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1一體化智能水質(zhì)檢測(cè)裝備

1. 項(xiàng)目背景
   伴隨著城鎮(zhèn)化和經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，近年來我國污水產(chǎn)生量逐漸增長。“十三五”規(guī)劃和《水污染防治計(jì)劃》均提出新建污水處理設(shè)施出水水質(zhì)達(dá)到一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)。《推進(jìn)市政污水處理行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型，助力碳達(dá)峰、碳中和》要求污水處理廠進(jìn)行精細(xì)化智能管控，達(dá)到降本增效的目的。“一體化智能水質(zhì)檢測(cè)裝備”以國標(biāo)法為依據(jù)，對(duì)水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行精準(zhǔn)、連續(xù)檢測(cè)。智能決策系統(tǒng)實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)未來所需的碳源投加量、除磷藥劑投加量以及曝氣量，精確指導(dǎo)工藝輸出，提高了對(duì)水環(huán)境的治理和管控能力。該項(xiàng)目在2022年8月7日經(jīng)中國城鎮(zhèn)供水排水協(xié)會(huì)組織專家鑒定，該設(shè)備整體上達(dá)到國際先進(jìn)水平，其中多樣品多指標(biāo)自動(dòng)集中檢測(cè)技術(shù)、檢測(cè)方案智能生成技術(shù)居國際領(lǐng)先水平。
2. 主要技術(shù)內(nèi)容
   （1）創(chuàng)新點(diǎn)
   1）應(yīng)用智能機(jī)器人技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了替代人工進(jìn)行多指標(biāo)集中檢測(cè)
   該裝備采用擬人化手段，是一款柔性學(xué)習(xí)型平臺(tái)，集成多指標(biāo)化驗(yàn)檢測(cè)方法，可順序開展多水樣多指標(biāo)水質(zhì)化驗(yàn)，連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)多指標(biāo)集中高效精準(zhǔn)檢測(cè)。裝備具有高復(fù)雜環(huán)境耐受性，可在不同環(huán)境下進(jìn)行精準(zhǔn)檢測(cè)。
   2）應(yīng)用人工智能技術(shù)，自動(dòng)生成最優(yōu)檢測(cè)方案
   用戶根據(jù)不同類型、不同數(shù)量的水樣和不同指標(biāo)的檢測(cè)需求，進(jìn)行點(diǎn)選操作，利用基于人工智能技術(shù)的檢測(cè)方案生成模塊，生成最優(yōu)的檢測(cè)方案。提高了使用者的便捷程度，還滿足不同檢測(cè)需求的使用要求。
   3）基于機(jī)器學(xué)習(xí)與支持向量機(jī)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)曲線自動(dòng)生成
   該裝備依托精準(zhǔn)加注模塊，基于機(jī)器學(xué)習(xí)與支持向量機(jī)算法的曲線自動(dòng)生成技術(shù)，大量實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)檢測(cè)曲線根據(jù)用戶實(shí)際使用情況進(jìn)行智能標(biāo)定，保障水質(zhì)指標(biāo)的精準(zhǔn)檢測(cè)的同時(shí)，化驗(yàn)廢液產(chǎn)生量大幅縮小，應(yīng)用此技術(shù)方案的廢液產(chǎn)生量?jī)H為常規(guī)化驗(yàn)的八分之一，同時(shí)檢測(cè)誤差在質(zhì)控樣品標(biāo)稱值的±5%以內(nèi)。
   4）通過精準(zhǔn)檢測(cè)獲得行業(yè)有效大數(shù)據(jù)，搭建了水質(zhì)智能預(yù)測(cè)系統(tǒng)
   系統(tǒng)內(nèi)嵌長短時(shí)記憶神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行精準(zhǔn)預(yù)測(cè)，用戶在工藝控制過程中根據(jù)當(dāng)前的進(jìn)水情況和工藝狀態(tài)預(yù)先獲得準(zhǔn)確的出水指標(biāo)預(yù)測(cè)結(jié)果，為用戶在工藝優(yōu)化、工藝預(yù)警和投加藥劑等環(huán)節(jié)提供準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)參考。
   
   圖 一體化智能水質(zhì)檢測(cè)裝備系統(tǒng)
   （2）應(yīng)用推廣情況
   成果在哈爾濱、長春、牡丹江、肇東、錫林浩特、杭州等多地、多城市的37座污水處理廠和環(huán)境監(jiān)測(cè)站進(jìn)行了應(yīng)用。各個(gè)地區(qū)水廠反應(yīng)設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，檢測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，確保了水質(zhì)達(dá)標(biāo)排放。
   （3）經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益情況
