2020年9月22日，中国国家主席习近平在第七十五届联合国大会一般性辩论上宣布，中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。在此后的气候雄心峰会上，我国宣布了更具体的目标：到2030年，单位国内生产总值二氧化碳排放将比2005年下降65%以上，非化石能源占一次能源消费比重将达到25%左右，森林蓄积量将比2005年增加60亿立方米，风电、太阳能发电总装机容量将达到12亿千瓦以上。
除了减少石化产品能源和发电增加非石化能源消费，减少能耗使用技术也是碳达峰&碳中和行动的重要解决方案。
污水处理厂是把收集汇总的生活污水及工业污水通过各工艺段设备处理后进行达标排放，其关键的生物池处理工艺段中的活性污泥法是当今国内外污水处理厂采用的主体工艺其中传统的污水厂运营其生物池好氧传统的曝气控制方式多依赖人工经验或只是进行简单的自动控制，为了保证污水处理系统正常运行，常需要进行大裕量曝气。提高曝气环节的运行管理水平，对于污水处理厂节能降耗意义重大。随着经济社会的发展，国家对节能减排提出了更高的要求。污水处理厂作为耗能大户，其总电耗的50％-70％消耗于曝气环节。生物池投加碳源和除磷药剂均为简单的自动投加装置，无法体现精确投加的效果，导致在药剂投加过少时不达标，投加过多时既浪费药耗同时造成污泥二次污染的情况。
为了解决传统污水厂运营上述问题，美尚生化提供的智慧低碳碳达峰&碳中和行动处理解决方案如下:
一:工艺智能优化系统(BIOS):采用先进的NH4前馈追踪实时控制原理，使用基于国际水协 ASM2D工艺模型二次开发、强大历史数据库和专家判断数据库等研发的软件计算系统，通过进行必要的微生物活性测试ABAM，定量检测污水厂活性污泥性状，包括微生物的耗氧速率、硝化速率、反硝化速率及磷的释放与吸收速率等的微生物动力学参数，作为决策计算的起始计算数据;同时根据污水厂 SCADA或DCS系统实时采集在线氨氮、硝酸盐浓度、进出水的流量、内外回流量等数据，在线实时计算出溶解氧DO、污泥内回流IRQ的动态目标控制值，并提供给生物池现场设备及控制子系统(包括精确曝气控制系统BACS、内回流泵控制系统)，完成对于生物处理过程的智能化过程自动控制，进而在保证提高出水总氮30%以上效率并稳定达标的基础上，达到节电节药10%以上减排的目的。下图为控制原理图:
二:精确曝气控制系统(BACS):是一个使用高级算法的在线监控系统(通过数学模型计算即时的耗氧速率OUR)，用为活性污泥工艺优化曝气控制。通过采用前馈和反馈控制逻辑，采用溶解氧及气体流量作为控制信号，系统在线计算各曝气分区曝气量和总曝气量，以及阀门的开度计算及控制，来优化控制整个曝气系统(调控鼓风机风量输出);系统先进的控制策略能对设定的DO目标值，进行精确的追踪，节约曝气电能耗10%以上。下图为控制原理图:
三:智能碳源投加系统(ICSAS):系统通过检测好氧区末端硝酸盐浓度、生物池进水流量、内回流量数据作为前馈模式计算投加量，确保在整个生物池末端的TN数据能够达标，同样缺氧池硝酸盐数据也作为智能碳源投加系统的反馈数据进行投加量的标定校准。在保证满足污水厂达标运营所需碳源的情况下，节约碳源投加量10%以上，下图为控制原理图:
四、智能加药除磷系统(IDPRS):系统通过成熟的数学模型可以根据进水总磷负荷，精确的计算药物的投加量，并在出水端安装一套总磷检测仪，用于系统的后馈逻辑计算，不断的校正模型参数。通过自动加药系统定量投加PAC、PAM，可有效降低药物投加量，减少化学污泥产量，最大化的减少加药过程对后续工艺影响，提高水厂的自动化运行水平。并可以根据进水总磷负荷及出水标准，优化工艺运行参数，使出水在满足除磷排放稳定达标的基础上，节约除磷药耗。下图为控制原理图:
综述，工艺智能优化及过程动态控制系统投运后，分别对碳源投加量、除磷加药量节省药剂量达10%以上；精确曝气控制系统能够在线控制生化池的曝气量，实现DO目标值精确控制（±0.3mg/L），能够有效节约曝气能耗（鼓风机电耗）10-30％，同时节省人力及运行成本，是作为污水厂实现“碳达峰”&“碳中和”目标任务的重要手段之一。