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5 大空间作业场所臭气无形封闭收集与处理技术

2023-12-28T15:42:42+08:00

5.1项目简介
近年来板框压滤机广泛应用于国内各大污水厂，但因板框车间空间大、臭气量大、且有开敞式操作需求，其臭气治理成为除臭领域的“老大难”问题。北京北排建设公司研发出一种针对不适合采用单体设备设施封闭的大空间作业场所臭气无形封闭收集与处理技术及其成套设备。该臭气治理技术在国内、外均无同等规模除臭案例借鉴，本项技术的应用在国内除臭领域尚属首例。
经科技成果鉴定，由孙德智教授为组长的专家组一致认为该科技成果达到国际先进水平。
5.2项目主要技术内容
1.创新点
（1）为解决大空间除臭中气体全收集能耗高的问题，本项目采用节能型臭气收集策略。通过100%覆盖臭气源散逸点检测，根据不同点位的臭气浓度设计不同的臭气收集量，在保证处理效果的前提下减少对空气的收集，强化有效收集，同时采用微污染气体转移为高浓区域新风的技术手段，以达到节能目的。
（2）采用先进的收集设计理念-气流组织设计，辅以CFD等数值模拟（图5-1），形成有效风速场，使臭气有序进入收集管道，在实现臭气全收集、全处理的同时，有效降低了所需气体收集量，减少所需风管数量，从而降低投资成本。

图5-1 除臭系统运行前后气流组织CFD模拟
（3）在设计和工程实施中引入轻型新材料风管，在降低结构承重的同时，实现了有效风速场。
（4）车间运行操作工作量多，采用新风风幕技术，实现臭气源无形封闭，可解决大空间除臭中设备硬性封闭影响运行及维修维护的问题。
（5）通过设计优化，实现工艺设备系统集约化集成，达到占地小、投资少的目的。
（6）采用BIM对系统进行设计，减少对现有设备设施的影响，提高设计效率，做到工程建设时不停产、不减产。
（7）可实现精准调试。对大空间布设几十个气体逸散控制点位，通过模型模拟结果精准调试风速场和气流组织，精准调试送风和吸风量，控制空间内真实气流组织形态。
2.应用情况
北京北排建设公司率先将此技术应用于北京小红门厂，工程效果验证成功后，顺利应用于高碑店、槐房、高安屯、清河二厂板框除臭工程中，截至目前总处理气量达160万m³/h，均已通过实体工程效果验证，排放稳定达标。除臭系统建成后，运行效果得到各方好评。截止目前，该技术已完成5项工程技术转化（表5-1）。
表5-1 应用案例表

3.经济、社会效益情况
与采用传统的通风除臭工艺相比，本技术达到了对除臭区域臭气的全收集、全处理、全达标排放的要求，臭气收集效率高且工艺运行成本较低。此项技术对臭气的冲击负荷适应性较强，系统自动化程度高，降低了对人员运行维护的需求，进一步降低人工成本。
在新型城镇化建设的大背景之下，污水厂在除臭工艺的升级改造中，强化对新型除臭工艺技术的应用，能够实现较好的应用效果，能够实现节能减排，大幅降低VOC和碳排放量，符合新时期城市环境保护的实际需求，以及碳达峰、碳中和的需求，具有十分显著的减排应用价值。

