地区：上海市 宝山区
关键词：中国科学技术大学;安徽国祯环保节能科技股份有限公司;合肥工业大学;安徽建筑大学
成果类型：其它
成果领域：生物与新医药
成果编号：A2021061000004894
成果描述：
| 针对中国污水处理厂由于水质水量波动大、污水成分复杂、微生物种类繁多、缺乏有效监控技术，而导致污水厂难以高效稳定运行的技术难题，以及污水处理厂升级改造的现实需求，该项目在多项国家和省部级项目的持续支持下，通过校企联合攻关，突破了污水厂模拟、监测和优化运行多项关键技术，获授权发明专利9项和计算机软件著作权1项，成果成功应用于多个污水处理厂，提升了污水厂削减COD和总氮的能力，降低了运行成本，为污水处理厂的节能降耗及升级改造提供了技术保障，取得了显著的环境、经济和社会效益，推动了污水处理行业的技术进步。主要技术内容：技术理论创新：基于对微生物菌群降解污染物的生化反应机理与化学计量学的分析，建立了污水厂运行工况的快速解析方法，实现了污水处理厂运行状况的实时监控。提出了基于多目标决策的优化控制理论与方法，建立了优化目标和决策因子的关系模型，为实现污水处理厂水质优化和成本控制提供了科学方法。通过对污水处理系统中底物消耗、微生物生长和产物形成动力学的深入研究，发现了控制污水处理系统稳定性的关键指标，实现了污水处理工艺的在线诊断、预测和预警，解决了污水处理厂高效稳定运行的技术难题。核心技术创新：针对中国污水处理厂水质与水量波动性大的特征，研发了集成生化反应动力学和水动力学的活性污泥动态模拟技术，构建了加速遗传算法多指标定量评价模型和优化模型，研发了反映污水处理厂动态变化规律的仿真模拟平台和技术。分析了污水厂微生物代谢产物指纹谱库特征，研发了基于光谱学技术的水质监控方法，研发了基于污水处理厂在线监测数据的评价技术，构建了污水处理厂水质在线监控、诊断及预警软件系统。集成污水处理厂模拟、监测和优化技术，研发与之适配的设备和模块化技术，形成了以节能降耗、全程控制和整体优化为特色的污水处理厂优化运行和管理技术，并获得推广应用。授权专利情况：获授权9项发明专利和1项计算机软件著作权。技术经济指标：创新性：项目针对中国污水处理厂的特点，研发的污水处理模拟、监测和优化运行关键技术保障了污水处理厂的长期稳定高效运行，同时兼具污水处理系统的自诊断和预警特点。与国内外同类研究相比，具有稳定性和可操作性，更适宜对进水水质水量波动的污水处理厂进行优化，以达到节能降耗之目的。经济性：研究成果在显著提升了污水处理厂COD和氮磷去除效果的同时，有效降低了污水处理厂的运行成本。以合肥望塘和朱砖井污水处理厂为例，应用该技术后其出水稳定达标，出水COD和总氮浓度分别长期维持在40 mg/L和11 mg/L以下，同时吨水处理成本下降约15%。应用推广及效益情况：研究成果已成功应用于安徽、广东、江苏等地的十余座污水处理厂。近3年成果产生直接经济效益4510万元；成果应用单位累计节省支出约4334万元，直接削减污水厂出水COD和总氮排放量约8641吨和3090吨，为污水处理厂升级改造提供了良好的示范效果，取得了显著的环境、经济和社会效益。 |