   項(xiàng)目成果解放化驗(yàn)員有效替代人工，降低工作風(fēng)險(xiǎn)。化驗(yàn)流程標(biāo)準(zhǔn)化、程序化減少誤差。24小時(shí)連續(xù)檢測(cè)，形成數(shù)據(jù)化管理，提高生產(chǎn)效率。降低化驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)廢液量，減少甚至規(guī)避二次污染，降低水廠運(yùn)營過程中產(chǎn)生的危廢處理費(fèi)用。智慧決策系統(tǒng)內(nèi)嵌水質(zhì)預(yù)測(cè)模型，有效指導(dǎo)水廠的碳源投加量、除磷藥劑投加量以及曝氣量，使水廠實(shí)現(xiàn)精細(xì)化智能管控。該技術(shù)的實(shí)施，確保了水廠在節(jié)能降耗的前提下高標(biāo)準(zhǔn)的排放，推動(dòng)“雙碳”行動(dòng)落實(shí)落地。
   2城鎮(zhèn)污水處理廠污泥好氧發(fā)酵系統(tǒng)清潔生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)研究及工程化應(yīng)用
3. 項(xiàng)目簡(jiǎn)介
   污泥好氧發(fā)酵技術(shù)作為國家推薦的污泥處理技術(shù)，是一種較為成熟的技術(shù)路線。但就國內(nèi)外技術(shù)而言，仍存在發(fā)酵臭氣治理難度大、車間工作環(huán)境差及發(fā)酵產(chǎn)物質(zhì)量參差不齊、資源化應(yīng)用率低等問題。
   為打破污泥好氧發(fā)酵存在的技術(shù)瓶頸，研究團(tuán)隊(duì)通過有效解決廢氣的收集處理、改善工作環(huán)境、優(yōu)化污泥資源化利用等方式，形成了城鎮(zhèn)污水處理廠污泥好氧發(fā)酵系統(tǒng)清潔生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)。
   經(jīng)科技成果鑒定，由李藝大師為組長的專家組一致認(rèn)為該科技成果達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平。
4. 主要技術(shù)內(nèi)容
   （1）創(chuàng)新點(diǎn)
   1）污泥好氧發(fā)酵系統(tǒng)廢氣超低排放技術(shù)
   創(chuàng)新性地應(yīng)用“多級(jí)噴淋+活性焦吸附”工藝實(shí)現(xiàn)廢氣的達(dá)標(biāo)排放，有效解決了污泥好氧發(fā)酵廢氣難處理的問題。
   2）污泥好氧發(fā)酵系統(tǒng)工作環(huán)境改善關(guān)鍵技術(shù)
   利用自動(dòng)化技術(shù)將人工現(xiàn)場(chǎng)操作模式改為遠(yuǎn)程操控模式，極大地減少了人員在車間的工作時(shí)間，提高了污泥好氧發(fā)酵運(yùn)行的自動(dòng)化程度。
   3）污泥好氧發(fā)酵系統(tǒng)工藝優(yōu)化和產(chǎn)品資源化利用技術(shù)
   通過對(duì)影響污泥好氧發(fā)酵關(guān)鍵因素進(jìn)行識(shí)別，優(yōu)化輔料種類、混料配比、通風(fēng)策略等污泥好氧發(fā)酵過程關(guān)鍵控制因素，節(jié)約了生產(chǎn)成本，提高了好氧發(fā)酵產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，為多途徑的污泥資源化利用奠定了基礎(chǔ)。
   （2）應(yīng)用情況
   城鎮(zhèn)污水處理廠污泥好氧發(fā)酵系統(tǒng)清潔生產(chǎn)技術(shù)已在鄭州市600噸/日（污泥含水率以80%計(jì)）污泥處理項(xiàng)目取得工程化應(yīng)用。技術(shù)成熟可行，運(yùn)行穩(wěn)定良好，有效解決了傳統(tǒng)污泥好氧發(fā)酵工藝存在的問題。
   （3）經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益情況
   該技術(shù)應(yīng)用“多級(jí)噴淋+活性焦吸附”工藝處理廢氣，極大改善了廠區(qū)及周邊空氣環(huán)境；利用智能控制系統(tǒng)改變了傳統(tǒng)的操作模式，實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)遠(yuǎn)程控制，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，改善了污泥好氧發(fā)酵系統(tǒng)工作環(huán)境改善；通過優(yōu)化關(guān)鍵控制因素，實(shí)現(xiàn)工藝穩(wěn)定運(yùn)行，提高了好氧發(fā)酵產(chǎn)品質(zhì)量，有助于產(chǎn)物資源化利用，環(huán)境效益、社會(huì)效益良好。
   3面向管網(wǎng)水質(zhì)穩(wěn)定性的廠網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)控關(guān)鍵技術(shù)及示范
5. 項(xiàng)目簡(jiǎn)介
   在飲用水源趨向多樣化和復(fù)雜化的新形勢(shì)下，以末端水質(zhì)保障的最大化為目標(biāo)，面向管網(wǎng)水環(huán)境的復(fù)雜性和多變性，項(xiàng)目組注重系統(tǒng)治理，經(jīng)過多年研究，形成了以水廠智能投藥管控技術(shù)、紫外-超濾-氯消毒新型組聯(lián)模式和管網(wǎng)黃水風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別及保障技術(shù)為核心的廠網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)控關(guān)鍵技術(shù)。研究成果成功應(yīng)用于北京市多個(gè)水廠和市區(qū)管網(wǎng)，為北京市房山、延慶等地下水供水區(qū)和城六區(qū)自備井水源切換風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)和調(diào)配提供了技術(shù)指導(dǎo)。成果對(duì)推動(dòng)國內(nèi)供水行業(yè)的智能升級(jí)和精細(xì)化管理具有重要引領(lǐng)作用和示范意義。