面向复杂场景的排水管网智能检测技术及装置

2023-12-28T15:23:03+08:00

项目简介
城市排水管道是现代城市必不可少的基础设施，被喻为城市的“静脉血管”，其健康状况关乎整个城市生态文明和可持续发展。随着城市化进程的不断加快，地下空间不断开发，因排水管网缺陷引发的城市内涝、黑臭水体、地面坍塌等现象越来越频繁地出现，因此，定期检查和维护排水管道，及时排查和消除危险隐患，对于保障城市居民的正常生活，提高市民生活质量，改善城市环境有着极其重要的现实意义。
主要技术内容
（1）创新点
1）研发了行业内首款基于定向wifi无线通信技术的管道高清潜望镜，突破了排水管网检测场景中无线通信的技术瓶颈，有效解决管内信号衰减和卡顿问题，大幅度提升检测作业效率，最深可检测排水检查井深度≥30米，最远可检测距离≥150米。
2）研发了双螺旋滚筒机械结构设计的管道检测机器人，提出了“螺旋式推进+声呐测管道截面+激光测淤泥厚度”综合解决方案，满足高水位、高淤积、满水位以及长距离复杂场景的排水管道、深邃、箱涵等检测需求，最长检测距离≥1000米。
3）研发了可适应不同管径下的多功能管道检测机器人，可通过惯性导航技术对管道实现精准三维测绘，同时可实现管道内高清视频检测以及管道外部空间地质雷达检测功能，解决了地面探地雷达无法有效检测管道周边空洞的问题，避免空洞造成的地面塌陷隐患，最小可检测空洞尺寸≥20厘米。
4）研发了基于深度学习技术的管道内部多类型缺陷高精度智能识别技术，可自动对机器人采集的视频影像数据进行自动分析判读，缺陷类别识别准确率≥90%，缺陷等级分类准确率≥85%；解决了常规采用人工判读所存在的判读效率低、判读精度不高、人工成本高等问题，并开发了相应管网平台管理软件。

图机器人采集的视频影像数据
（2）应用情况
团队成功应用推出了全国首款高清无线潜望镜PEEK-2S，是行业首款采用无线通信技术的管网潜望镜；研发Dolphin-L1管道检测机器人，是国内首款采用摄像头加热除雾技术的管道检测机器人；团队研发的Gator-S1全地形管道检测机器人，是国内首款采用螺旋推进方式的管道检测机器人，在行业内独创适用于高淤积高水位等多种复杂环境；团队成功研发推出的Otter-S动力声呐检测机器人，是全球首款自带动力的排水管网水下声呐检测机器人，能有效解决城市地下排水管网各类问题，保障地下管道通畅。
（3）经济、社会效益情况
先后参与编制国家标准《城镇污水管网排查信息系统技术要求》、行业标准《城市排水管道检测与评估技术规程》CJJ-181修编、行业标准《城镇供水管网漏水探测技术规程》CJJ-159修编、《地下管线三维轨迹惯性定位测量技术规程》、《排水管道检测和非开挖修复工程监理规程》等20多项标准，其中3项已正式发布实施，通过发挥标准引领作用，推动行业高质量发展。项目专注于国内城镇地下排水管网非开挖领域中的测绘、检测、清淤、修复特种机器人技术，自主研发了适应于不同复杂场景的排水管网机器人，开发了融合人工智能技术（AI）的管网信息化管理平台系统、多任务协调作业的管网工程服务软件，多次用于抢险应急任务，及时排查和消除危险隐患，保障城市居民的生活质量。且积极开展产学研合作，与国内知名研究结构及国内知名学者建立深入合作，将最新技术应用于城市管网领域。相关产品多次获得深圳企业创新记录、高交会优秀产品等称号，并在央视《见证》、《创新进行时》栏目进行报道。

A2O+MBR污水处理系统关键技术研究与应用

2023-12-28T15:22:21+08:00

项目背景
在污水处理厂外排标准不断提高的背景下，响应国家绿色节能发展的号召，从实际工程设计需求出发，自主开展了《A2/O+MBR污水处理系统关键技术研究与应用》课题研究，首次提出了“多级完全混合式生物池叠加的推流式生物处理技术”、“混合液高效导流及分流技术”及“MBR膜设备间管道减振降耗技术”三项关键技术，研究成果已广泛应用于工程当中，成功的实现了科学技术向生产力的转化，取得了优异的技术经济指标，展现了科技创新推动绿色发展的经济、社会、环境效益。
主要技术内容
（1）创新点
1）关键技术成果一：多级完全混合式生物池叠加的推流式生物处理技术
该技术集多种流态优点于一体，兼具抗冲击负荷能力强、出水水质好的优点。其整合了完全混合式与推流式流态叠加而成为推流式生物处理系统，采用循环流混合式流态分区为混合液回流创造出理想的水力条件，降低回流水泵扬程0.5～3.5m，按需供给的渐减式曝气方式提高了供氧利用率，有效减少了曝气耗能。
2）关键技术成果二：混合液高效导流及分流技术
该技术通过分流导板系统的分流/导流作用优化来自后段的混合液导入以及向前段输送混合液的导出位置，有效地提高了混合液的回流效率，解决了池容利用率低、缺氧区携氧率高、生物脱氮效果差、回流能耗高等问题。

