2021年度中國(guó)水協(xié)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)項(xiàng)目
2021年，中國(guó)城鎮(zhèn)供水排水協(xié)會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)評(píng)出獲獎(jiǎng)項(xiàng)目17項(xiàng)，其中特等獎(jiǎng)1項(xiàng)、一等獎(jiǎng)6項(xiàng)、二等獎(jiǎng)10項(xiàng)，見表5.4。

2021年度中國(guó)城鎮(zhèn)供水排水協(xié)會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)項(xiàng)目

序號(hào)	項(xiàng)目名稱	完成單位	完成人	獲獎(jiǎng)等級(jí)
1	污水處理廠精準(zhǔn)提標(biāo)增效關(guān)鍵技術(shù)及工程實(shí)踐	北京城市排水集團(tuán)有限責(zé)任公司、北京市市政工程設(shè)計(jì)研究總院有限公司、清華大學(xué)、北京市水務(wù)局、北京北排科技有限公司	王佳偉、蔣 勇、李 藝、白 宇、曾思育、張志淵、馮 凱、李 群、焦二龍、趙夢(mèng)升、蔣奇海、李 燁、劉 垚、付朝臣、高 媛	特等獎(jiǎng)
2	深圳市鹽田區(qū)供水系統(tǒng)全面升級(jí)技術(shù)集成與綜合示范	深圳市水務(wù)（集團(tuán)）有限公司	張金松、蔡 倩、汪義強(qiáng)、安 娜、鄒啟賢、林 峰、尤作亮、鄒蘇紅、盧小艷、王 鋒、鐘艷萍、易 娟	一等獎(jiǎng)
3	南水北調(diào)北京受水區(qū)廠網(wǎng)精準(zhǔn)管控技術(shù)集成及應(yīng)用	北京市自來(lái)水集團(tuán)有限責(zé)任公司技術(shù)研究院	韓 梅、李 禮、趙 蓓、張曉嵐、王 敏、李玉仙、鄒 放、柴 文、黃慧婷、游曉旭、張山風(fēng)、樊玉芳	一等獎(jiǎng)
4	城市排水系統(tǒng)排水口、管道及檢查井治理技術(shù)研究及示范	上海市城市建設(shè)設(shè)計(jì)研究總院（集團(tuán)）有限公司、上海市排水管理事務(wù)中心、武漢中儀物聯(lián)技術(shù)股份有限公司、上海管麗建設(shè)工程有限公司、上海萬(wàn)朗水務(wù)科技集團(tuán)有限公司	唐建國(guó)、周傳庭、莊敏捷、孫躍平、鄭洪標(biāo)、樊雪蓮、趙國(guó)志、張婉珈、楊后軍、王 聰、趙 剛、王 捷	一等獎(jiǎng)
5	地埋式污水處理廠設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)集成研究與應(yīng)用	廣州市市政工程設(shè)計(jì)研究總院有限公司、廣州市水務(wù)投資集團(tuán)有限公司、上海市城市建設(shè)設(shè)計(jì)研究總院（集團(tuán)）有限公司、北京工業(yè)大學(xué)、西安建筑科技大學(xué)	王廣華、吳學(xué)偉、李 軍、張顯忠、李志華、李銀波、劉承東、趙國(guó)志、鄭照明、周建華、孫 偉、杜至力	一等獎(jiǎng)
6	流化床懸浮載體系統(tǒng)裝備集成與強(qiáng)化脫氮關(guān)鍵技術(shù)及工程應(yīng)用	青島思普潤(rùn)水處理股份有限公司、中國(guó)市政工程華北設(shè)計(jì)研究總院有限公司	吳 迪、孫永利、宋美芹、尚 巍、周家中、韓文杰、李鵬峰、張晶晶、陳 軼、蘭曉平、周浩然、井添祺	一等獎(jiǎng)
7	城市水系統(tǒng)控制仿真模型軟件	中國(guó)市政工程華北設(shè)計(jì)研究總院有限公司	王浩正、吳凡松、張 磊、韓冠宇、栗俊濤、劉 靜、邱依婷、馮 宇、王麗娜、劉海婷、駱春會(huì)、黃 榮	一等獎(jiǎng)
8	城鎮(zhèn)水廠改造集成技術(shù)與應(yīng)用	上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院（集團(tuán)）有限公司、上海水業(yè)設(shè)計(jì)工程有限公司、上海市政工程設(shè)計(jì)科學(xué)研究所有限公司	王如華、許嘉炯、王 晏、王 健、肖敏杰、鄭志民、張 碩、韓立能	二等獎(jiǎng)
9	基于RPIR的深度脫氮除磷工藝及其優(yōu)化控制策略 清研環(huán)境科技股份有限公司	陳福明、劉淑杰、劉 旭、張其殿、李 贇、趙紅兵、吳秉奇、蘆嵩林	二等獎(jiǎng)
10	裝配式一體化設(shè)備水廠技術(shù) 浙江聯(lián)池水務(wù)設(shè)備股份有限公司	池萬(wàn)青、池國(guó)正、池文君、李 麗、張 健、應(yīng)雄毅、洪國(guó)慶 王志彬	二等獎(jiǎng)
11	城鎮(zhèn)供水管道冰漿清洗技術(shù)研究及設(shè)備開發(fā)	蘇州吳中供水有限公司、江蘇省城鎮(zhèn)供水安全保障中心、小洖科技（蘇州）有限公司	施 凱、林國(guó)峰、程志強(qiáng)、郭 楊、陳志偉、徐春蕾、彭秀華、孫軍益	二等獎(jiǎng)
12	排水管線經(jīng)濟(jì)、節(jié)能、高效非開挖修復(fù)治理技術(shù)	北京北排建設(shè)有限公司	趙繼成、陸學(xué)興、孔 非、賈洪濤、劉嘉暉、劉志晨、王 慧、賈閣森	二等獎(jiǎng)
13	“脫氣”、復(fù)式投劑處理低溫低濁飲用水研究	黑龍江省雞西市供水有限公司	李曉強(qiáng)、劉玉才、喬 尚、呂連君、趙彥伍、王 丹、李 強(qiáng)、姚凱鋒	二等獎(jiǎng)
14	城市排水系統(tǒng)中的智能分流技術(shù)的研究及應(yīng)用	武漢圣禹排水系統(tǒng)有限公司	李習(xí)洪、周 超、賀 軍、李遠(yuǎn)科、張建良、張 勇、李 浩	二等獎(jiǎng)
15	城市長(zhǎng)距離大埋深小直徑污水隧道建造關(guān)鍵技術(shù)	中建三局綠色產(chǎn)業(yè)投資有限公司、中建三局集團(tuán)有限公司、中建三局基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投資有限公司、中建三局安裝工程有限公司、武漢市政工程設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司	王 濤、閔紅平、霍培書、張利娜、阮 超、黃文海、龔 杰、彭冠平	二等獎(jiǎng)
16	城市雨水徑流污染全過(guò)程控制關(guān)鍵技術(shù)研究及工程應(yīng)用	中國(guó)電建集團(tuán)華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司、杭州市城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)管理中心、上海市城市建設(shè)設(shè)計(jì)研究總院（集團(tuán)）有限公司、杭州銀江環(huán)保科技有限公司、洼石環(huán)境工程（上海）有限公司	魏 俊、周傳庭、陶如鈞、程開宇、李國(guó)君、趙金保、唐穎棟、葉偉武	二等獎(jiǎng)
17	連云港市市區(qū)污水管網(wǎng)泵站聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控管理工程	連云港市市政公用事業(yè)發(fā)展中心（連云港市排水管理中心）、浙江浙大中控信息技術(shù)有限公司、南京市市政設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司、連云港市科力建設(shè)監(jiān)理有限公司	相 華、張 濤、孫孝江、趙金浪、王夢(mèng)非、梁 彬、唐 文、金紅達(dá)	二等獎(jiǎng)