6. 主要技術(shù)內(nèi)容
   （1）創(chuàng)新點(diǎn)
   1）研發(fā)水廠智能投藥管控技術(shù)，突破異常數(shù)據(jù)對(duì)模型應(yīng)用限制的技術(shù)難題。將南水水源主力水廠上百萬條的數(shù)據(jù)激活，成功研發(fā)出兼顧凈水工藝優(yōu)化運(yùn)行和管網(wǎng)穩(wěn)定性的智能投藥管控技術(shù)。首次構(gòu)建了以雙藥（FeCl3、PAC）絮凝為核心的混凝劑智能投藥模型；開發(fā)了以兼顧除藻和管網(wǎng)穩(wěn)定性為核心的氧化劑精準(zhǔn)控制模型；并創(chuàng)新性根據(jù)機(jī)械加速澄清池運(yùn)行復(fù)雜性的特點(diǎn)，開發(fā)沉降比自動(dòng)分析裝置，提高了數(shù)據(jù)的時(shí)效性和模型的響應(yīng)度；研發(fā)了集數(shù)據(jù)治理與模型預(yù)測(cè)于一體的智慧水廠精準(zhǔn)投藥及數(shù)據(jù)治理管控平臺(tái)，突破異常數(shù)據(jù)對(duì)模型應(yīng)用的瓶頸。
   2）構(gòu)建了以超濾膜污染控制及消毒為雙重目標(biāo)的紫外前置工藝，拓展了紫外的應(yīng)用范圍。揭示了紫外-氯聯(lián)合消毒對(duì)維持供水管網(wǎng)穩(wěn)定性的作用機(jī)制，首次提出凈水消毒時(shí)效性作為評(píng)價(jià)給水系統(tǒng)生物安全性的指標(biāo)。揭示紫外-氯聯(lián)合消毒條件下對(duì)管網(wǎng)腐蝕的控制機(jī)理。進(jìn)一步提出紫外-超濾-氯消毒組聯(lián)工藝，突破超濾膜污染控制難的技術(shù)難題,通過對(duì)調(diào)紫外和超濾單元順序創(chuàng)新性提出紫外-超濾-氯消毒新型組聯(lián)適用工藝，打破紫外線消毒功能的傳統(tǒng)認(rèn)知，實(shí)現(xiàn)工藝單元之間的深度融合。
   3）研發(fā)了基于多水源的管網(wǎng)“黃水”發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別及控制措施，突破供水管網(wǎng)不可視性和空間差異大的限制。建立基于水源水質(zhì)變化的管網(wǎng)水質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)評(píng)估體系，提出了原位模擬水源切換條件下管網(wǎng)水質(zhì)穩(wěn)定性的方法，并設(shè)計(jì)開發(fā)了成套可移動(dòng)式設(shè)備。首次提出了具有普適性推廣意義的綜合性水質(zhì)腐蝕性和水質(zhì)差異度判定指數(shù)，克服了依靠管垢形態(tài)組分表征來判斷管垢穩(wěn)定性的局限性，可用于管網(wǎng)水質(zhì)敏感區(qū)快速識(shí)別判定，并已納入《室外給水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》。提出可在水廠實(shí)際應(yīng)用的管網(wǎng)水質(zhì)保障措施。
   
   圖 管網(wǎng)水質(zhì)保障技術(shù)方案
   （2）應(yīng)用情況
   研究成果成功應(yīng)用于北京市多個(gè)水廠、市區(qū)管網(wǎng)和自備井水源置換過程中，為北京市優(yōu)質(zhì)供水提供了重要支撐和保障。項(xiàng)目成果可在類似地區(qū)推廣應(yīng)用。
   （3）經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益情況
   項(xiàng)目成果是以保障城市用水需求為導(dǎo)向，聚焦首都供水亟需解決的難點(diǎn)問題，研發(fā)的面向管網(wǎng)水質(zhì)穩(wěn)定性的廠網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)控關(guān)鍵技術(shù)，是確保北京市南水北調(diào)水源“用得好”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的社會(huì)公益項(xiàng)目。成果的推廣應(yīng)用將具有更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
   4具有清污分流識(shí)別功能的截污調(diào)蓄系統(tǒng)
7. 項(xiàng)目簡(jiǎn)介
   當(dāng)前國內(nèi)水環(huán)境治理工作都要對(duì)河湖水體開展末端截污工程，截流系統(tǒng)核心的設(shè)施是截流井，傳統(tǒng)的截流井設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)采用 CECS 91:97《合流制系統(tǒng)污水截流井設(shè)計(jì)規(guī)程》，目前該標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用已經(jīng)不能滿足水環(huán)境治理要求，另外整個(gè)截污系統(tǒng)存在清污不分（大截排形式）以及普遍存在合流制溢流污染問題，水環(huán)境污染問題較為突出。因此市場(chǎng)需要一種具有清污識(shí)別功能的截污調(diào)蓄系統(tǒng)來解決這些問題，該系統(tǒng)適合于不同排水體制的截流系統(tǒng)，市場(chǎng)需求極大。
   2、主要技術(shù)內(nèi)容
   （1）創(chuàng)新點(diǎn)
