发展战略

从“生态+”到“生态+2025”

2018年5月,首创集团围绕大水务、大环保、大生态、大产业的发展思路,提出专业引领、创新引领、科技引领,发布“生态+”战略。

“生态+”战略围绕科技创新、商业模式创新、管理创新三大主题,致力将公司发展为“最值得依赖的生态环境公共服务商”。以构建企业平台优势为当下战略重心、构建企业生态优势为中期战略重心、构建产业生态优势为远期战略重心,目的在于将首创集团的大环保产业打造成科技型、智慧型、服务型的产业生态系统,共同实现天蓝、地绿、水清、城美,人与自然和谐共生的生态环境价值。

平台优势核心:为客户提供优质产品、优质项目、优质服务。

企业生态优势核心:与各方合作,聚合资源,聚合能力,共同创造生态价值,实现合作共赢。

远期产业生态核心:集合产业力量,提供水务、固废、大气、资源化专业服务,满足人民对优美生态环境的需求;协同首创五大核心主业,提供城市投资建设运营综合服务,满足人民对优质生态产品、优质生活品质的需求;携手业界各方共同打造多中心的产业生态系统,促进社会全面进步,实现生产发展、生活富裕、生态良好的“三生”共赢。

2021年,首创环保集团举行“首创生态+2025”战略发布会,提出将基于过去“水务+固废”业务布局,积极开拓大气工业和资源能源业务,实现“水、固、气、能”多业态的“5+4+1”业务组合

5项基础业务,即城镇水务、固废环境、大气工业、资源能源、生态环境

4项价值链业务,包括:工程技术、环保装备、智慧环保、资产管理

1项引领业务,为科技创新

“科技创新”上升到了引领动能转换战略的高度,研发投入大幅提升,以“高效”技术开发为基础,推进“智慧”技术和“绿色”技术的发展,支撑供水、污水处理、污泥处理处置、水环境综合治理、智慧水务等业务领域的技术发展。

三、首创环保科技创新发展

创新管理体系建设

整体目标:服务技术创新

出发点:提高技术人员的积极性和创造性

重点:促进全公司科技资源高效配置和共享协同

技术委员会为科技创新总体战略管理主体,技术中心为科技创新研发和技术产业化实施主体,在自来水供应、市政污水处理、工业园区废水处理、排水管 系统建设、村镇污水处理、污泥处置、流域水环境综合治理和信息化技术等8大业务领域建设N个专业科技创新技术平台和“两心两站”(中—荷未来污水处理技术研究中心、首-哈未来水质净化与水资源可持续利用技术产业化中心和院士专家工作站、博士后科研工作站)等N个外部技术合作平台,合理分工、协调合作,共同支撑公司科技创新发展。

科技创新平台建设

首-哈未来水质净化与水资源可持续利用技术产业化中心通过与哈尔滨工业大学优势互补,在未来水质净化和水资源可持续利用领域开展领先技术示范推广和产业化应用等方面的实践。

中-荷未来污水处理技术研究中心一期合作于2016年10月17日启动,旨在将国际领先的污水处理技术移植中国市场,并实现工程化应用和产业化推广。经过5年的发展,取得了系列性的重大革命性成果:CREATE好氧颗粒污泥技术、污水处理厂数字化建模和智慧运营管控平台、侧流磷回收强化生物生物除磷技术、污水厂碳足迹核算技术等。

首创股份技术中心南方水质分析中心,建筑面积约174m2,具备检测 COD、氨氮、总磷、总氮、SS、BOD5、pH、浊度、污泥浓度、污泥含水率、污泥比阻、药剂成分、粪大肠杆菌、生物项等常规指标的检测能力,中心业务覆盖中南大区污水厂及垃圾填埋场日常检测抽查、同步分析的指标检核及监管、南方区域投资项目水样测试、调试项目重要水质检测、技术研发化验检测、化验室管理等方面工作。为污水、供水技术开发及未来的工程化应用提供硬件支持。

