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水處理行業環保新進步
發布時間：
2019-01-22
來源：
環保圈
水處理行業環保新進步
熱烈祝賀北排集團與北京工業大學合作完成的“城市汙水處理過程控製關鍵技術及應用”項目、北排集團與清華大學合作完成的“城市集中式再生水係統水質安全協同保障技術及應用”項目榮獲國家科學技術進步獎二等獎。
一、城市汙水處理過程控製關鍵技術及應用
城市汙水處理過程控製的難點在於：水質、水量波動大，時變、不確定性是其本質特性;汙染物種類多且在線檢測困難;影響生化反應的因素多，可以實施控製的變量少;水質參數無法在線測量，難以實現動態優化與全流程閉環控製。圍繞上述技術難題，本項目在基礎研究、技術研發、係統集成和推廣應用等方麵取得了如下創新性成果。
1.主要技術內容
(1)創立基於過程動態數據的關鍵水質參數智能特征測量新技術：首次提出了基於過程數據的水質參數特征變量提取算法和自組織計算模型設計理論方法，率先研發出基於動態數據的總磷在線測量裝置，解決了一直困擾業界的水質參數在線測量難題，突破了水質參數難以在線檢測的技術瓶頸。
(2)創建模糊控製規則自組織機製，自主研發出自組織模糊控製技術：創造性地提出基於細胞分裂法增加規則和基於互信息強度刪減冗餘規則的自組織機製，巧妙地實現了模糊控製規則自動調整，顯著地提高了模糊控製器的自適應能力，解決了溶解氧、硝態氮等關鍵變量高精度控製難題。
(3)首次實現關鍵操作變量實時優化設定，率先開發出汙水處理過程動態優化控製係統：在技術內容(1)的基礎上，率先建立了考慮出水水質、設備和係統性能在內的能耗評價模型，基於該評價模型提出了動態多目標智能優化方法，突破了關鍵操作變量無法實時設定的技術難題;基於此技術研發出城市汙水處理過程動態優化控製係統，其技術經濟指標明顯優於當前業界公認的控製係統。
2.授權專利情況與知識產權
獲得授權國家發明專利32項，實用新型專利11項，軟件著作權32項，出版專著5本，發表論文111篇(SCI檢索32篇)，獲省部級科技進步一等獎3項。
3.技術經濟指標
(1)總磷測量裝置精度遠高於哈希公司PhosphaxSigma總磷監測儀，精度高達93.6%;溶解氧控製誤差小於±0.25mg/L，替代了德國WTW溶解氧控製技術。
(2)出水水質穩定達標：通過應用本項目技術，出水COD小於50 mg/L，TN小於15mg/L，TP小於0.5mg/L，出水水質穩定達到國家一級A排放標準。
(3)節能降耗：相關應用單位電耗平均減少10%左右，藥耗降低20%左右。
4.應用推廣與效益情況
(1)應用推廣：已在東北、華北、華東和華南50餘家城市汙水處理廠成功應用(汙水處理量近400萬噸/天)，部分技術已被國外城市汙水處理廠借鑒。
(2)直接經濟效益：本技術的應用單位近三年累計新增銷售6.6億元，累計新增利潤近1.4億元。
(3)間接經濟效益：應用本技術後，汙水處理廠的運行能力明顯提高，近三年新增運營能力約200萬噸/天，節約運行費約1.1億元，降低汙染物COD排放約40萬噸/年，取得了重大經濟、社會和環境效益。
二、城市集中式再生水係統水質安全協同保障技術及應用
汙水再生利用是解決我國水資源短缺問題、改善水環境質量的重要途徑，其核心是水質安全保障。汙水中的汙染物種類多、濃度高，如何保障再生水水質安全，特別是總氮、病原微生物等難控製汙染物的高標準去除，是汙水再生利用麵臨的突出難題。
該項目以城市再生水利用安全保障為目標，經過15年的技術研發，突破了深度脫氮、高效消毒、管網水質控製、全過程監控等技術難題，形成了水質安全協同保障成套技術和關鍵設備。獲得的主要創新性成果包括：
(1)開發出AAO/反硝化濾池深度脫氮技術，實現了再生水高標準穩定脫氮。
(2)突破了臭氧/紫外線/氯消毒技術、大型臭氧發生器和大流量紫外線消毒設備製造技術，實現了大規模再生水係統高標準消毒。
(3)開發出再生水輸配管材評價優選方法，形成了管網水質風險控製技術，支撐了輸配管網水質保障。
(4)構建了水質安全監控體係，編製了國家標準和ISO國際標準，支撐了再生水係統穩定運行。發表學術論文90篇，其中SCI論文45篇，獲中國、美國專利和軟件著作權56項，主編ISO國際標準、國家標準和行業標準各1項;成果應用於中國、美國、韓國等458個汙水再生處理工程項目，處理能力總計2548 萬m3/d，包括國際上規模最大的再生水廠(100萬m3/d)。通過項目成果應用，累計生產再生水20億m3(2015-2017年)，新增銷售額約46億元、利潤約10億元。獲2017年環保部科學技術獎一等獎、中國專利優秀獎、全國優秀工程谘詢成果獎一等獎、北京市優秀工程谘詢成果一等獎等獎勵。
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