1 污水處理廠精準(zhǔn)提標(biāo)增效關(guān)鍵技術(shù)及工程實(shí)踐

1.1項(xiàng)目簡(jiǎn)介
北京排水集團(tuán)在北京中心城區(qū)污水處理廠持續(xù)提標(biāo)擴(kuò)容增效過(guò)程中，歷經(jīng)15年持續(xù)研發(fā)，突破了污水處理廠精準(zhǔn)工藝設(shè)計(jì)和運(yùn)行、進(jìn)水碳源及發(fā)酵物協(xié)同開發(fā)利用、工藝過(guò)程智能精準(zhǔn)控制開發(fā)等技術(shù)瓶頸，開發(fā)了污水處理精準(zhǔn)提標(biāo)增效HERoS?技術(shù)，率先應(yīng)用于具有國(guó)際影響力的百萬(wàn)噸級(jí)高碑店污水處理廠，實(shí)現(xiàn)了不新增占地條件下的提標(biāo)擴(kuò)容增效改造，深度出水指標(biāo)穩(wěn)定達(dá)到“準(zhǔn)IV類水”標(biāo)準(zhǔn)，在節(jié)省占地和建設(shè)投資的同時(shí)，顯著降低能耗和藥耗。該成果推廣至北京中心城區(qū)其他污水處理廠提標(biāo)擴(kuò)容增效改造工程，創(chuàng)造了不新增占地條件下的提標(biāo)、擴(kuò)容和節(jié)能降耗等巨大效益，對(duì)全國(guó)污水處理廠提標(biāo)擴(kuò)容增效的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、運(yùn)行從傳統(tǒng)到精準(zhǔn)的工業(yè)化轉(zhuǎn)型做出了重要示范。
經(jīng)科技成果鑒定，由任南琪院士為組長(zhǎng)的專家組一致認(rèn)為該技術(shù)及其大規(guī)模工程應(yīng)用成果，整體處于國(guó)際領(lǐng)先水平。
1.2項(xiàng)目主要技術(shù)內(nèi)容

1. 創(chuàng)新點(diǎn)
   （1） 獨(dú)創(chuàng)一體式活性初沉池原位發(fā)酵與多元碳源協(xié)同開發(fā)利用技術(shù)，解決了初沉池削減進(jìn)水碳源和生物脫氮除磷易降解碳源不足的矛盾，利用進(jìn)水碳源及其發(fā)酵物耦合實(shí)現(xiàn)快速高效脫氮除磷，顯著節(jié)省外加碳源。
   （2） 首創(chuàng)污水廠全流程精準(zhǔn)提標(biāo)增效工藝技術(shù)體系，突破動(dòng)態(tài)過(guò)程工藝參數(shù)系統(tǒng)性精準(zhǔn)化技術(shù)瓶頸，破解污水處理關(guān)鍵工藝參數(shù)范圍大的行業(yè)共性難題，實(shí)現(xiàn)污水處理工藝的精準(zhǔn)設(shè)計(jì)與運(yùn)行，顯著節(jié)省占地和建設(shè)投資。
   （3） 首創(chuàng)基于模型和大數(shù)據(jù)分析的系統(tǒng)化控制技術(shù)，填補(bǔ)精準(zhǔn)除砂和精準(zhǔn)泥齡控制的空白，突破了全流程精準(zhǔn)控制技術(shù)工程化應(yīng)用瓶頸，破解了腐蝕性環(huán)境中在線過(guò)程穩(wěn)定控制的難題，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)過(guò)程中的精準(zhǔn)控制和大幅節(jié)能降耗，顯著減少值守人員。