b 1-1剖面图

c 2-2剖面图

a平面图
图改良A2/O生物池混合液导流/分流装置示意图

3）关键技术成果三： MBR膜设备间管道减振降耗技术
该技术是将膜设备间内最为主要的供气及产水主管道下沉，布置在管廊内，从根本上消除架空管道，降低因架空而引发的管道振动，减少管道支架的建设成本并释放出地面操作空间。此外，在产水泵出水管道最高处设置排气阀，进一步消除产水管道内所携空气，降低水击危害提高后续产水管道的稳定性；在管廊内填充砂介质，既可以控制空气管道向外散热，又兼具有透水性。整套系统可以大幅降低设备间的噪声污染。
（2）应用情况
本科技成果立足于工程需求，服务于工程应用，其使用效果先进而高效，具有较大的推广价值。目前，已成功完成了向生产力的转化，广泛应用于武汉市三金潭污水处理厂改扩建工程、武汉市北湖污水处理厂及其附属工程、十堰市神定河下游主河道水质净化工程、南阳市污水处理厂三期及中水回用工程、孝感市城区污水处理厂提标改造工程设计当中，其中《三金潭污水处理厂改扩建工程》及《十堰市神定河下游主河道水质净化工程》分别获得了2018年度、2021年度湖北省优秀勘察设计项目一等奖。
（3）经济、社会效益情况
三项关键技术的联合应用具有显著的经济效益，其中膜生物反应池好氧区曝气能耗节能30%～80%；混合液回流能耗节能50%～85%；最高脱氮率93%，较现有工艺提高了8%；处理效果好，可极大削减污染物排放量，具有显著的环境、社会效益；充分体现了“低碳环保、绿色节能”的可持续发展的设计理念。

高效磁混凝水处理关键技术与装备

2023-12-28T15:20:08+08:00

项目简介
水环境保护事关人民群众切身利益，事关全面建成小康社会，事关实现中华民族伟大复兴中国梦。虽然我国污水处理率已处于较高水平，但出水水质还有待提升，特别是当前市政污水厂排放标准要提升为《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级 A标甚至更高标准，对于SS和总磷等污染物，已超出生化工艺处理极限，正常负荷下无法满足需求。另外，《岷江、沱江流域水污染物排放标准》、《太湖流域排放标准》等流域治理相关地方标准明确“总磷是影响地表水环境质量达标的首要指标”，排放负荷远超过当地的水环境承载力，导致流域内的水环境形势十分严峻。
常用于深度除磷降浊的高密或者加砂沉淀技术，均需在后端配置滤池方能满足高标准出水需求，占地面积大、能耗高；而对于加磁沉淀技术，未基于加磁沉淀的工艺特性对磁絮凝、磁沉淀和磁回收等核心工艺条件进行参数化和定量化研究，造成工艺杂乱、药剂浪费、无效成本高、系统抗冲击能力差等问题。
2.主要技术内容
（1）创新点
基于深度除磷降浊需求和磁混凝水处理技术在该领域中的技术瓶颈，本项目围绕磁混凝、磁沉淀、磁回收和水质调控等关键技术与装备的研究与突破，形成了完整的高效磁混凝水处理关键技术与装备体系，主要技术特点和创新如下：
1）提出最佳磁介质粒径调控方法，研制出高效磁混凝、磁沉淀和磁回收等装备
解决了磁混凝水处理技术混凝效果不佳、斜管污泥过度沉积、回收利用率低等工艺难题，节省除磷降浊药剂消耗量 30% 以上，降低能耗 17% 以上。
2）首次提出含固量/磁泥比概念，阐明磁介质磁化程度与磁化场强、磁化时间的定量关系
填补行业技术参数空白，引导磁混凝水处理技术在行业内参数化与定量化研究与应用；突破关键装备集成技术，缩小系统占地面积，提高系统抗冲击能力，进一步降低建设投资与运行成本。
3）研发形成与生化、高级氧化和过滤等技术的耦合工艺
实现高效磁混凝水处理技术与装备的拓展应用，减少生化工艺沉淀池占地面积 80% 以上，提高芬顿氧化和微电解工艺铁泥的利用率，缩短高级氧化工艺反应时间 30% 以上。