   本項(xiàng)目是以“清污分流”理念為指引的方案設(shè)計(jì)，在原有“一排了之”的排水系統(tǒng)上，增加能清污分流的智能分流設(shè)施，削峰儲(chǔ)存的智能調(diào)蓄設(shè)施，在線雨水處理設(shè)施，防外來水進(jìn)入污水管的設(shè)施，削減城市面源污染設(shè)施，并運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)整體調(diào)度控制。實(shí)現(xiàn)城市最臟的污水經(jīng)過處理后排放，受污染較輕的在自然水體環(huán)境容量之內(nèi)的水就近入河，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)截污，保證晴天污水全收集，雨天少溢流，同時(shí)也提高了污水處理廠的進(jìn)水濃度，最終實(shí)現(xiàn)根治水污染的目標(biāo)。通過“廠網(wǎng)河湖岸”一體化的智慧運(yùn)維實(shí)現(xiàn)智慧排水，確保水質(zhì)達(dá)標(biāo)、水量安全。該項(xiàng)目經(jīng)得起雨季的考驗(yàn)，不僅沒有返黑返臭，而且水質(zhì)越來越好，治理過程無需清水補(bǔ)源，未轉(zhuǎn)移污染，真正做到長治久清。
   
   圖 智能分流井的原理圖
   （2）應(yīng)用情況
   本技術(shù)廣泛用于多個(gè)水環(huán)境治理項(xiàng)目，如武漢東湖高新湖溪河、武漢經(jīng)開區(qū)萬家湖、湯湖、西北湖、爛泥糊、南太子湖水環(huán)境治理工程、上海奉賢種福河治理工程、上海金山區(qū)穿心河治理工程、長沙市瀏陽河整治工程、小灣河治理工程，海口市水環(huán)境治理工程、南京農(nóng)花河河道綜合整治工程、南京江北新區(qū)整治工程等，水環(huán)境得到很大的提高，得到業(yè)主的一致認(rèn)可。另外，智能分流井和智能調(diào)蓄池技術(shù)已在全國各地成功應(yīng)用，從目前反饋情況看效果較好，可達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。
   （3）經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益情況
   晴天時(shí)，智能分流井可以實(shí)現(xiàn)旱季截污100%，在降雨時(shí)，能夠截流初期雨水70%左右，此外針對(duì)面源污染智能分流井能夠截流污染負(fù)荷70%左右，截污效果良好，符合建設(shè)部印發(fā)的《黑臭水體整治—排水口、管道及檢查井治理技術(shù)指南》，對(duì)減少進(jìn)入自然水體的污染總負(fù)荷，提升污水處理廠進(jìn)水濃度，直接減少污水處理廠的運(yùn)營成本，具有突出的經(jīng)濟(jì)意義。
   5柔性截流裝置
8. 項(xiàng)目簡(jiǎn)介
   當(dāng)前我國城市使用雨污分流系統(tǒng)或者老舊小區(qū)采用的的合流制排水系統(tǒng)都不能從源頭真正解決污水不下河，雨水不入廠的問題，為了突破污水收集的瓶頸，本科技成果適用于小區(qū)源頭的截流井或末端適配的排口中，對(duì)小區(qū)源 頭和末端排口進(jìn)行分流改造，使污水不下河，干凈的雨水排河，在清污分流改造中起到重大的作用。
   2、主要技術(shù)內(nèi)容
   （1）創(chuàng)新點(diǎn)
   1）本項(xiàng)目采用氣動(dòng)控制，氣動(dòng)控制的成本低，壓縮空氣工作壓力較小比較安全，而且現(xiàn)有的壓縮空氣發(fā)生和控制裝置成熟可靠?jī)r(jià)格經(jīng)濟(jì)，氣管相當(dāng)于高壓油管成本更低；
   
   圖 截流井柔性截流裝置應(yīng)用示意圖
   2）此裝置防纏繞防堵塞能力強(qiáng)，安裝后的過流通道和市政管道的流道完全保持一致、平滑過渡，不會(huì)產(chǎn)生纏繞堵塞，不影響排水和行洪，另外柔性截流裝置采用橡膠柔性密封，密封面較大，密封效果可靠，可實(shí)現(xiàn)零泄漏。
   3）柔性截流裝置外接氣壓在0.1Mpa以下。
   4）柔性截流裝置采用耦合安裝方式，在帶水情況下仍能正常檢修維護(hù)。
   （2）應(yīng)用情況
   該柔性截流裝置歷經(jīng)了3 年多時(shí)間的研發(fā)，能應(yīng)對(duì)任何環(huán)境，做到 0.1Mpa 壓力下零泄露；同時(shí)可以不用開挖進(jìn)行改造，成本低、改造容易，能有效解決城中村不易開挖的現(xiàn)狀問題，已經(jīng)在全國 100多個(gè)項(xiàng)目普遍使用，起到了很好的效果。
   （3）經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益
   全國老舊小區(qū)多，地下管道錯(cuò)綜復(fù)雜，施工難度大，開挖深度小或不能開挖，針對(duì)這種復(fù)雜的情況，柔性截流裝置能很好解決上述問題，節(jié)省大量的人力成本、施工成本、運(yùn)維成本，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效應(yīng)巨大。
9. 應(yīng)用于合流制系統(tǒng)改造的錯(cuò)時(shí)雨污分流系統(tǒng)
10. 項(xiàng)目簡(jiǎn)介
    目前，一些城中村、老舊小區(qū)等合流制區(qū)域，由于建設(shè)年代久遠(yuǎn)、建筑密度大、道路寬度有限和綜合管線鋪設(shè)缺少規(guī)劃等原因，如果要實(shí)施雨污分流改造，施工難度大、成本高、工程量大、工期長。
    本項(xiàng)目針對(duì)無法實(shí)施雨污分流的合流制區(qū)域，采用了錯(cuò)時(shí)雨污分流技術(shù)來削減合流制區(qū)域的溢流污染。在源頭合流制小區(qū)分散建設(shè)污水緩沖池，在合流排口前建設(shè)智能分流井。在降雨時(shí)，小區(qū)的生活污水進(jìn)入污水緩沖池內(nèi)進(jìn)行緩沖調(diào)蓄，合流管內(nèi)只有雨水的排放，從而避免合流制區(qū)域的溢流污染。與傳統(tǒng)雨污分流改造相比，具有改造更簡(jiǎn)單、成本更低、施工周期較短、對(duì)小區(qū)居民生活影響小等優(yōu)點(diǎn)。
    2、主要技術(shù)內(nèi)容
    （1）創(chuàng)新點(diǎn)
    1）污水緩沖調(diào)蓄技術(shù)