2. 應(yīng)用情況
   （1）率先應(yīng)用于國(guó)內(nèi)首座百萬(wàn)噸級(jí)污水處理廠提標(biāo)改造工程
   實(shí)現(xiàn)高碑店污水處理廠無(wú)新增占地條件下的原址提標(biāo)，生物池水力停留時(shí)間僅為常規(guī)工藝的2/3，進(jìn)水污染物負(fù)荷擴(kuò)容超過(guò)設(shè)計(jì)值25%。
   （2）轉(zhuǎn)化應(yīng)用于北京市中心城區(qū)污水處理廠提標(biāo)工程
   技術(shù)成果支撐《北京市加快污水處理和再生水利用設(shè)施建設(shè)三年行動(dòng)方案（2013-2015年）》高效實(shí)施，建成全球最大規(guī)模的再生水系統(tǒng)。
   （3）輻射至全國(guó)其他地區(qū)污水處理廠提標(biāo)項(xiàng)目
   項(xiàng)目組立足北京經(jīng)驗(yàn)輻射全國(guó)，將技術(shù)成果應(yīng)用于?？?、合肥、銀川等地再生水廠新建項(xiàng)目，支撐和服務(wù)雄安、南寧、呼和浩特等京外污水處理廠的提標(biāo)增效項(xiàng)目。
   1.3 經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益情況
   （1）不新增占地實(shí)現(xiàn)水質(zhì)提標(biāo)，節(jié)省建設(shè)投資
   項(xiàng)目成果應(yīng)用于高碑店污水廠提標(biāo)改造，生物池水力停留時(shí)間僅為常規(guī)工藝2/3，二級(jí)出水月均值達(dá)到國(guó)家一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。深度處理出水達(dá)到地表“準(zhǔn)IV類水”標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)無(wú)新增占地條件下的原址提標(biāo)，與常規(guī)工藝相比大幅節(jié)省工程費(fèi)用。
   （2）不新增占地實(shí)現(xiàn)擴(kuò)容
   通過(guò)精準(zhǔn)提標(biāo)增效技術(shù)應(yīng)用，充分發(fā)掘二級(jí)處理段脫氮除磷潛力，實(shí)現(xiàn)進(jìn)水污染物負(fù)荷擴(kuò)容超過(guò)設(shè)計(jì)值25%，保障最終出水水質(zhì)實(shí)時(shí)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。
   （3）節(jié)能降耗
   應(yīng)用本項(xiàng)目技術(shù)完成污水區(qū)改造工程后，充分開發(fā)進(jìn)水碳源易降解組分，提高生物脫氮除磷效率，大幅降低二沉池出水總氮，有效緩解反硝化濾池運(yùn)行壓力，再生水出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，并實(shí)現(xiàn)2020年鼓風(fēng)機(jī)電單耗、外加碳源投配率、除磷藥劑投配率比基準(zhǔn)年降低30%以上。

   2 深圳市鹽田區(qū)供水系統(tǒng)全面升級(jí)技術(shù)集成與綜合示范

   2.1 項(xiàng)目簡(jiǎn)介
   深圳市自2009年啟動(dòng)優(yōu)質(zhì)飲用水達(dá)標(biāo)小區(qū)創(chuàng)建工作，開啟深圳市的鹽田區(qū)供水系統(tǒng)探索之路。為此，亟待明確鹽田區(qū)供水系統(tǒng)全面升級(jí)在水質(zhì)、設(shè)施建設(shè)及運(yùn)營(yíng)維護(hù)管理、風(fēng)險(xiǎn)管控與客戶服務(wù)等方面的要求與標(biāo)準(zhǔn)，科學(xué)指導(dǎo)、有序推進(jìn)鹽田示范區(qū)建設(shè)工作。廣東省市政行業(yè)協(xié)會(huì)組織專家對(duì)本項(xiàng)目進(jìn)行了科技獎(jiǎng)成果鑒定，鑒定結(jié)果為國(guó)際領(lǐng)先水平。
   2.2 主要技術(shù)內(nèi)容
   （1）創(chuàng)新點(diǎn)
   ①　開發(fā)了基于HACCP危害識(shí)別與控制的供水系統(tǒng)運(yùn)行管理風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)。創(chuàng)造性地借鑒食品行業(yè)質(zhì)量管理理念，針對(duì)供水行業(yè)原料無(wú)法選擇、產(chǎn)品不可召回、連續(xù)流供應(yīng)的特點(diǎn)，開展技術(shù)攻關(guān)，形成了“基于HACCP危害識(shí)別與控制的供水系統(tǒng)運(yùn)行管理風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)”（見圖2-1）。
   
   

