京津冀中心创新成果 | “污水处理厂智慧化中台系统”研发取得重要进展

近年来，中国污水排放量和处理量不断增加，2019年我国城市污水年处理量已突破500亿立方米。而目前在我国已建立的5000多座城镇污水处理厂中，电费和加药费用约占污水处理成本的50%以上。因此在达标排放的前提下，污水处理厂亟需实施优化运行以达到节能降耗的目标。由于污水处理过程的复杂性，长期以来行业内尚未开发出优化污水处理工艺运行的实时仿真数学模型，导致污水处理工艺的数字孪生技术缺乏模型支撑。

近日，京津冀国家技术创新中心（简称“中心”）环境工程研究所施汉昌教授团队提出了污水处理工程STEM模型（Sewage Treatment Engineering Model）。该模型紧密结合污水处理厂的实际运行特点，可采用污水处理厂常规指标数据进行模型矫正分析。具体应用包括工艺模拟、精确曝气、智能加药和优化运行专家系统等，可有效实现污水处理厂的优化运行，达到节能降耗的目标。

在这一模型的基础上，中心环境工程研究所开发了污水处理厂智慧化中台系统，将水源、供水、管网、处理厂、受纳水体作为一个整体，基于仪器化、自动控制、数据分析、人工智能等技术，实现了污水处理工艺过程的数字孪生，大大提高了污水处理厂的优化运行。该技术在保证污水处理厂出水稳定达到排放标准的前提下，能够实现能耗降低10%-15%，碳源投加节省10%，除磷药剂节省8%以上。

这一成果能够充分满足当前污水处理厂运营的数字化转型和节能降耗的需求，市场应用前景广阔。在中心的支持下，该技术未来将进一步实施推广，不断拓展应用场景，为我国生态环保事业贡献力量。