    為利用現(xiàn)有的合流管道實(shí)現(xiàn)污水和雨水錯(cuò)時(shí)排放，研發(fā)了源頭分散污水緩沖調(diào)蓄技術(shù)。旱季時(shí)，源頭小區(qū)的生活污水不進(jìn)入污水緩沖池，排至市政合流管，經(jīng)末端分流井分流至污水處理廠處理排放；雨季時(shí)，小區(qū)的生活污水進(jìn)入污水緩沖池進(jìn)行緩沖調(diào)蓄，合流管內(nèi)只有雨水的排放，可直接溢流至自然水體；當(dāng)降雨結(jié)束，污水緩沖池內(nèi)的污水再排至下游的合流管，送至污水處理廠處理排放。
    
    圖3 錯(cuò)時(shí)雨污分流改造方案
    2）錯(cuò)時(shí)雨污分流智慧控制系統(tǒng)
    為實(shí)現(xiàn)錯(cuò)時(shí)排放功能，研發(fā)了錯(cuò)時(shí)智慧控制系統(tǒng)，對(duì)源頭各個(gè)污水緩沖池與末端的智能分流井進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制。旱季時(shí)，源頭的污水緩沖池后的柔性截流裝置開啟，末端的智能分流井截流管開啟，出水管關(guān)閉；當(dāng)感應(yīng)到降雨時(shí)，控制系統(tǒng)可以自動(dòng)控制源頭污水緩沖池后的柔性截流裝置關(guān)閉，源頭小區(qū)的污水緩沖在污水緩沖池內(nèi)，末端智能分流井截流管自動(dòng)關(guān)閉，出水管自動(dòng)開啟，雨水直接排放至自然水體。
    （2）應(yīng)用推廣情況
    該項(xiàng)目研究成果已成功應(yīng)用于欽州市、重慶沅江市、武漢市等地合流制老舊小區(qū)的改造，各地示范項(xiàng)目運(yùn)行良好，為無法實(shí)施雨污分流改造的合流制區(qū)域提供了成功案例，對(duì)水環(huán)境的改善具有重要意義和應(yīng)用推廣價(jià)值。
    （3）經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益情況
    十四五期間乃至更長遠(yuǎn)的階段，我國將全面推動(dòng)城市更新行動(dòng)，重點(diǎn)在于老城區(qū)，而老城區(qū)大多數(shù)都是合流制，所以合流制系統(tǒng)清污分流改造前景廣闊，能解決合流制排水系統(tǒng)的問題，對(duì)當(dāng)前中國水環(huán)境的提升有重要作用，滿足人民對(duì)生活環(huán)境的美好追求和幸福感。
11. 城市排水系統(tǒng)一體化智能運(yùn)維平臺(tái)

12. 項(xiàng)目簡(jiǎn)介
    為解決傳統(tǒng)技術(shù)存在的問題：如無序控制、無物聯(lián)網(wǎng)智慧系統(tǒng)，人工手動(dòng)操作存在協(xié)同性差、操作遲緩、運(yùn)維成本高、缺少大數(shù)據(jù)的支持等，該成果增加自動(dòng)化和智能程度，完整的應(yīng)用于清污分流的智能分流井、調(diào)蓄池及河道流域協(xié)同的控制系統(tǒng)及物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)分散自律、調(diào)度集中的目的。適用于流域排口和黑臭水體治理，利用物聯(lián)網(wǎng)或其他網(wǎng)絡(luò)方式接入系統(tǒng)，對(duì)全流域、全方位進(jìn)行監(jiān)控。
    2、主要技術(shù)內(nèi)容
    （1）創(chuàng)新點(diǎn)
    1）高并發(fā)技術(shù)，采用IOCP地址池技術(shù)高并發(fā)方案對(duì)下級(jí)被控設(shè)備進(jìn)行快速的運(yùn)行參數(shù)采集和運(yùn)行的遠(yuǎn)程控制，信息交互速率100ms/次。比現(xiàn)在常用NB-iot和mqtt的穩(wěn)定性和速率要高很多。
    
    
    圖 項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)水位檢測(cè)數(shù)據(jù)及現(xiàn)場(chǎng)雨量水質(zhì)檢測(cè)數(shù)據(jù)模型

2）自建網(wǎng)絡(luò)穿透技術(shù)方案，使被控設(shè)備或信息傳感器能夠穿透任意網(wǎng)絡(luò)而不局限于固定IP地址定位。相對(duì)與VPN建網(wǎng)的方式，穩(wěn)定性和安全性大大提升。
3）建立管道三維建模技術(shù)，能夠生成任意管道系統(tǒng)模型，便于后期的維護(hù)，其中加入邏輯建模和空間建模方式，使得普通計(jì)算機(jī)和手機(jī)也能夠獲得相應(yīng)的信息。
4）建立網(wǎng)絡(luò)api第三方接口，便于第三方平臺(tái)接入，并對(duì)第三方行為進(jìn)行監(jiān)視。
5）建立智慧運(yùn)維APP系統(tǒng)，對(duì)各地項(xiàng)目的運(yùn)維進(jìn)行管理。
6）建立較好的人機(jī)交互UI能夠便于調(diào)度中心的及時(shí)處理報(bào)警及其他工作。
7）完善的檔案管理系統(tǒng)，對(duì)報(bào)警、操作記錄、數(shù)據(jù)的歷史記錄較好的保存。
8）建立自動(dòng)點(diǎn)檢模式，能夠在汛期前自動(dòng)對(duì)關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行點(diǎn)檢，形成報(bào)表。
（2）應(yīng)用情況
該平臺(tái)適用于廠網(wǎng)河湖岸的流域排水和黑臭水體治理，利用物聯(lián)網(wǎng)或其他網(wǎng)絡(luò)方式接入系統(tǒng)，對(duì)全流域、全方位進(jìn)行監(jiān)控。目前全國建立400多個(gè)城市黑臭水體治理項(xiàng)目，均納入到SCADA 系統(tǒng)，總產(chǎn)值超過3億人民幣，典型應(yīng)用在湖北的湯湖、萬家湖流域和南京的五一河、南農(nóng)河流域。
