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    行業(yè)動態(tài)

    打造污水處理的智慧工廠——記“全國勞動模范”王佳偉

    來源: 欄目:行業(yè)動態(tài) · 發(fā)布日期:2021/1/21 9:54:50

    王佳偉進(jìn)行污水實(shí)驗(yàn) 北京排水集團(tuán)供圖

    □本報通訊員 張爽 康琪

    一身白大褂,一排實(shí)驗(yàn)瓶,這是王佳偉工作的日常。從清華大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程專業(yè)博士畢業(yè)后,王佳偉在北京城市排水集團(tuán)一干就是18年,如今已成長為集團(tuán)科技研發(fā)中心主任,2020年榮獲“全國勞動模范”榮譽(yù)稱號。

    經(jīng)過生產(chǎn)一線的充分鍛煉,王佳偉在研發(fā)崗位多年致力于科技創(chuàng)新以及技術(shù)轉(zhuǎn)化工作的落地。他帶領(lǐng)研發(fā)中心團(tuán)隊(duì)通過反復(fù)論證,提出了建設(shè)“全國水環(huán)境科創(chuàng)中心”、北京方莊“未來水廠”等具體實(shí)施規(guī)劃方案,完成了一批科技項(xiàng)目。王佳偉堅(jiān)定創(chuàng)新與實(shí)踐的執(zhí)著信念,成為北京污水處理行業(yè)里一名技術(shù)能手。

    污水處理提檔升級

    2003年,王佳偉進(jìn)入北京排水集團(tuán),當(dāng)時正值新的科研項(xiàng)目研發(fā)——沼氣脫硫,這是北京第一家大規(guī)模排水企業(yè)采用厭氧消化處理污水。

    “厭氧消化在當(dāng)時是非常先進(jìn)的技術(shù),但在處理污水過程中,會產(chǎn)生有毒有害氣體,所以研究沼氣脫硫?qū)iT成立了課題組,集團(tuán)給出的實(shí)驗(yàn)時間是4個月?!蓖跫褌セ貞浀?。

    時值酷暑。白天,全副武裝的王佳偉跟同事們一起在現(xiàn)場做實(shí)驗(yàn),一次、兩次、一百次……晚上,又進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室檢測分析數(shù)據(jù)。經(jīng)過大家不懈努力,2003年11月10日,實(shí)驗(yàn)終于取得了穩(wěn)定成果,集團(tuán)建成了自主研發(fā)的第一個沼氣脫硫裝置,同時也開啟了王佳偉將污水資源化的新征程。

    北京是典型的資源型缺水城市,將污水資源化是解決城市缺水至關(guān)重要的手段,可是當(dāng)再生水回補(bǔ)至河湖時,水體富營養(yǎng)化很難避免。如何避免回補(bǔ)時出現(xiàn)水體富營養(yǎng)化,提升河湖水質(zhì),是王佳偉一直努力的方向,也是他研究脫氮除磷技術(shù)的根本目的。

    為了打破技術(shù)壁壘,他學(xué)習(xí)了自動控制原理、數(shù)學(xué)建模和互聯(lián)網(wǎng)知識,結(jié)合污水處理的專業(yè)知識,開發(fā)了一套實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)的過程漫長而艱辛,他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)每天24小時值守,分時取樣進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,就這樣“盯”了一年半的時間。除了每天“泡”在實(shí)驗(yàn)室,他還經(jīng)常到生產(chǎn)一線了解情況,探索將控制系統(tǒng)的指令設(shè)計與生產(chǎn)實(shí)踐結(jié)合的有效途徑。

    經(jīng)過縝密的實(shí)驗(yàn)與分析,王佳偉的研究思路不斷成熟,最終開發(fā)了基于脫氮除磷原理的前饋模型和反饋調(diào)節(jié)相結(jié)合的優(yōu)化控制技術(shù),并結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化和信息化在污水處理行業(yè)的融合,形成了具有污水處理行業(yè)特色的污水處理廠動態(tài)調(diào)度控制系統(tǒng),這也是國內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)污水處理技術(shù)從單一污染物減排到多元綜合利用的轉(zhuǎn)變。

    科學(xué)精神引領(lǐng)向前

    由于脫氮除磷處理工藝相對復(fù)雜,王佳偉帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)建立了一個每天可處理300噸污水的實(shí)驗(yàn)裝置,以此模擬和實(shí)驗(yàn)在各種條件下對污染物去除的影響。