   圖2-1 基于HACCP危害識(shí)別與控制的供水系統(tǒng)運(yùn)行管理風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)實(shí)施要點(diǎn)
   ②　開發(fā)了臭氧生物活性炭微型動(dòng)物次生風(fēng)險(xiǎn)控制技術(shù)。針對(duì)南方濕熱地區(qū)O3/BAC工藝中存在的生物泄露風(fēng)險(xiǎn)，首次選用科學(xué)的技術(shù)指標(biāo)與關(guān)鍵點(diǎn)對(duì)生物泄露風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估與預(yù)警；通過(guò)技術(shù)集成，形成了臭氧-活性炭工藝微型動(dòng)物多級(jí)屏障控制技術(shù)，經(jīng)濟(jì)有效地控制了深度處理工藝的生物風(fēng)險(xiǎn)。
   ③　開發(fā)了基于末端龍頭水達(dá)標(biāo)的供水系統(tǒng)運(yùn)行管理關(guān)鍵技術(shù)動(dòng)態(tài)驗(yàn)證技術(shù)。構(gòu)建基于機(jī)理+數(shù)據(jù)雙驅(qū)動(dòng)的水質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)警模型，實(shí)現(xiàn)輸配環(huán)節(jié)水質(zhì)超標(biāo)時(shí)的即時(shí)反饋，同時(shí)深度融合用戶投訴與巡檢維搶修等信息，打通各業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)指導(dǎo)和驗(yàn)證技術(shù)決策，實(shí)現(xiàn)了全面提升用戶終端水質(zhì)監(jiān)管水平；完善強(qiáng)化突發(fā)事件及時(shí)應(yīng)對(duì)及溯源能力；支撐標(biāo)準(zhǔn)體系的構(gòu)建的整體效果。
   （2）應(yīng)用及推廣前景
   一是通過(guò)總結(jié)凝練“鹽田模式”，形成從源頭到龍頭水質(zhì)保障的支撐技術(shù)包，推廣應(yīng)用到深圳其他區(qū)域，至2025年，深圳全市實(shí)現(xiàn)自來(lái)水直飲。二是牽頭編制住建部《城市高品質(zhì)飲用水技術(shù)指南》，技術(shù)成果及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)得到推廣。已發(fā)布12部標(biāo)準(zhǔn)，后續(xù)擬陸續(xù)推出3-5項(xiàng)地方標(biāo)準(zhǔn)、2-4項(xiàng)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)。三是基于HACCP危害識(shí)別與控制的供水系統(tǒng)運(yùn)行管理風(fēng)險(xiǎn)管控技術(shù)”得到深入推廣應(yīng)用。四是解決了粵港澳大灣區(qū)原水微污染、嗅味、微型動(dòng)物風(fēng)險(xiǎn)等共性典型性水質(zhì)問(wèn)題，通過(guò)各類平臺(tái)累計(jì)接待調(diào)研學(xué)習(xí)人次3000余人。
   （3）經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益情況
   通過(guò)強(qiáng)化管網(wǎng)水質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)管理，節(jié)約6.8km市政舊管改造投資，共計(jì)3238萬(wàn)元的工程投資。還通過(guò)爆管預(yù)測(cè)，加強(qiáng)漏損控制，鹽田區(qū)的管網(wǎng)漏損率從2016年的13.60%降低至到2020年的5.17%，直接節(jié)省水量420萬(wàn)噸，節(jié)約制水成本610萬(wàn)元。同時(shí)，延長(zhǎng)至少3年活性炭濾料使用壽命，節(jié)省1128萬(wàn)元。短流程深度處理工藝減少水廠擴(kuò)建用地成本難以估量，以上四項(xiàng)經(jīng)濟(jì)效益總計(jì)大于5000萬(wàn)元。
   鹽田區(qū)全區(qū)龍頭水水質(zhì)提升，顯著提高24萬(wàn)鹽田居民水質(zhì)保障和幸福感，“鹽田模式”推廣全市，影響和改變?nèi)?000萬(wàn)市民安全、健康飲水觀念和意識(shí)。項(xiàng)目成果推動(dòng)7省14個(gè)市/縣供水單位提升精細(xì)化管理水平，間接受益人口780余萬(wàn)人。

   3 南水北調(diào)北京受水區(qū)廠網(wǎng)精準(zhǔn)管控技術(shù)集成及應(yīng)用

   3.1項(xiàng)目背景
   超長(zhǎng)距離調(diào)水及常態(tài)化水源切換對(duì)城市供水廠凈水工藝穩(wěn)定運(yùn)行和管網(wǎng)水質(zhì)穩(wěn)定性帶來(lái)風(fēng)險(xiǎn)和挑戰(zhàn)。本研究以北京市供水為對(duì)象，開發(fā)了新形勢(shì)新格局下廠網(wǎng)聯(lián)動(dòng)精準(zhǔn)管控技術(shù)。
   本課題研究共申請(qǐng)國(guó)家專利6項(xiàng)（授權(quán)4項(xiàng)），軟件著作權(quán)1項(xiàng)，發(fā)表論文14篇，部分成果被《室外給水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》收錄，編制《應(yīng)對(duì)南水藻類水廠運(yùn)行技術(shù)導(dǎo)則》1項(xiàng)。
   3.2主要技術(shù)內(nèi)容
   （1）創(chuàng)新點(diǎn)
   ①　基于大數(shù)據(jù)挖掘的多級(jí)氧化工藝控制技術(shù)（見圖3-1）。基于水廠5年的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)挖掘，開發(fā)南水高藻和消毒副產(chǎn)物超標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)同步控制技術(shù)，提出預(yù)氧化優(yōu)化策略及季節(jié)性投加方案，使粗放的預(yù)氧化技術(shù)精細(xì)化，實(shí)現(xiàn)了水質(zhì)提升、凈水能耗降低的雙重目標(biāo)。