（3）經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益
平臺(tái)的推廣使用，構(gòu)建了智能管理的集成平臺(tái)，形成了較為完整的智能管控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了排水系統(tǒng)中的分流井和調(diào)蓄設(shè)施、污水處理等設(shè)施的集中高效管理，促進(jìn)了資源優(yōu)化配置。
8 多水源水廠多種組合工藝的適應(yīng)性研究及工程應(yīng)用
1、項(xiàng)目簡(jiǎn)介
在珠海市梅溪水廠新建和拱北水廠改擴(kuò)建項(xiàng)目中，以拱北水廠全流程凈水工藝中試基地為基礎(chǔ)，開展了5組不同組合工藝流程的選擇與適應(yīng)性研究，分析比較了不同工藝流程的優(yōu)劣勢(shì)，提出了適合其他地區(qū)類似多水源水廠新建和改擴(kuò)建適合的工藝流程，科學(xué)合理的指導(dǎo)了多水源供水工藝的選擇，確保在水源頻繁切換過程中有效保障出水安全，同時(shí)出水遠(yuǎn)優(yōu)于現(xiàn)有的《生活飲用水衛(wèi)生規(guī)范》（GB5749-2022）。
經(jīng)科技成果鑒定，由崔福義教授為組長的專家組一致認(rèn)為該科技成果達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平。
2、項(xiàng)目主要技術(shù)內(nèi)容
（1）創(chuàng)新點(diǎn)
1）提出了適合多水源水廠的工藝流程選擇。共進(jìn)行了5組不同工藝流程的對(duì)比研究。比較了不同工藝流程的優(yōu)劣勢(shì)，研究了不同組合工藝流程各工藝單元對(duì)濁度、有機(jī)物、藻類和藻毒素以及嗅味物質(zhì)GSM、2-MIB等去除效果，篩選適合梅溪水廠在不同進(jìn)水水質(zhì)條件下均能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的處理工藝流程，同時(shí)優(yōu)化了處理工藝運(yùn)行參數(shù)，確定了最佳的運(yùn)行條件。
2）開發(fā)了優(yōu)質(zhì)飲用水深度凈化技術(shù)。采用全流程多級(jí)屏障優(yōu)質(zhì)凈水工藝，工藝強(qiáng)化各凈水環(huán)節(jié)的風(fēng)險(xiǎn)管控能力，各凈水單元具備不同功能。工藝整體系統(tǒng)性的提升了水廠水質(zhì)安全裕度，提供出水水質(zhì)遠(yuǎn)優(yōu)于《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749-2006）要求的優(yōu)質(zhì)飲用水。同時(shí)在工藝設(shè)計(jì)和運(yùn)行上考慮在進(jìn)水水質(zhì)條件較好時(shí)減少臭氧的投加量或者對(duì)有關(guān)工藝單元的超越。提高了水質(zhì)安全和改善了飲用水水質(zhì)口感。
（2）應(yīng)用情況
課題成果已在如下實(shí)際工程中得到工程應(yīng)用。
珠海市梅溪水廠新建工程，遠(yuǎn)期45萬m3/d，近期30萬m3/d，2019年6月可行性研究報(bào)告獲批，目前土建施工、設(shè)備安裝已完成。
濟(jì)寧市長江水廠（一期）工程，遠(yuǎn)期20萬m3/d，近期10萬m3/d，2019年11月可行性研究報(bào)告獲批，目前已通水試運(yùn)行，出水優(yōu)于國家標(biāo)準(zhǔn)。
雄安新區(qū)起步區(qū) 1#供水廠工程，遠(yuǎn)期20萬m3/d，近期15萬m3/d，2020年3月可行性研究報(bào)告獲批，2022年4月竣工驗(yàn)收，目前已投產(chǎn)運(yùn)行，出水水質(zhì)滿足雄安地方標(biāo)準(zhǔn)。
海口市江東新區(qū)高品質(zhì)飲用水水廠，遠(yuǎn)期40萬m3/d，近期20萬m3/d，2020年3月可行性研究報(bào)告獲批，目前在開展土建施工。
東莞市蘆花坑水廠，遠(yuǎn)期90萬m3/d，近期50萬m3/d，2021年3月可行性研究報(bào)告獲批，2022年6月開工建設(shè)。
（3）經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益情況
目前我國大部分凈水廠處理工藝以傳統(tǒng)工藝為主，面對(duì)多水源格局和水源水質(zhì)多樣化的狀況，不能很好地適應(yīng)水質(zhì)變化的要求。同時(shí)，隨著人民生活水平的提高，對(duì)飲用水的水質(zhì)安全和口感提出了更高的要求，國內(nèi)部分城市自來水廠的出廠水執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)由原來的《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749—2006）提升至更加嚴(yán)苛的地方標(biāo)準(zhǔn)。本研究成果解決了給水廠水源水質(zhì)多樣化及出水要求高標(biāo)準(zhǔn)的行業(yè)難點(diǎn)問題。目前，我國采用臭氧活性炭加膜處理工藝的水廠不到 5%，大部分水廠都存在水質(zhì)多樣化和出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)提高的問題，對(duì)于水廠的新建和改造有著大量的需求。該項(xiàng)技術(shù)有廣闊的應(yīng)用推廣前景。
本成果的推廣應(yīng)用依托中國市政工程中南設(shè)計(jì)研究總院有限公司項(xiàng)目示范引領(lǐng)，在設(shè)計(jì)、咨詢、EPC總承包中進(jìn)行技術(shù)的推廣和應(yīng)用。同時(shí)通過行業(yè)協(xié)會(huì)、中信集團(tuán)兄弟公司、課題合作單位珠海水務(wù)集團(tuán)等企業(yè)協(xié)同實(shí)施，為技術(shù)因地制宜的轉(zhuǎn)化應(yīng)用提供各項(xiàng)支持，助力課題成果在規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)營等環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化應(yīng)用。
