打造污水處理的智慧工廠——記“全國(guó)勞動(dòng)模范”王佳偉
王佳偉進(jìn)行污水實(shí)驗(yàn) 北京排水集團(tuán)供圖
□本報(bào)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(zhǎng)為集團(tuán)科技研發(fā)中心主任，2020年榮獲“全國(guó)勞動(dòng)模范”榮譽(yù)稱號(hào)。
經(jīng)過(guò)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(guò)反復(fù)論證，提出了建設(shè)“全國(guó)水環(huán)境科創(chuàng)中心”、北京方莊“未來(lái)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(jí)
2003年，王佳偉進(jìn)入北京排水集團(tuán)，當(dāng)時(shí)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(shí)是非常先進(jìn)的技術(shù)，但在處理污水過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生有毒有害氣體，所以研究沼氣脫硫?qū)ｉT(mén)成立了課題組，集團(tuán)給出的實(shí)驗(yàn)時(shí)間是4個(gè)月。”王佳偉回憶道。
時(shí)值酷暑。白天，全副武裝的王佳偉跟同事們一起在現(xiàn)場(chǎng)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(cè)分析數(shù)據(jù)。經(jīng)過(guò)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(gè)沼氣脫硫裝置，同時(shí)也開(kāi)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(shí)，水體富營(yíng)養(yǎng)化很難避免。如何避免回補(bǔ)時(shí)出現(xiàn)水體富營(yíng)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(dòng)控制原理、數(shù)學(xué)建模和互聯(lián)網(wǎng)知識(shí)，結(jié)合污水處理的專業(yè)知識(shí)，開(kāi)發(fā)了一套實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)的過(guò)程漫長(zhǎng)而艱辛，他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)每天24小時(shí)值守，分時(shí)取樣進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，就這樣“盯”了一年半的時(shí)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(jì)與生產(chǎn)實(shí)踐結(jié)合的有效途徑。
經(jīng)過(guò)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(kāi)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(dòng)態(tài)調(diào)度控制系統(tǒng)，這也是國(guó)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(duì)復(fù)雜，王佳偉帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)建立了一個(gè)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(duì)污染物去除的影響。
在研究的過(guò)程中需要反復(fù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，不斷調(diào)整工藝，每一個(gè)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(shí)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(gè)小時(shí)的測(cè)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(dòng)計(jì)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(shuō)。
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(kāi)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(kāi)始積極探索水廠的自動(dòng)化、智能化運(yùn)行。
“污水處理是一個(gè)復(fù)雜的微生物過(guò)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(dòng)化。”王佳偉表示，研究自動(dòng)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(duì)此項(xiàng)研究涉及的環(huán)境工程、自動(dòng)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(shí)，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(dòng)控制原理、數(shù)學(xué)建模等相關(guān)知識(shí)，一邊統(tǒng)籌精干力量，聚力開(kāi)展研究。他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)建立了實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ皖A(yù)測(cè)和計(jì)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(shì)是否與預(yù)測(cè)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(lái)到了再生水廠，積極推動(dòng)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(guò)再生水廠的升級(jí)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。”
作為技術(shù)骨干，王佳偉先后承擔(dān)了國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃、國(guó)家科技支撐計(jì)劃、北京市科技計(jì)劃等近十項(xiàng)省部級(jí)課題的研究工作，解決了國(guó)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(wèn)題，研究成果獲得了國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)1項(xiàng)，國(guó)際水協(xié)會(huì)全球項(xiàng)目創(chuàng)新獎(jiǎng)1項(xiàng)，省部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)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(dòng)獎(jiǎng)?wù)?rdquo;“全國(guó)水業(yè)杰出青年”等榮譽(yù)稱號(hào)。
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(lái)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(kāi)發(fā)、市場(chǎng)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(lái)源：中國(guó)水利報(bào) 2021年1月21日
作者：張爽 康琪
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會(huì)議主題 ■主題 1 —— 污泥中新污染物處理與安全轉(zhuǎn)化 ■主題 2 —— 污泥低碳處理與碳減排創(chuàng)新技術(shù) ■主題 3 —— 污泥資源能源化利用與循環(huán)經(jīng)濟(jì) ■主題 4 —— 污泥熱化學(xué)處理碳減排創(chuàng)新技術(shù) ■主題 5 —— 工業(yè)污泥低碳綠色處理處置技術(shù) ■主題 6 —— 污泥低碳綠色處理技術(shù)管理示范 |
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【日程】國(guó)際水協(xié)第18屆可持續(xù)污泥技術(shù)與管理會(huì)議
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彭永臻 中國(guó)工程院院士、北京工業(yè)大學(xué)教授
任洪強(qiáng) 中國(guó)工程院院士、南京大學(xué)環(huán)境學(xué)院教授
馬 軍 中國(guó)工程院院士、哈爾濱工業(yè)大學(xué)環(huán)境學(xué)院教授
周 維 原國(guó)務(wù)院三峽辦正司級(jí)巡視員、副司長(zhǎng)，研究員
王亦寧 中國(guó)環(huán)保機(jī)械行業(yè)協(xié)會(huì)名譽(yù)會(huì)長(zhǎng)
于鴻立 中國(guó)環(huán)保機(jī)械行業(yè)協(xié)會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)
周 驊 上海城投水務(wù)（集團(tuán)）有限公司黨委副書(shū)記、董事長(zhǎng)
張榮兵 北京城市排水集團(tuán)有限責(zé)任公司黨委副書(shū)記、總經(jīng)理
朱向東 長(zhǎng)江環(huán)保集團(tuán)黨委副書(shū)記、總經(jīng)理
梁偉剛 中原環(huán)保股份有限公司黨委書(shū)記、董事長(zhǎng)
許光明 常州市排水管理處處長(zhǎng)
張 辰 上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院(集團(tuán))有限公司總工程師
李 藝 北京市市政工程設(shè)計(jì)研究總院有限公司總工程師
高 瓊 北京北排裝備產(chǎn)業(yè)有限公司董事長(zhǎng)
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洪申平 億昇科技（天津）有限公司董事長(zhǎng)
姜桂廷 景津裝備股份有限公司董事長(zhǎng)
趙志誠(chéng) 新興鑄管股份有限公司銷售公司總經(jīng)理
萬(wàn)年紅 中國(guó)市政工程中南設(shè)計(jì)研究總院有限公司 副總工研究院院長(zhǎng)
唐建國(guó) 上海市城市建設(shè)設(shè)計(jì)研究總院(集團(tuán))有限公司 總工
高 旭 中國(guó)市政工程?hào)|北設(shè)計(jì)研究總院有限公司 總院副總工
李 軍 北京工業(yè)大學(xué) 教授
馬小蕾 中國(guó)市政工程西北設(shè)計(jì)研究院有限公司總工
李 軍 浙江工業(yè)大學(xué) 教授
陳 廣 上海城投污水處理有限公司黨委副書(shū)記、執(zhí)行董事、總經(jīng)理
鄭興燦 中國(guó)市政工程華北市政總院 總工
趙樂(lè)軍 天津市政工程設(shè)計(jì)研究總院技術(shù)總監(jiān)，正高級(jí)工程師
持續(xù)更新中……
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