圖3-1 預(yù)氧化數(shù)據(jù)挖掘探索過(guò)程
②　適應(yīng)水源水質(zhì)特征的混凝劑智能投加管控技術(shù)。研發(fā)出以雙藥絮凝為核心的適應(yīng)性強(qiáng)、敏感度高的混凝劑智能投加模型，開發(fā)“智慧水廠精準(zhǔn)投藥及數(shù)據(jù)治理管控平臺(tái)”，集數(shù)據(jù)治理與模型預(yù)測(cè)于一體，為水廠混凝環(huán)節(jié)從人為控制向智能控制轉(zhuǎn)變打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
③　澄清工藝循環(huán)污泥實(shí)時(shí)診斷技術(shù)。自主研發(fā)沉降比自動(dòng)分析裝置，基于最佳沉降比計(jì)算，對(duì)循環(huán)污泥沉降速度進(jìn)行實(shí)時(shí)診斷，替代人工經(jīng)驗(yàn)值，可實(shí)現(xiàn)澄清池精準(zhǔn)排泥，為澄清池運(yùn)行實(shí)現(xiàn)自控嵌入了“軟件”。
④　活性炭池-清水池微生物風(fēng)險(xiǎn)管控的協(xié)同運(yùn)維技術(shù)。揭示了活性炭吸附池、清水調(diào)蓄池、供水管網(wǎng)三者之間微生物優(yōu)勢(shì)種群關(guān)聯(lián)性，提出了清水調(diào)蓄池作為供水系統(tǒng)承上啟下的中間環(huán)節(jié)是水質(zhì)保障的重要組成部分。提出活性炭更換判定原則和使用年限延長(zhǎng)的方法，形成活性炭池-清水池協(xié)同運(yùn)維風(fēng)險(xiǎn)管控技術(shù)。
⑤　基于多水源供水的管網(wǎng)水質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)及保障技術(shù)。針對(duì)依靠管垢形態(tài)組分表征來(lái)判斷管垢穩(wěn)定性的方法，創(chuàng)新性提出了綜合性水質(zhì)腐蝕性判定指數(shù)和水質(zhì)差異度模型，為快速判斷管網(wǎng)管垢水質(zhì)敏感度提供了技術(shù)支撐。
（2）應(yīng)用及推廣前景
項(xiàng)目成果針對(duì)生產(chǎn)問(wèn)題形成的適配技術(shù)，可填補(bǔ)行業(yè)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，可在類似地區(qū)推廣和應(yīng)用。
（3）經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益情況
本成果已在北京市多個(gè)水廠應(yīng)用，基本實(shí)現(xiàn)了廠網(wǎng)精準(zhǔn)管控，為保障北京市供水穩(wěn)定性與安全性提供了支撐。成果的推廣應(yīng)用具有較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

4 城市排水系統(tǒng)排水口、管道及檢查井治理技術(shù)研究及示范

4.1項(xiàng)目背景
當(dāng)前，我國(guó)城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)尚存在著污水收集、輸送和處理的短板。城鎮(zhèn)雨水、合流排水系統(tǒng)的排水口雨天出流污染嚴(yán)重，導(dǎo)致城市水體“下雨就黑”，主要原因就是徑流污染、排水管道混接錯(cuò)接、管理養(yǎng)護(hù)不到位?！昂诔粼谒铮丛诎渡?，關(guān)鍵是排口，核心是管網(wǎng)”清晰道出了我國(guó)城市水體黑臭的根源、關(guān)鍵和核心。
本項(xiàng)目為突破城市黑臭水體治理和污水收集處理效能的瓶頸，構(gòu)建了針對(duì)城市排水管網(wǎng)系統(tǒng)中排水口、管道及檢查井治理方法體系和技術(shù)指南，在排水口、管網(wǎng)混接調(diào)查、排水管道及檢查井的非開挖檢測(cè)與修復(fù)、排水管道信息化管理和維護(hù)等關(guān)鍵技術(shù)方面取得了重要的成果。
4.2主要技術(shù)內(nèi)容
（1）創(chuàng)新點(diǎn)
①　創(chuàng)建了我國(guó)首個(gè)城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)質(zhì)量提升技術(shù)體系，明晰了我國(guó)城市水體黑臭的根源、治理路線和關(guān)鍵技術(shù)，為全國(guó)黑臭水體整治工作提供了指導(dǎo)，有效支持了城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)由“規(guī)模增長(zhǎng)”向“質(zhì)量效能提升”的轉(zhuǎn)變。
②　圍繞電視檢測(cè)（CCTV）、快速潛望鏡（QV）和聲納檢測(cè)等現(xiàn)代管道檢測(cè)方法開發(fā)了可搭載不同檢測(cè)設(shè)備的高性能管道道爬行器（機(jī)器人），可實(shí)現(xiàn)2000m超長(zhǎng)距離檢測(cè)，能適應(yīng)淤積或水位較高的管道環(huán)境。
③　研發(fā)了針對(duì)異形管道和檢查井的熱水固化翻轉(zhuǎn)修復(fù)技術(shù)，在直徑1000mm管道可實(shí)現(xiàn)雙90°彎翻轉(zhuǎn)，管口處帶有可自動(dòng)調(diào)節(jié)夾具，輔助內(nèi)襯管順利彎轉(zhuǎn)入管道，解決內(nèi)襯管穿過(guò)彎角時(shí)易發(fā)生皺褶問(wèn)題。
④　針對(duì)現(xiàn)狀管道破損嚴(yán)重，無(wú)法采用非開挖修復(fù)的情況，本項(xiàng)目研發(fā)了一種用于頂進(jìn)施工的大口徑預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管，使得預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管可以用于頂管中，可以承受高埋深、高壓力。
⑤　開發(fā)了排水管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)軟件，可對(duì)排水戶、污水管網(wǎng)進(jìn)行管網(wǎng)長(zhǎng)度、管徑、管材和功能性與結(jié)構(gòu)性缺陷等數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和排水管網(wǎng)監(jiān)理大數(shù)據(jù)平臺(tái)。
（2）應(yīng)用及推廣前景
本項(xiàng)目編制的指南和規(guī)程，為全國(guó)各地河湖水體環(huán)境整治工程提供了思路和技術(shù)路線借鑒。排水管道檢測(cè)及原位固化修復(fù)技術(shù)在上海、常州、武漢、九江等地的水環(huán)境綜合治理工程中，得到了廣泛的應(yīng)用和推廣。
（3）經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益情況
本項(xiàng)目出版的專著自2016年出版后，行業(yè)認(rèn)可度高，較為暢銷，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