9 微污染水氨氮高效移動(dòng)床生物膜處理技術(shù)研究及應(yīng)用
1、項(xiàng)目簡(jiǎn)介
在廣東省東莞市樟村水質(zhì)凈化廠除氨氮提標(biāo)改造的過程中，進(jìn)行了1m3/h的中試研究，分析對(duì)比了6種填料（2種固定填料和4種懸浮填料）在不同停留時(shí)間、不同氣水比、不同填充率、不同溫度條件下氨氮的去除效果，優(yōu)選了具備強(qiáng)化富集硝化菌功能并具備豐富微生物種群的填料。同時(shí)，根據(jù)凈化廠現(xiàn)有工藝情況，在不新增占地的情況下提出“格柵-平流沉淀池-移動(dòng)床生物膜池”的工藝技術(shù)路線，進(jìn)一步提升氨氮去除效果，達(dá)到停留時(shí)間短、改造周期短、氨氮負(fù)荷高的目標(biāo)。
經(jīng)科技成果鑒定，由崔福義教授為組長的專家組一致認(rèn)為該科技成果達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平。
2、項(xiàng)目主要技術(shù)內(nèi)容
（1）創(chuàng)新點(diǎn)
1）提出了高效移動(dòng)床生物膜除氨氮技術(shù)。選取6種填料（2種固定填料和4種懸浮填料）進(jìn)行試驗(yàn)研究，考察了不同停留時(shí)間、不同氣水比、不同填充率、不同溫度條件下氨氮的去處效果，同時(shí)對(duì)6種填料進(jìn)行微生物高通量分析，優(yōu)選具有高豐度硝化菌及豐富菌落結(jié)構(gòu)的填料，形成高效移動(dòng)床生物膜除氨氮技術(shù)。
2）開發(fā)了受污染河道水高效移動(dòng)床生物膜除氨氮技術(shù)組合工藝。受污染河道水通常水量大，且在不同季節(jié)（枯水期與豐水期）水量變化大，同時(shí)，河道水質(zhì)受季節(jié)性影響或者流域排污特點(diǎn)的影響，水質(zhì)變化大。根據(jù)受污染河道水體水量、水質(zhì)特點(diǎn)，研發(fā)了“進(jìn)水-格柵-沉砂池-混凝沉淀-移動(dòng)床生物膜-出水”工藝流程。前端預(yù)處理對(duì)大顆粒污染物和砂進(jìn)行初步處理，同時(shí)，混凝沉淀可有效去除水體中COD、總磷、SS等，需進(jìn)行處理后達(dá)標(biāo)。通過強(qiáng)化的混凝沉淀工藝可實(shí)現(xiàn)這些污染物的有效去除。針對(duì)常規(guī)工藝無法去除的氨氮采用高效移動(dòng)床生物膜處理技術(shù)。將預(yù)處理、混凝沉淀及移動(dòng)床生物膜技術(shù)進(jìn)行工藝流程優(yōu)化組合及參數(shù)優(yōu)化后，形成優(yōu)化的技術(shù)方案，用于樟村水質(zhì)凈化廠處理受污染河水，出水滿足《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）IV類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。
（2）應(yīng)用情況
課題成果已在如下廣東省東莞市樟村水質(zhì)凈化廠除氨氮提標(biāo)改造工程中得到工程應(yīng)用。
樟村水質(zhì)凈化廠除氨氮提標(biāo)改造工程，規(guī)模260萬m3/d，2020年4月獲批立項(xiàng)，2021年2月竣工驗(yàn)收，已通水運(yùn)行一年多，出水氨氮滿足改造要求。
（3）經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益情況
水環(huán)境綜合治理是一項(xiàng)保護(hù)環(huán)境、建設(shè)生態(tài)文明、為子孫后代造福的公用事業(yè)工程。本項(xiàng)目有效的減少了東莞市東莞運(yùn)河的水污染問題，國考斷面水質(zhì)由《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）劣V類提升至IV類，可顯著改善城市市容，提高衛(wèi)生水平，為保護(hù)珠江水質(zhì)貢獻(xiàn)東莞力量。同時(shí)，此項(xiàng)目可顯著改善東莞市的投資環(huán)境，吸引更多的外商投資，促進(jìn)城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展。因此，本項(xiàng)目是把東莞市建設(shè)成為一座風(fēng)景優(yōu)美、經(jīng)濟(jì)繁榮、社會(huì)穩(wěn)定、生活方便的文明衛(wèi)生城市至關(guān)重要的基礎(chǔ)設(shè)施。
10 城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)通溝污泥資源化處理成套裝備
該項(xiàng)目已獲得2022年度中國城鎮(zhèn)供水排水協(xié)會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)，具體內(nèi)容詳見中國城鎮(zhèn)供水排水協(xié)會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)信息。
11 海綿城市源頭設(shè)施效能提升與布局優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù)研究與實(shí)踐
該項(xiàng)目已獲得2022年度中國城鎮(zhèn)供水排水協(xié)會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)，具體內(nèi)容詳見中國城鎮(zhèn)供水排水協(xié)會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)信息。