图工艺流程及装备示意图
项目获得国家发明专利3项、实用新型专利13项，主持、参与制订行业标准1项、团体标准2项，发表论文21篇，参编著作1部。
经吴丰昌院士等7位业内专家会议评价，“该项目总体达到国际先进水平，其中磁介质磁化调控回用技术与集成装备达到国际领先水平”。
（2）应用情况
该技术产品经具有资质的第三方检测机构检验，符合相关标准要求，并成功应用于40余个市政污水处理厂提标改造、工业污水深度处理和流域综合治理工程，处理规模达到270万m3/d，用户反映良好，取得了显著的经济、社会和环境效益。
（3）经济、社会效益情况
近3年，完成单位新增销售额65757.26万元、利润8895.87万元，应用单位新增销售额109269.12万元、利润26277.06万元。
项目成果响应国家节能减排号召，突破了磁混凝水处理技术多项技术瓶颈，解决了市政、工业及水环境等领域深度除磷降浊的高效率、低成本难题，市场前景十分广阔。

城市污水处理厂智慧化管理系统

2023-12-28T15:19:13+08:00

项目简介
针对国内城市污水处理厂工艺全过程管理尚不够精细、智能化控制水平不够高，尤其生物处理工艺过程运行参数不太稳定、全流程能耗药耗偏高、日常运维所需人员配备偏多等问题，以及当前“双碳”目标背景下进一步促进节能降耗和提质增效的需求，本项目紧密结合青岛李村河污水处理厂改造提标及四期扩建工程项目的建设与运行管理，基于新一代信息技术及人工智能模型算法，集成运用ICA、CPS、物联网、云计算、大数据、人工智能、BIM、GIS等技术，在李村河污水处理厂建成智慧化管理系统的示范案例，在多个层面和各工艺环节实现污水处理厂的智慧运维管理。2022年7月11日通过天津市科学技术评价中心组织的科技成果鉴定，成果鉴定专家一致认为项目成果总体技术达到国际先进水平。
主要技术内容
（1）创新点
1）创建水质分析时的图卷积神经网络算法模型，提出一种利用物联网大数据驱动建模并自动预测水质与工艺变化趋势的创新方法，显著提高污水处理数据分析的预测效率和精度，为了科学准确地掌握水质与工艺情况提供支撑。

图图卷积神经网络算法模型结构
2）创建基于模型的污水处理厂图卷积神经网络数据集构建方法，实现污水处理厂模型在5min内构建1000节点数据集，数据集准确率达到95%以上，建模效率较人工输入数据提高5倍以上，为污水处理业务的人工智能算法提供了大数据积累及方法支撑。
3）融合典型污水处理厂的历史数据与工艺流程升级演变，集成应用算法模型、数据集和解决方案，建立智慧化管理的业务化运行系统及可视化平台，实现污水处理厂的精细化控制及节能降耗减碳。
（2）应用推广情况
项目成果已应用于青岛市李村河污水处理厂（工程规模35万m3/d，进水水质浓度高，水质水量变化大，高标准处理，出水用于李村河景观生态环境补水），估算年节约运行成本700万元左右，同时实现节能降耗、提质增效和碳减排。
项目组立足李村河污水处理厂经验，为青岛、西安、合肥等地多个智慧污水处理厂项目的设计与建设提供了强有力的支撑和模型工具，有力地推进了我国智慧水务、智慧城市建设及生态文明建设。
（3）经济、社会效益情况
智慧水务是智慧城市的重要组成部分，智慧污水处理厂作为智慧城市在水务领域深化的一个重要分支，与城市的水环境治理等城市管理职能有着密不可分的联系，城市污水处理厂智慧化管理系统的建设可以有效促进智慧城市的建设，推进“十四五”规划有关美丽中国、生态文明建设等国家重大发展战略的落地实施，全面助力城市运行服务的智慧化，切实推动城市水务综合管理和科学决策。

