5.1項目背景
近年來,由于污水處理廠“鄰避效應”“土地資源稀缺”等因素影響,以及人們對生活環境的要求提高,推動了污水廠向地埋化方向發展。由污水廠地埋化衍生的系列技術問題,如廠區排水防澇、通風除臭、消防、毒害氣體防護、集約化布置及環境友好條件下的土地綜合利用等尚無系統性解決方案。隨著信息技術與人工智能的迅速發展,在污水廠融入智能監控、預警運行和智慧化管理方面,跨界技術應用的融合度有待突破。本項目開展了對地埋化污水廠關鍵技術體系化、集成化的研究與應用。項目研究成果在2021年5月11日經廣東省市政行業協會組織專家鑒定,達到了國際領先水平。
5.2主要技術內容
(1)創新點
① 建設發展模式創新:根據污水廠建設的環境品質提升要求,研究地埋化污水廠建設及上部地塊綜合開發利用途徑,總結提煉了5種地埋廠綜合開發新模式。
② 構建了多維度安全防護體系:針對地埋廠排水防澇、通風除臭、消防、毒害氣體防護等安全保障關鍵技術進行了系統研究和集成。
③ 開發了集約高效的AAOA-MBR專利工藝技術:針對南方污水廠MBR工藝內碳源不足、膜池能耗高等問題,基于傳統AAO優化開發多點進水的污水處理工藝,構建了ASM2D模型,形成了參數優化、節能降耗的工藝技術。
④ 應用并優化了基于微生物狀態量化評估的污水處理過程預警與調控技術:運用“物聯網+移動化+云平臺+大數據”分析,建立本地呼吸圖譜設備的智能化技術,構建以水質為導向的“污水廠高級控制平臺系統”“智能化的專家決策系統平臺”(見圖5-1)。
⑤ 融合的廠界防范和智能化手段的應用:根據廠區符合功能要求,構建廠區半開放的周界防范系統,智能機器人巡檢系統,逐步實現污水廠少人或無人化生產運營管理。
圖5-1 智慧化污水廠主要功能模塊
(2)應用及推廣前景
項目研究成果已在廣州、溫州、昆明和成都等地近20座大型污水廠成功應用,總應用規模達300萬噸/天。其綜合開發模式和創新技術,具有良好的推廣應用價值,其中廣州石井廠、溫州中心廠項目更是分別得到廣東省委、浙江省委領導的高度評價、號召全省推廣學習。
(3)社會效益及經濟效益情況
地埋化污水廠,可有效化解“鄰避”問題,解決污水廠選址難的問題;高效削減污染物,切實保護水環境,滿足人民群眾對美好生活環境的需求;智能化手段構建了安全、舒適、智慧污水廠,改善生產條件。具有積極顯著的社會效益。
總結提煉的五種地面綜合利用開發模式,可復制推廣,可投資開發;集約化工藝技術、智慧能耗管理系統和智慧生產高級管控平臺,可實現精細化設計、精準化運行,降低投資和運行成本;靈活的廠界防范策略和只能巡檢系統,可以節省人力成本。項目研究成果具有巨大的經濟效益。