12 城市黑臭水體治理技術(shù)與政策研究
該項(xiàng)目已獲得2022年度中國城鎮(zhèn)供水排水協(xié)會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)，具體內(nèi)容詳見中國城鎮(zhèn)供水排水協(xié)會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)信息。
13 南水北調(diào)入京水源安全高效利用技術(shù)集成與應(yīng)用
該項(xiàng)目已獲得2022年度中國城鎮(zhèn)供水排水協(xié)會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)，具體內(nèi)容詳見中國城鎮(zhèn)供水排水協(xié)會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)信息。
14 城市防汛系列化新產(chǎn)品

1. 項(xiàng)目簡(jiǎn)介
   傳統(tǒng)的防汛措施大都是使用沙袋、磚塊、板材等笨重物資來搭建堤壩或圍堰，費(fèi)力費(fèi)時(shí)。本項(xiàng)目以“以水治水”為原則，以連通器原理、L型書立原理、有益摩擦原理三大技術(shù)原理為支撐，通過技術(shù)創(chuàng)新和材料創(chuàng)新，開發(fā)出便攜式防汛筒、速裝式防汛椅、便攜式防汛帶、防汛專用擋板、移動(dòng)式防洪閘等系列化城市防汛新產(chǎn)品，具有快速到位、快速安裝、快速見效、快速移除等顯著優(yōu)點(diǎn)。
   本項(xiàng)目擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，先后獲得15項(xiàng)國家專利授權(quán)，包括4項(xiàng)發(fā)明專利。本項(xiàng)目已榮獲北京水利學(xué)會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)，同時(shí)多次入選《全國水利系統(tǒng)招標(biāo)產(chǎn)品重點(diǎn)采購目錄》。
   中國城鎮(zhèn)供水排水協(xié)會(huì)組織專家對(duì)本項(xiàng)目進(jìn)行了科技鑒定，專家組一致認(rèn)為該科技成果達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平。
2. 主要技術(shù)內(nèi)容
   （1）創(chuàng)新點(diǎn)
   1)“連通器原理”控制井口頂冒。便攜式防汛筒充氣后將井口快速加高，控制井口頂冒，同時(shí)利用筒內(nèi)蓄水實(shí)現(xiàn)自動(dòng)固定。
   

2)“L型書立原理”控制漫水。速裝式防汛椅以水治水，穩(wěn)固可靠，安裝效率高。
3)“有益摩擦原理”控制流水。便攜式防汛帶利用蓄水重力產(chǎn)生的地面摩擦力，實(shí)現(xiàn)防汛帶定位擋水或?qū)?br>4)獨(dú)特的密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。移動(dòng)式防洪閘采用異型結(jié)構(gòu)鋁合金材料制成，密封條采用橡膠材質(zhì)經(jīng)模具一體化成型，密封性能較好，整體可承受較高水頭。
5)產(chǎn)品采用模塊化設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)快速布設(shè)及移除。各產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)系列化定型，操作簡(jiǎn)便，互換性好。
（2）應(yīng)用推廣情況
城市防汛系列新產(chǎn)品快速研發(fā)，快速轉(zhuǎn)化，快速推廣，四年時(shí)間內(nèi)完成應(yīng)用轉(zhuǎn)化項(xiàng)目60多個(gè)，包括防汛帶315套，防汛筒265套，防汛椅700多塊，防洪閘1000多組。
防汛新產(chǎn)品的推廣應(yīng)用，明顯改善各下凹式橋區(qū)、低洼路段的積水問題，避免由于大量積水造成的斷路、交通效率降低、地下空間淹泡等情況發(fā)生，減少了封路斷路、車輛故障、人員傷亡，降低了經(jīng)濟(jì)損失。
（3）經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益情況
城市防汛系列新產(chǎn)品四年時(shí)間完成應(yīng)用轉(zhuǎn)化項(xiàng)目60多個(gè)，實(shí)現(xiàn)銷售收入近500萬元。
新型防汛產(chǎn)品的開發(fā)應(yīng)用，有效解決了城市公共區(qū)域雨水淹泡、污水外溢影響人們交通出行的問題，降低了生命財(cái)產(chǎn)損失的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)顯著提高了防汛工作的生產(chǎn)效率、降低了操作者的作業(yè)強(qiáng)度。
新型防汛產(chǎn)品的推廣應(yīng)用，為國內(nèi)防汛工作提供了新工具、新思路、新理念，有利于推動(dòng)國內(nèi)防汛工作的不斷進(jìn)步。
城市防汛系列化新產(chǎn)品得到北京電視臺(tái)、《北京日?qǐng)?bào)》、《北京晚報(bào)》、《北京晨報(bào)》、《首都建設(shè)報(bào)》、《勞動(dòng)午報(bào)》等多家媒體的廣泛關(guān)注和密集報(bào)道，產(chǎn)生了巨大的社會(huì)效益。
15 封閉半封閉水體城鎮(zhèn)污水廠主要污染物總量減排關(guān)鍵技術(shù)
該項(xiàng)目已獲得2022年度中國城鎮(zhèn)供水排水協(xié)會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)，具體內(nèi)容詳見中國城鎮(zhèn)供水排水協(xié)會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)信息。