5 地埋式污水處理廠設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)集成研究與應(yīng)用

5.1項(xiàng)目背景
近年來(lái)，由于污水處理廠“鄰避效應(yīng)”“土地資源稀缺”等因素影響，以及人們對(duì)生活環(huán)境的要求提高，推動(dòng)了污水廠向地埋化方向發(fā)展。由污水廠地埋化衍生的系列技術(shù)問(wèn)題，如廠區(qū)排水防澇、通風(fēng)除臭、消防、毒害氣體防護(hù)、集約化布置及環(huán)境友好條件下的土地綜合利用等尚無(wú)系統(tǒng)性解決方案。隨著信息技術(shù)與人工智能的迅速發(fā)展，在污水廠融入智能監(jiān)控、預(yù)警運(yùn)行和智慧化管理方面，跨界技術(shù)應(yīng)用的融合度有待突破。本項(xiàng)目開展了對(duì)地埋化污水廠關(guān)鍵技術(shù)體系化、集成化的研究與應(yīng)用。項(xiàng)目研究成果在2021年5月11日經(jīng)廣東省市政行業(yè)協(xié)會(huì)組織專家鑒定，達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平。
5.2主要技術(shù)內(nèi)容
（1）創(chuàng)新點(diǎn)
①　建設(shè)發(fā)展模式創(chuàng)新：根據(jù)污水廠建設(shè)的環(huán)境品質(zhì)提升要求，研究地埋化污水廠建設(shè)及上部地塊綜合開發(fā)利用途徑，總結(jié)提煉了5種地埋廠綜合開發(fā)新模式。
②　構(gòu)建了多維度安全防護(hù)體系：針對(duì)地埋廠排水防澇、通風(fēng)除臭、消防、毒害氣體防護(hù)等安全保障關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)研究和集成。
③　開發(fā)了集約高效的AAOA-MBR專利工藝技術(shù)：針對(duì)南方污水廠MBR工藝內(nèi)碳源不足、膜池能耗高等問(wèn)題，基于傳統(tǒng)AAO優(yōu)化開發(fā)多點(diǎn)進(jìn)水的污水處理工藝，構(gòu)建了ASM2D模型，形成了參數(shù)優(yōu)化、節(jié)能降耗的工藝技術(shù)。
④　應(yīng)用并優(yōu)化了基于微生物狀態(tài)量化評(píng)估的污水處理過(guò)程預(yù)警與調(diào)控技術(shù)：運(yùn)用“物聯(lián)網(wǎng)+移動(dòng)化+云平臺(tái)+大數(shù)據(jù)”分析，建立本地呼吸圖譜設(shè)備的智能化技術(shù)，構(gòu)建以水質(zhì)為導(dǎo)向的“污水廠高級(jí)控制平臺(tái)系統(tǒng)”“智能化的專家決策系統(tǒng)平臺(tái)”（見圖5-1）。
⑤　融合的廠界防范和智能化手段的應(yīng)用：根據(jù)廠區(qū)符合功能要求，構(gòu)建廠區(qū)半開放的周界防范系統(tǒng)，智能機(jī)器人巡檢系統(tǒng)，逐步實(shí)現(xiàn)污水廠少人或無(wú)人化生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理。

圖5-1 智慧化污水廠主要功能模塊
（2）應(yīng)用及推廣前景
項(xiàng)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(yīng)用，總應(yīng)用規(guī)模達(dá)300萬(wàn)噸/天。其綜合開發(fā)模式和創(chuàng)新技術(shù)，具有良好的推廣應(yīng)用價(jià)值，其中廣州石井廠、溫州中心廠項(xiàng)目更是分別得到廣東省委、浙江省委領(lǐng)導(dǎo)的高度評(píng)價(jià)、號(hào)召全省推廣學(xué)習(xí)。
（3）社會(huì)效益及經(jīng)濟(jì)效益情況
地埋化污水廠，可有效化解“鄰避”問(wèn)題，解決污水廠選址難的問(wèn)題；高效削減污染物，切實(shí)保護(hù)水環(huán)境，滿足人民群眾對(duì)美好生活環(huán)境的需求；智能化手段構(gòu)建了安全、舒適、智慧污水廠，改善生產(chǎn)條件。具有積極顯著的社會(huì)效益。
總結(jié)提煉的五種地面綜合利用開發(fā)模式，可復(fù)制推廣，可投資開發(fā)；集約化工藝技術(shù)、智慧能耗管理系統(tǒng)和智慧生產(chǎn)高級(jí)管控平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)精細(xì)化設(shè)計(jì)、精準(zhǔn)化運(yùn)行，降低投資和運(yùn)行成本；靈活的廠界防范策略和只能巡檢系統(tǒng)，可以節(jié)省人力成本。項(xiàng)目研究成果具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

