摘要：在“碳达峰、碳中和”战略目标背景下，水务行业作为高能耗、高碳排放的基础民生保障行业，正面临转型升级的关键时期。本文以环境工程专业视角切入，系统分析“双碳”政策对水务企业的驱动作用，探讨水务企业在碳资产管理、水资源综合利用、智慧水务等新业务方向上的发展潜力，梳理低碳工艺、清洁能源融合、数字化技术等创新路径，旨在为水务企业在“双碳”时代背景下实现绿色低碳发展提供理论支撑与实践参考。

关键词：双碳目标；环境工程；水务企业；技术创新；碳管理；智慧水务

一、引言

“双碳”目标已成为我国生态文明建设的顶层战略，其深刻改变了能源结构与产业发展格局。作为环境基础设施体系的重要组成部分，水务企业的运行能耗和过程碳排放不容忽视，涵盖水源开采、输配水、污水处理、污泥处置等多个环节，均存在较高的碳排放强度。随着“双碳”政策的推进，水务企业不仅需应对排放约束和能效标准提高的压力，也面临着转型发展和绿色升级的机遇。

二、“双碳”目标对水务行业发展的影响

（一）政策驱动与行业压力

“碳达峰、碳中和”政策作为国家战略，已在“十四五”规划、生态环境保护法、城镇污水处理提质增效行动方案等多个政策中得到系统部署，推动水务行业纳入碳排放监管体系。住建部、水利部等主管机构相继出台涉及污水处理厂碳排放核算、能效等级划分、绿色基础设施建设的指导文件，使得水务企业需构建更严格的碳核查、能耗统计和节能减排体系。

（二）碳排放构成分析

水务企业碳排放主要源自直接排放（Scope1）和间接排放（Scope2）。直接排放包括污泥厌氧消化过程中产生的甲烷和一氧化二氮等温室气体排放，间接排放则主要来自电力、热力消耗。以污水处理厂为例，曝气系统能耗约占整体能耗的50%以上，是主要碳排放源头。化学品使用、运输设备运转等则属于边缘碳源，但在精细化碳核算中亦需纳入评估。

（三）行业发展趋势

伴随碳中和倒逼机制加剧，水务行业正在加快由传统处理向资源回收、能量平衡与智慧运行并重的综合体系转型。发展趋势表现为三个方面：一是向碳减排、碳中和、碳汇能力提升的系统优化转型，二是向融合信息技术、物联网与AI算法的智能化升级转型，三是向水、能、碳多目标协同的生态闭环构建方向推进[1]。这一过程中，环境工程技术体系需完成从单一污染控制技术向系统节能减排技术与碳资源管理技术的拓展与升级。

三、水务企业新业务发展方向

（一）碳资产管理与交易

碳资产管理正逐步成为水务企业的新业务增长点。碳核查、碳足迹评估、温室气体排放量化与报告系统构建已成为重点业务方向。水务企业可基于ISO 14064、IPCC指南等方法学，建立全过程碳排放清单，并结合碳排放因子数据库开展动态监测。在自愿减排机制（如CCER）基础上，推进碳减排项目申报、备案与交易，参与区域碳市场交易机制。

（二）水资源综合利用

在资源环境约束日益增强背景下，水务企业亟需拓展水资源综合利用业务。中水回用工艺正从传统膜过滤走向以纳滤、反渗透、紫外消毒为核心的高品质再生水生产系统，服务于工业冷却水、绿化灌溉及市政杂用水系统。雨水利用系统结合海绵城市建设理念，融入调蓄池、渗排管网与生态景观设计，实现初期雨水收集与处理一体化。部分城市在水源热泵、污水源热泵项目中引入水体能量梯级回收机制，形成“水-能-碳”复合型利用体系。综合利用路径的拓展对水质监测、能源平衡分析及运行优化控制系统提出更高要求，亟需环境工程专业技术介入支持。