智慧水务大数据中心的研究与应用

2023-12-28T15:17:47+08:00

项目简介
福州水务集团有限公司于2020年1月启动智慧水务大数据中心研究和建设，并于2020年6月投入应用。大数据中心包括数据集成采集整合、数据仓库建设、数据资产管理、数据开发与分析模型、数据质量管理、数据运维与安全、数据共享服务等功能。大数据中心解决了业务数据孤岛问题，达到了数据总体管理、各业务系统数据互通的目的，实现了数据标准化治理、可视化分析，为各层管理者提供更为全面的数据感知和决策支持及数据资产全面治理和价值挖掘。
主要技术内容

图总体架构图
（1）创新点
1）基于云计算的大数据中心构建技术。提出了采用云计算支撑保留既有业务系统+新建大数据中心的技术架构，采用了云计算技术对各系统大量数据进行汇聚，实现了大量数据按照标准进行分类入库，实现了各类数据分层计算，并建立了各类数据分析与应用计算模型。
2）基于变更数据获取的大数据实时同步技术。开发了对业务数据库的CDC(变更数据获取) 日志进行实时解析汇聚程序，解决了业务系统数据库之间数据共享实时性差，实现了大数据中心及业务系统数据库之间大数据量表的实时增量同步，解决了历史数据变更等问题，提高了数据实时性。
3）基于Hadoop+API的大数据分析与服务技术。针对Hadoop技术进行二次开发，优化分布式计算程序支持针对水务业务特点的云计算和大数据的分析挖掘；建立API市场融合各业务主题域数据，实现了跨系统、跨部门自动化数据流转，提升了数据精准性。
（2）应用及推广前景
福州水务集团有限公司大数据中心汇聚各类生产运营、营收客服与管理管控型系统，形成水务数据资产，整合有效业务表数量1297张、总行数18.4亿条、分析计算模型563个；建立字段级数据血缘关系网络，建立数据服务市场，形成统一数据共享通道，共注册接口总数551个，累计调用次数1809万次/年，平均日调用3万余次；大数据中心以水务实际需求和可持续发展为出发点，可在大、中、小型水务公司推广应用。
（3）经济、社会效益情况
1）经济效益方面。大数据中心解决了需要保留已建各项业务系统及平台的问题，节省了重新建设系统及平台投资约2500万元。在大数据中心的支撑下，福州水务集团有限公司年节约人工、能耗及维护费用约3100万元。
2）社会效益方面。2022年12345诉求量同比下降21.07%，数字城管诉求量同比下降11.72%，榕水热线968933日工单量同比下降5%，线下营业厅接待人次同比下降23.84%,线下营业厅办件量同比减少23.88%，对外服务能力和质量显著提高。