    在研究的過程中需要反復(fù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),不斷調(diào)整工藝,每一個環(huán)節(jié),他都秉持嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)精神進(jìn)行探索研究,有時為了保證數(shù)據(jù)的科學(xué)性和連續(xù)性,需要進(jìn)行至少十幾個小時的測試實(shí)驗(yàn)。

    終于,在團(tuán)隊(duì)的不懈努力下,在一次次的實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)分析中,實(shí)現(xiàn)了在合理范圍內(nèi)的精準(zhǔn)脫氮除磷,使再生水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。僅脫氮一項(xiàng),應(yīng)用新技術(shù)就將污水中氮的數(shù)值降低了一半以上。

    “這項(xiàng)生物處理工藝高效脫氮除磷節(jié)能控制技術(shù)在北京排水集團(tuán)的‘三年行動計劃’中得到推廣應(yīng)用,再生水水質(zhì)得到了進(jìn)一步提升。”王佳偉說。

    技術(shù)創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)雙贏

    隨著再生水水質(zhì)變好,出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo),王佳偉又開始琢磨新的研究方向。結(jié)合自己在北京高碑店污水處理廠工作8年的實(shí)踐積累,他始終認(rèn)為,污水處理廠在運(yùn)行方面還有進(jìn)一步優(yōu)化的空間,為此他開始積極探索水廠的自動化、智能化運(yùn)行。

    “污水處理是一個復(fù)雜的微生物過程,由于污水本身具有腐蝕性,所以一些設(shè)備設(shè)施不太容易實(shí)現(xiàn)自動化?!蓖跫褌ケ硎?,研究自動化、智能化運(yùn)行技術(shù)具有重要意義,可在合理能耗水平下,盡量減少人工干預(yù),以此實(shí)現(xiàn)能耗和物耗的雙節(jié)約。

    面對此項(xiàng)研究涉及的環(huán)境工程、自動控制技術(shù)、通信工程技術(shù)和數(shù)學(xué)建模技術(shù)等多學(xué)科知識,王佳偉不斷充實(shí)自己,一邊加強(qiáng)自身學(xué)習(xí),掌握自動控制原理、數(shù)學(xué)建模等相關(guān)知識,一邊統(tǒng)籌精干力量,聚力開展研究。他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)建立了實(shí)驗(yàn)?zāi)P皖A(yù)測和計算藥物的投加量及參數(shù),做好實(shí)驗(yàn)參數(shù)的記錄和分析,查看數(shù)據(jù)變化趨勢是否與預(yù)測預(yù)想的相符合,并根據(jù)實(shí)際情況不斷調(diào)整參數(shù)。

    王佳偉為了將實(shí)驗(yàn)成果與現(xiàn)有工藝更好地結(jié)合,帶著技術(shù)實(shí)施方案來到了再生水廠,積極推動技術(shù)成果的應(yīng)用轉(zhuǎn)化,希望技術(shù)可以更好地服務(wù)基層。“通過再生水廠的升級改造,實(shí)現(xiàn)了精準(zhǔn)曝氣,加藥除磷、脫氮等正在逐步實(shí)現(xiàn)智能化?!?/p>

    作為技術(shù)骨干,王佳偉先后承擔(dān)了國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃、國家科技支撐計劃、北京市科技計劃等近十項(xiàng)省部級課題的研究工作,解決了國內(nèi)污水處理廠處理設(shè)施能耗高、達(dá)標(biāo)不穩(wěn)定等一系列問題,研究成果獲得了國家科技進(jìn)步獎1項(xiàng),國際水協(xié)會全球項(xiàng)目創(chuàng)新獎1項(xiàng),省部級科技進(jìn)步獎5項(xiàng)。在科技創(chuàng)新領(lǐng)域的辛勤耕耘,也讓他獲得了“首都勞動獎?wù)隆薄叭珖畼I(yè)杰出青年”等榮譽(yù)稱號。

    王佳偉經(jīng)常囑咐團(tuán)隊(duì)中的年輕人,科研要有前瞻性,“未來要繼續(xù)朝著讓再生水廠智慧化、資源化、生態(tài)化的方向,打通技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)品開發(fā)、市場推廣應(yīng)用的創(chuàng)新鏈,讓科技創(chuàng)新真正應(yīng)用到實(shí)際當(dāng)中。”    

    來源:中國水利報  作者: 張爽 康琪

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