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技術名稱
全流程節能降耗精準運行控制技術
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適用范圍
污水處理廠站提標、擴容、增效及低碳運行管理。
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技術內容
3.1 技術原理
（1）精準除砂和排泥多參數控制技術?；谶M水水量、含砂量、吸砂管位移量和粒徑分布等參數確定氣水比、吸砂時間和砂水分離器最佳容積，形成高效沉砂、智能提砂、精準分砂的前饋實時控制除砂技術；結合初沉池污泥濃度變化特征，采用實時污泥監控手段，形成污泥時序排泥控制技術，穩定初沉池排泥濃度和排泥總量。
（2）基于模型和大數據分析的精準控制技術。開發了基于需氣量預測的負荷均衡—壓力調節—溶解氧調控的精準曝氣控制、基于生物/化學耦合效應自適應調節的精準除磷控制、基于污泥物料平衡的實時精準泥齡控制等技術；并建立精準曝氣模型、除磷加藥量模型和動態泥齡控制模型，利用大數據分析，實現自適應調整控制。
（3）全流程多因子體系實時調控技術。建立了除砂、曝氣、脫氮、除磷、初沉/剩余排泥等多因子操作單元的目標量、操作量與相關量等量化指標體系，通過指令下達、執行操作、反饋完善，實現全流程實時動態調控。
3.2 主要創新點
（1）首創基于模型和大數據分析的系統化控制技術，填補了精準除砂和精準泥齡控制的空白，突破了全流程精準控制技術工程化應用瓶頸，破解了腐蝕性環境中在線過程穩定控制的難題，實現動態過程中的精準控制和大幅節能降耗，顯著減少值守人員。
（2）針對污水處理廠進水水質水量波動劇烈、處理過程復雜多變、腐蝕性環境中儀表穩定性和可靠性難以保障等突出問題，提出了基于模型和大數據分析的自適應精準控制方法，建立了基于目標量、操作量與相關量的多因子調控模式，開發了高效智能沉砂提砂分砂精準除砂系統、三重精準曝氣控制系統、精準除磷系統、實時精準泥齡控制系統、多因子實時動態調控系統，實現了全流程精準控制。初沉池排泥濃度穩定控制在設
定值±300mg/L 以內，溶解氧控制在設定值±0.2mg/L 以內，污泥齡控制在設定值±12%以內。
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污染治理或環境修復效果
實現了污水處理廠運行過程中的智能化精準控制，電耗、藥耗和碳排放量降低 10%～40%。以國內首座百萬噸級污水處理廠高碑店污水處理廠原址提標項目為例，在生化池水力停時間比常規工藝縮短 1/3 的條件下，技術改造后生物脫氮除磷效率顯著提高，二級出水總氮降低 50%以上。
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技術示范情況
該技術已在北京中心城區總規模 413 萬 m3/d 的 11 座再生水廠應用，并輻射至雄安、南寧等地污水處理廠的提標增效項目。
率先應用于國內首座百萬噸級污水處理廠高碑店污水處理廠提標改造工程，實現高碑店污水處理廠無新增占地條件下的原址提標。生物池水力停留時間比常規工藝縮短 1/3，進水污染物負荷擴容超過設計值 25%，二級出水總氮降低 53%以上，深度出水指標穩定達到 GB3838-2002“準 IV 類”標準。出砂量提高了2.8 倍，粒徑≤0.2mm 的細砂礫質量占比 6.8%，去除量提高了 160倍；噸水曝氣電耗 0.09 kW·h，降低 38%；除磷藥劑投配率降低30%，外加碳源降低 87%，近三年累計節省電費及藥費上億元。
與常規工藝相比，節省工程費用上億元，為全國污水處理廠站提標增效工作從傳統到精準轉型具有示范作用。
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投資估算
以 10 萬 m3/d 污水處理廠為例，精準除磷控制系統投資 120萬元，精準脫氮系統投資 120 萬元，精準曝氣控制系統投資 280萬元，精準排泥控制系統投資 100 萬元，精準泥齡控制系統投
資 100 萬元。
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投資回收期
精準除磷系統、精準脫氮系統、精準曝氣統投資回收期約 3 年。
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技術成果轉化推廣前景
目前，我國在運行污水處理廠 5000 多座，處理能力近 2 億m3/d。該技術在全國推廣后，每年可節省用電 32 億度、外加碳源 387 萬 t（乙酸鈉）、除磷藥劑 363 萬 t，節約運行費用 75 億元，具有良好的經濟和社會環境效益。
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