大口径长距离曲线钢顶管成套技术创新与应用

2023-12-28T15:17:05+08:00

项目简介
钢顶管因其管材加工性高、变形适应性强、耐高水压等特点，在输水工程中得到了大量应用。但随着输水管道逐渐向大口径、长距离、大埋深、急曲线的方向发展，也给钢顶管在相关领域的施工应用带来了技术难题。本项目通过产学研联合技术攻关，研发了一系列先进的施工工艺和设备，在多个大型顶管工程中得到顺利实施和应用，推动了钢顶管技术的发展。项目研究成果鉴定为国际先进水平。
主要技术内容
（1）创新点
1）曲线钢顶管顶进受力分析理论及计算方法研究
建立了考虑管土摩阻力和管浆摩阻力的曲线顶管顶力计算公式，填补了国内曲线顶管顶力计算理论空白。揭示了管周土体与管道相互作用机理，建立了考虑土拱效应的钢顶管土压力分布模式，提出了管道环向弯矩的计算修正系数，形成钢顶管结构优化设计方法。提出了基于一阶剪切变形板理论的圆柱壳轴压屈曲有限条法分析方法，系统地建立了考虑非线性弹性地基作用的钢顶管稳定分析理论，阐明了钢顶管几何参数和复杂工况对局部和整体稳定临界荷载的影响规律。
2）曲线钢顶管自适应控制成套装备研发
开发了基于锁紧回路主动铰接的顶管机协同纠偏控制系统，提出了压力、流量变量泵、主顶油缸复合控制机理的顶进控制算法，建立了内环电磁阀位置检测反馈，外环压力、流量检测反馈的双闭环电液比例控制方法，研发了具备高响应性、载荷顺应性的自适应液压变量控制泥水平衡顶管机和集伺服全站仪自动控制、机器学习自动测量、多设备联动控制、自动数据解析、数据无线通讯于一体的长距离曲线顶管自动测量导向与控制系统，研制了顶管接收舱装置及套管接收施工工艺。
3）复杂环境条件下小曲率半径顶管结构设计与施工工艺创新
设计了一种装配式承插接头曲线钢顶管，解决了小曲率半径钢顶管结构受力变形问题，形成了涵盖装配式承插接头和连续焊接接头钢顶管的曲线顶进设计体系。开发了大口径长距离曲线钢顶管管节改造中继间施工工艺，提出了基于内外压和温度作用下中继间结构受力特性的中继间闭合施工技术。

图顶进阶段分节钢管节接头构造图
（2）应用推广情况
目前，本项目的大口径长距离钢顶管曲线顶进成套创新技术已成功应用于上海、厦门、宁波等国内多项重点工程中，管道建设总长度达到480km，供水规模累计约1760万m3/d，服务总人口3900万人，节省总投资约1.72亿元，取得了极大的经济和社会效益。
（3）经济、社会效益情况
本项目的研究成果有效保障了复杂环境下钢顶管的施工，显著降低了顶管法施工对周边环境的影响，节约了土地资源，降低了施工噪音和扬尘，实现了安全、高效、节能，微扰动的设计施工理念，满足节约资源和环境保护的要求。经济上，在2019-2021年应用本技术成果的相关工程中，共计新增产值94285.04万元，新增利润11314.20万元，新增税收10371.35万元。研究成果推动了钢顶管建设技术的进步，拓展了钢顶管工艺在城市地下空间开发的适应性。