6 流化床懸浮載體系統(tǒng)裝備集成與強(qiáng)化脫氮關(guān)鍵技術(shù)及工程應(yīng)用

6.1項(xiàng)目背景
隨著《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918-2002)一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)的全面實(shí)施以及更嚴(yán)格的地方標(biāo)準(zhǔn)的陸續(xù)頒布。污水廠運(yùn)行面臨著脫氮壓力大、外投藥耗高、運(yùn)行效果不穩(wěn)定等難題。因此，開發(fā)了能夠?qū)崿F(xiàn)污水廠原位提標(biāo)、節(jié)約藥耗、快速實(shí)施的流化床懸浮載體強(qiáng)化脫氮技術(shù)。該項(xiàng)目成果被住建部科技與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展中心組織的專家組鑒定為工程技術(shù)“國(guó)際領(lǐng)先”。
6.2主要技術(shù)內(nèi)容
（1）創(chuàng)新點(diǎn)
創(chuàng)新點(diǎn)1：實(shí)現(xiàn)了懸浮載體工藝的消化吸收再創(chuàng)新，突破了懸浮載體產(chǎn)品配方改進(jìn)、精細(xì)化加工和性能優(yōu)化等關(guān)鍵技術(shù)；構(gòu)建了基于懸浮載體池型、高性能攔截篩網(wǎng)、載體流化系統(tǒng)的MBBR整體工藝及設(shè)計(jì)方式，突破了國(guó)外對(duì)于此類技術(shù)的壟斷；懸浮載體有效比表面積>800m2/m3，較傳統(tǒng)提高了78%，平均壁厚<0.35mm且不降低理化性能，使用壽命超過(guò)15年（見圖6-1）。

圖6-1 有效比表面積為800m2/m3（左）和450m2/m3（右）的懸浮載體
創(chuàng)新點(diǎn)2：構(gòu)建了水力流態(tài)標(biāo)準(zhǔn)化池型裝備安裝方法；突破了懸浮載體流化的技術(shù)瓶頸，借助水力仿真模擬，創(chuàng)新研發(fā)了基于穿孔管空氣擾動(dòng)、行進(jìn)向不均勻曝氣、縱向循環(huán)流動(dòng)的懸浮載體微動(dòng)力混合技術(shù)；形成了多池型、多工藝的水力流態(tài)組合，節(jié)省了項(xiàng)目投資及運(yùn)行維護(hù)成本。
創(chuàng)新點(diǎn)3：破除了傳統(tǒng)脫氮工藝好氧池容占比高的限制，構(gòu)建了穩(wěn)定高效脫氮的運(yùn)行控制方法；研究了水力剪切與懸浮載體微生物富集厚度的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)了基于懸浮載體生物膜的穩(wěn)定同步硝化反硝化（SND）強(qiáng)化脫氮，節(jié)約了運(yùn)行能耗藥耗。
創(chuàng)新點(diǎn)4：研發(fā)了不停水改造施工工法及無(wú)焊接式流化攔截模塊化裝置；解決了污水廠改造需放空池體的難題，避免了停水運(yùn)營(yíng)損失，縮短了設(shè)備安裝時(shí)間；開發(fā)了超高分子復(fù)合材質(zhì)攔截篩網(wǎng)及一體成型技術(shù)，攔截篩網(wǎng)使用壽命>15年。開發(fā)了懸浮載體專用清撈設(shè)備，提高了懸浮載體轉(zhuǎn)移效率并避免損壞。
（2）應(yīng)用及推廣前景
自2015年以來(lái)，公司基于該技術(shù)的工程應(yīng)用業(yè)績(jī)達(dá)到240項(xiàng)，處理規(guī)模1360.13萬(wàn)m3/天，業(yè)績(jī)遍布全國(guó)30個(gè)省級(jí)、自治區(qū)、直轄市。
（3）經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益情況
2018-2020年，該項(xiàng)目已為公司實(shí)現(xiàn)累計(jì)銷售額約9.67億元，累計(jì)利潤(rùn)總額約1.94億元，累計(jì)上繳稅金9434.58萬(wàn)元。
流化床懸浮載體系統(tǒng)裝備集成與強(qiáng)化脫氮關(guān)鍵技術(shù)，為我國(guó)市政污水廠實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定、可靠的運(yùn)行提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)保障。該技術(shù)成功實(shí)施，實(shí)現(xiàn)了污染物減排的目標(biāo)，保障污水廠實(shí)現(xiàn)了更高的排放標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)加快改善流域水環(huán)境質(zhì)量，維護(hù)生態(tài)平衡，促進(jìn)流域經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

7 城市水系統(tǒng)控制仿真模型軟件

7.1項(xiàng)目簡(jiǎn)介
城市排水系統(tǒng)日益復(fù)雜化和系統(tǒng)化，“源-網(wǎng)-廠-河”一體化的運(yùn)行體系已經(jīng)形成，模型是解決復(fù)雜系統(tǒng)問(wèn)題的關(guān)鍵技術(shù)手段。城市水系統(tǒng)控制仿真模型軟件（Simuwater）立足于華北院多年水環(huán)境治理經(jīng)驗(yàn)和國(guó)內(nèi)外排水系統(tǒng)模擬發(fā)展最新技術(shù)和理念開發(fā)的分布式水文、水力和水質(zhì)模擬模型（圖4-1），可實(shí)現(xiàn)源-網(wǎng)-廠-河耦合模擬，不同模擬原理的混合應(yīng)用，解決常用模擬軟件模擬效率低、耦合程度差、數(shù)據(jù)需求量大，無(wú)法滿足排水系統(tǒng)一體化模擬的問(wèn)題。
經(jīng)科技成果鑒定，由馬軍院士為組長(zhǎng)的專家組一致認(rèn)為該科技成果達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