研发投入与人才建设

研发投入大幅提高,2020年研发投入超过1亿元。

近3年研发人员数量迅速提升,现有科技活动人员(含辅助人员)156 人,包括专职研发人员 17 人,直接参与科研项目研究开发与技术服务。

设立国家博士后科研工作站,致力实现产学研用相结合,培养适应环保领域需要的跨学科、复合型和创新型青年人才队伍,现有在站博士后研究人员 1 名。

科技成果应用推广

截至目前,公司已认定科技成果9项,推动6项新产品、新设备示范应用,开拓科技创新成果转化的产业化路径,为产业化奠定基础,有效促进公司技术产业链的突破和升级,助力战略落地。

四、首创环保数字化转型探索

服务于战略,逐步打造数字化、智慧化环保治理设施,致力于成为面向未来的生态环境综合服务商。目前首创环保已完成工业自动化和物联 (上海华高汇元)、数字化城市建设和GIS(杭州领图)和智慧水务云平台(武汉华信)的信息化平台布局,逐步打造数字化、智慧化环保治理设施。

数字化转型案例(以首创环保水务板块——东坝未来水厂为例)

未来再生水厂是以“水质可持续、能源可自给、物质可循环、环境要友好”为目标打造的新型水厂。首创股份东坝再生水厂作为国家“十三五”重大水专项“面向未来污水处理厂关键技术研发与工程示范”课题的示范工程,是全国首家运用“3R Water 未来水处理技术”的智慧型污水处理厂,建成后将集资源转化、能源回收、低碳和谐为一身,引领全国污水处理行业技术升级。

所有污水进厂后,首先通过“3R Water”的污水碳磷高效浓缩设备,污水中的有机污染物在被筛分为固态和非固态两部分后,只有非固态部分有机污染物才能进入后续水处理环节,余下固态的有机物和进水中70%左右的磷将进入资源和能源提取处理线。

相比传统水厂,东坝未来再生水厂在设计阶段同时兼顾各种污染物的转化需求,将水力负荷提升了30%,同时水力停留时间缩短到15小时,大大缩小了污水处理厂占地面积。

通过大数据智慧运营管理云平台,整个水厂只需两名工作人员即可保证水厂正常运行。与传统依靠人工操作运营的水厂相比,工作人员只需在监控中心电脑上点击鼠标,选择运行模式,其余则全部交由电脑进行全自动化操作。

目前水处理线共安装有47个各类仪表探头,同时搭配新增加的单厂智能化控制系统,可实现毫秒级别控制,在减少人员成本的同时,大幅提升水厂运营自动化、精细化程度。

关键技术支撑

(1) 单厂制信息化平台

单厂智能控制与管理系统:信息化平台、精细化控制平台

信息化平台:

互联化:基于物联 的全息数据采集(设备、仪表、物料、化验、人员等)

标准化:不同数据格式化、标准化定义、数据体系化管理与传输

信息化:有效统一管理与分类、数据互联、数据仓库

精细化控制平台:

多参数控制设定值云下发服务

智能曝气控制系统

智能加药控制系统

(2) 服务于未来集团化污水处理的大数据

运营大数据平台

最大并发设备连接数5×104点,可满足100家污水处理厂同时数据传输与存储

5年热数据和10年冷数据的存储

(3) 智慧化决策服务:数据清洗与挖掘

数据清洗:三级数据清洗法

数字层面清洗:数据阈值清洗、数据分布清洗、数据离散化清洗

离散化清洗、阈值清洗、盒式清洗

拉伊达清洗

历史模型清洗:历史数据区间、分布等

工艺层面数据清洗:工艺规则制定(NH3-TN、NO3-TN等)

数据挖掘算法:水质预测/水质控制参数预测

灰箱模型(水质+操作—水质)

输入值选择:

1、进水值

2、反应底物

3、反应底物竞争物

4、反应过程环境影响因素

灼策咨询认为,首创环保践行“生态+”战略,关注科技创新、数字化转型,有效推动公司向“最值得依赖的生态环境公共服务商”发展。“两心两站”为提升资源转化率、扩大利润提供技术支撑,数字化布局有效促进智慧运营与智慧管理,助于降本增效。数字化与科技创新共同驱动首创环保“生态+”战略落地,对环保行业企业发展具有重要借鉴意义。

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