城镇给水膜处理技术试验研究与工程应用

2023-12-28T15:16:25+08:00

项目简介
本项目通过对不同膜组合工艺的研究，提出了适用于低浊原水、高藻原水、高有机物高氨氮原水、高硬度地下水等不同原水水质的膜处理工艺及主要技术参数，探讨了不同膜通量条件下影响运行周期、跨膜压差及化学清洗效果的主要因素。研究成果广泛应用于云南地区、太湖流域及珠江流域部分城市多座不同水源、不同规模、不同运行管理水平条件下自来水厂的设计、建设与运行，获得了显著的环境效益、经济效益及社会效益，对提高饮用水品质具有技术指导意义。
经科技成果鉴定，专家组一致认为项目成果具有创新性和实用性，达到国内领先水平。
主要技术内容
（1）创新点
1）提出了适用于低浊原水的“混凝-沉淀-超滤”短流程膜组合技术。针对云南某些地区低有机物低浑浊度、厂区用地紧张等条件，提出了“混凝-沉淀-超滤”短流程膜组合技术，能实现优质饮用水供水需求，并省略了砂滤池减少了占地，减少了投资及运行成本。已在云南省环洱海地区水厂得到推广应用。
2）提出了适用于高藻原水处理的“混凝-气浮-砂滤-超滤”膜组合技术。针对太湖流域高藻高有机物湖库水，提出了“混凝-气浮-砂滤-超滤”膜组合技术，藻类、嗅味和浊度均得到了较好的控制，满足了水厂的供水要求。该技术在江苏省金坛市第三水厂得到应用，工程在2013年获得中国勘察设计协会市政公用工程给排水一等奖。
3）针对季节性高藻高有机物高氨氮原水，提出了“常规工艺-臭氧活性炭-超滤”多级屏障高品质净水工艺。系统地研究了膜组合工艺流程各工艺单元对浊度、有机物、藻类和藻毒素以及嗅味物质GSM、2-MIB等去除效果，通过预臭氧、臭氧活性炭及超滤工艺增强对嗅味物质2-MIB，GSM及消毒副产物前驱物的去除，提高了水质安全和改善了饮用水水质口感。该技术在济宁市长江水厂、珠海梅溪水厂、雄安新区起步区1#水厂得到推广应用。
4）针对高硬度地下水，本课题提出了“纳滤/反渗透”膜处理技术。研究了不同硬度条件下，采用“纳滤/反渗透”膜处理技术在不同运行压力情况下对硬度的去除效率、膜通量变化及能耗情况。为地下水硬度去除技术提供了参考。
5）工程体现绿色和环保理念。针对低浊原水的短流程膜组合工艺，超滤膜池在原有砂滤池进行施工改造，充分利用砂滤池的地势，减少挖填方土石量，施工环境得到较大的改善。同时，该技术构筑物数量少，水厂占地面积小，工程造价较低，运行费用也较低。
（2）应用情况
研究成果已用于云南地区、太湖流域及珠江流域部分城市多座水厂的设计、建设与运行，总的水厂应用规模超过100万m3/d，并在大理环洱海地区实现了饮用水膜处理技术全覆盖。
3.经济、社会效益情况
2018年前通水运行的水厂有9座，项目总投资额合计134241万元，2019~2021年新增销售额78175万元，新增利润8187万元。9个水厂（规模合计31万m³/d）投资财务内部收益率（融资前税前）为8.06%，投资回收期为11.64年，高于行业标准，有着较好的经济效益。
随着社会经济水平的提升，人们对饮用水品质要求越来越高，膜处理技术具有先进、高效、绿色的特点，将其应用到净水厂处理中，能提供优质的饮用水，符合人民群众对健康生活、美好生活的追求，其社会效益明显。

广州市北部水厂净水工艺及管网运行关键技术研究与工程示范

2023-12-28T15:11:35+08:00

项目简介
北部水厂项目自2014年起立项，历经理论研究、技术论证、工程设计、工程施工，2019年1月常规工艺运行通水，同年9月超滤工艺运行通水。张晓健等业内专家对本项目进行了科技成果评价，评价结果为国际先进、国内领先。
主要技术内容
（1）创新点
1）技术体系创新：针对华南地区湿热气候条件和以西江为水源的独特地理位置，从水源-工艺-管网-终端各个环节实现龙头优质水达标，构建全流程优质水净化工艺技术体系，以完善体系保障高质量广州供水。

图供水全过程水质监测管理系统
2）工艺创新：大规模应用第三代先进净水工艺——超滤膜，建成亚洲最大规模的单一膜处理车间和国内最大规模超滤水厂。预留生物预处理、臭氧-活性炭等工艺，保障对多种常见水源突发污染事件的应对能力。
3）管网优化运行与管理创新：建立超大型供水管网实时水力模型，独创监测点布置优化算法和节点需水量快速反演技术，指导近、中、远期管线建设，实现管网优化调度和快速爆管实时诊断，保障供水安全高效。
4）建设智慧水厂管理云平台，实现“自动化、平台化、移动化、场景化”相互融合，形成生产管理、资源管理等多系统资源有机协同，实现“成本更优、效率更高、安全可控”的数字化管理目标。
5）工程示范创新：全流程规划、分阶段实施，建成“超滤+5G”给水厂，项目研究与工程建设对于南方地区常规工艺水厂升级深度处理工艺和智慧化建设具有重要示范意义。
（2）应用推广情况
1）北部水厂作为2019年广州市民生重点工程，有效解决了广州白云北部地区的用水紧张局面，惠及150万人口。
2）北部水厂超滤膜运行成本低、出水水质好，超滤膜自用水率小于2％，2020年成本合计约0.06元/立方米水，水厂数字化管理协同联动降本增效，项目研究和建设运行对南方地区水厂升级改造提供了工程示范。
3）北部水厂作为采用第三代净水工艺—超滤膜的自来水厂，是公司“自来水学堂”供水服务品牌“参观自来水生产线”项目的重要基地，“自来水学堂”迄今已开展科普宣传活动超过100场，参与互动市民、师生约9000人，为科普教育注入了供水智慧。
（3）经济、社会效益情况
北部水厂自投产以来，累计供水总量达4.9亿立方米，售水净收入64630.54万元。水厂通过自动化作业、优化值班岗位结构、减少药剂投加、优化改造超滤膜系统、排泥水处理利用，节省人力成本约180万元/年、原材料成本约200万元/年、生产电费约173万元/年、水资源费约190万元，年经济效益达743万元。
北部水厂首先解决了广州白云北部地区150万居民用水难问题；其次，超滤膜技术和5G智慧水厂引领了供水行业发展趋势及技术进步；最后，助推供水保障格局升级，实现城乡供水统一调配，增强了百姓用水获得感、幸福感。