（三）智慧水务与数字化服务

数字化转型推动水务企业加快构建基于SCADA系统、物联网传感、GIS空间分析与大数据平台融合的智慧水务体系。智慧管网系统通过部署在线流量计、液位计与压力传感器，实现实时预警与漏损识别。在污水处理领域，基于数字孪生模型与人工智能优化控制算法的智能运行系统日益成熟，可实现曝气系统变频调控、药剂投加动态优化及能源利用效率最大化[2]。通过建设水务云平台与移动终端接口，实现水厂远程监控、设备运维数据集中管理与能耗指标全过程跟踪，推动运营模式由人工作业向数据驱动决策演进。该类技术集成模式对环境工程复合型人才的建模能力与数据挖掘能力提出更高要求。

四、技术创新路径探析

（一）低碳工艺创新

传统污水处理系统中广泛使用的外加碳源如葡萄糖、乙酸钠等存在成本高和碳足迹大的问题。植物源碳源由于其来源可再生、碳强度低、成本可控，成为替代传统化学碳源的研究热点。玉米秸秆、蔬菜边角料、水生植物等富含纤维素和半纤维素的原料经过预处理后，可用于反硝化过程提供电子供体。液化水解、热化学转化、酶解等技术手段在提取可溶性有机物中表现出较高效率。植物碳源在系统投加中需匹配污水负荷与微生物活性，避免因过量投加引发C/N失衡或SS升高。开展植物碳源生命周期评价与运行成本评估，对提升其在工程应用中的可行性具有重要意义。

（二）智慧化技术应用

基于人工智能与机器学习的运行优化系统在水务领域得到快速推广。以深度强化学习（DRL）为核心的控制模型可通过历史运行数据训练反馈调控策略，在负荷波动时动态调整曝气量和污泥回流比。数字孪生技术通过构建实时映射的虚拟处理厂模型，实现设备运行、能耗数据与工艺参数的全景呈现与虚拟调优。构建多源数据融合平台，以物联网边缘计算技术集成在线监测数据和历史数据库，建立多参数决策支持系统。智慧化技术在提升运行能效、降低运维人力消耗、减少碳排放方面展现出显著优势，对环境工程设计能力提出系统化、结构化的技术要求。

（三）新能源与清洁能源融合

构建水务系统与可再生能源的融合机制，是推进碳中和目标的重要方向。光伏发电系统已在多座污水处理厂和泵站中部署，实现厂区自发自用与多余电力上网互补模式[3]。污水源热泵系统通过利用低品位热能实现区域供暖供冷，有效降低天然气使用与相关碳排放。风电与储能系统结合建设调峰型电力系统，为高峰能耗时段提供绿色能源支持。部分新型项目引入沼气发电与生物质能耦合系统，构建能源闭路循环，提升能源自给率。能源系统集成设计需考虑设备选型、土地布局、电网并网、运维模式等多维参数，形成环境、能源与经济三重效益统一的综合体。

（四）全生命周期碳管理

全过程碳管理方法论在水务项目中得到广泛应用。基于LCA技术，通过边界设定、功能单位标准化、数据归一化等手段对建造期、运营期、报废期全过程碳排放进行核算。构建碳排放因子数据库、物料投入产出模型、工艺能耗映射模型，为技术比选、优化设计提供科学依据。将碳管理融入建设项目初设、施工组织设计与竣工评估，形成“事前预测、事中控制、事后评估”闭环机制。在智慧水务平台中接入碳足迹模块，建立运行能效KPI与碳指标动态联动系统，是实现

五、结语

水务企业在“双碳”目标引领下正处于深度结构调整与系统重构的关键阶段。碳资产管理、水资源综合利用、智慧水务等新业务方向构成绿色低碳转型的业务支点。低碳工艺、智慧化技术、新能源融合与生命周期碳管理构成核心技术路径。环境工程专业需强化其在技术研发、人才供给、系统集成中的引领作用。未来应在政策激励、资金投入机制保障等层面建立配套体系，协同推动构建绿色、智能、高效的水务新生态。

参考文献

[1] 连春华.水务企业信息化转型对提升运营效率的实践研究[J].中国电子商情，2024，（24）：90-92.

[2] 吴聪颖.基于生态环保的城市环境工程污水治理研究[J].黑龙江环境通报，2024，37（12）：110-112.

[3] 彭烨，李晓如，韩勇华.水务企业数据整合与共享关键技术研究及应用[J].城镇供水，2022，（01）：66-68+60.