圖1 城市水系統(tǒng)控制仿真模型軟件（Simuwater）界面圖、總體架構(gòu)圖
7.2主要技術(shù)內(nèi)容
1.創(chuàng)新點(diǎn)
城市水系統(tǒng)控制仿真模型軟件（Simuwater）旨在實(shí)現(xiàn)“輔助設(shè)計(jì)+優(yōu)化控制”兩大核心功能，服務(wù)于規(guī)劃設(shè)計(jì)階段的建設(shè)方案、設(shè)施規(guī)模方案和運(yùn)行策略優(yōu)化比選，以及運(yùn)行階段的實(shí)時(shí)優(yōu)化策略制定和執(zhí)行，圍繞上述核心功能，Simuwater具備以下創(chuàng)新點(diǎn)：
（1）混合模型搭建：對(duì)不同設(shè)施或系統(tǒng)自由選擇機(jī)理或概化模型建模方式
Simuwater通過(guò)將多種排水系統(tǒng)設(shè)施相關(guān)模擬原理（例如非線性水庫(kù)法、馬斯京根法、曼寧公式法、CSTR反應(yīng)器法等）集成，實(shí)現(xiàn)同一模型文件下多種模擬方式及SWMM模型動(dòng)態(tài)耦合應(yīng)用，平衡模擬速度和精度，使用戶能夠自由選取模擬原理。
（2）源-網(wǎng)-廠-河耦合模擬：一體化模擬排水系統(tǒng)“源頭-過(guò)程-末端”全部設(shè)施和系統(tǒng)
Simuwater可以模擬包含匯水區(qū)、LID、城市雨污水管道、水體、泵站、調(diào)蓄池等水循環(huán)系統(tǒng)的連續(xù)動(dòng)態(tài)仿真模擬，可模擬降雨徑流、面源沖刷、管網(wǎng)水力傳輸、污染物降解等過(guò)程，實(shí)現(xiàn)“源-網(wǎng)-廠-河 ”水質(zhì)水量的綜合模擬。
（3）實(shí)時(shí)優(yōu)化控制：根據(jù)實(shí)時(shí)運(yùn)行模擬值、目標(biāo)方程和約束條件，動(dòng)態(tài)高速制定實(shí)時(shí)優(yōu)化方案，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化運(yùn)行模擬
Simuwater通過(guò)提取所需設(shè)施實(shí)時(shí)狀態(tài)值，設(shè)定泵、堰、管道等可控設(shè)施的優(yōu)化變量，設(shè)置設(shè)施或系統(tǒng)的限制條件函數(shù)，建立多目標(biāo)優(yōu)化方程，利用內(nèi)置耦合的優(yōu)化算法（遺傳算法）求解實(shí)時(shí)優(yōu)化值（單步長(zhǎng)優(yōu)化可實(shí)現(xiàn)秒級(jí)運(yùn)算），并將優(yōu)化值返回至運(yùn)行/模擬系統(tǒng)中，完成控制時(shí)間步長(zhǎng)內(nèi)的實(shí)時(shí)優(yōu)化控制。
（4）輔助優(yōu)化設(shè)計(jì)：分析設(shè)計(jì)方案的規(guī)模（能力）對(duì)設(shè)計(jì)目標(biāo)的影響，輔助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行工程方案比選
Simuwater通過(guò)內(nèi)置的優(yōu)化算法與輔助設(shè)計(jì)模塊，通過(guò)根據(jù)待優(yōu)化設(shè)施的規(guī)模（能力）變化范圍，以建設(shè)目標(biāo)為導(dǎo)向，模擬繪制成本效益曲線，幫助設(shè)計(jì)人員選定最佳方案規(guī)模（能力）范圍。
2.應(yīng)用情況
城市水系統(tǒng)控制仿真模型軟件（Simuwater）已經(jīng)在中國(guó)市政工程華北設(shè)計(jì)研究總院有限公司全面應(yīng)用，同時(shí)在廊坊市城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)院、北京城市排水集團(tuán)、中山水匯生態(tài)環(huán)境有限公司的多個(gè)項(xiàng)目也進(jìn)行了應(yīng)用。目前本項(xiàng)技術(shù)設(shè)計(jì)成果在深圳大沙河、鎮(zhèn)江、長(zhǎng)春、重慶、昆明、都江堰、咸寧等地水環(huán)境治理項(xiàng)目當(dāng)中都已經(jīng)開始前期工作，成果推廣應(yīng)用前景良好。
3.經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益情況
城市水系統(tǒng)控制仿真模型軟件（Simuwater）在已應(yīng)用項(xiàng)目上作用突出，顯著地提升了排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、運(yùn)行及控制的智慧化程度，得到了廣泛的認(rèn)可。隨著該軟件的公開發(fā)布、持續(xù)性地推廣，以及在眾多項(xiàng)目中發(fā)揮日益重要的作用，其市場(chǎng)需求和經(jīng)濟(jì)效益將得到充分地釋放。