多元耦合净水集约化技术开发与应用

2023-12-28T15:10:33+08:00

项目背景
现有的大型城市给水厂已处于高度城市化地区，进行深度处理、膜滤、排泥水处理等新建、扩建、改建等工程，往往存在预留场地不足、无法新征土地、老旧设施同步改造、消毒副产物控制、微生物安全威胁等难题。基于集约化理念，开发出拥有自主知识产权的一体化高效新池型和新技术，提出了稳定、可靠、经济、实用、低碳的解决方法和技术参数，实现明显的节地和节能，既满足当前工程建设的需要，也丰富了相关的设计规程，指导全国类似工程项目。
主要技术内容
（1）创新点
1）推流扫洗的双层滤料翻板过滤集成技术。围绕截污能力强、冲洗水耗低以及冲洗时滤料损耗少的双层滤料滤池（翻板滤池）存在滤料混层和反冲水排水死区等技术难题，进行了冲洗方式、滤料膨胀、滤料截留穿透等中试研究，揭示了滤层运行和冲洗变化规律，开发了消除反冲水排水死区的专利技术及新池型，彻底地解决了双层滤料滤池冲洗后对截留效率降低的不利影响，工程应用后，实现了过滤周期延长1倍以上，全面消除反冲洗死区和混层现象。
2）炭砂双层过滤集成技术。基于动态吸附理论和颗粒迁移机理，将两种功能不同的工艺集成于一体，从水力流态、总体布置、功能强化等方面，对滤料组成、滤层厚度和反冲洗方式等若干关键技术点加以优化和增强，开发出将炭吸附和砂过滤两种独立的工艺多效集成于单独的炭砂一体化新池型和新工艺，以双池合一解决了生物安全性难题，无需另建保安滤池，滤后水浊度0.2NTU，色度小于5，CODMn小于1.7mg/L，总投资节省30％。
3）气浮和过滤一体化集成技术。根据季节性除藻、低浊低温水等特点，基于气浮的水力负荷与滤池的滤速相接近，开发出将气浮和砂滤两种独立的工艺多效集成于单独的浮滤池新池型和新工艺，将气浮与翻板滤池上下叠合，利用滤层上部较大的水深空间作为气浮的分离区，上层为多孔瓷粒、下层为石英砂的双层滤料既起到过滤作用，又利于气浮均匀出水，布置紧凑，节省占地，减少造价，免建了单独的气浮池。
推流扫洗的翻板滤池滤料组成对比

（2）应用推广情况
本课题成果对水厂项目具有技术的先进性、实用性和经济性，应用于上海、宁夏、山东、陕西等地，有力推动了行业技术水平，满足广大人民群众日益增长的基本公共服务需求。
（3）经济、社会效益情况
研究成果应用于工程后，明显节省工程用地及其他资源，饮用水水质安全和水厂运行可靠得到有效保障，有助于显著增强作为基础设施支撑构建和谐社会和建成小康社会的能力。