“十二五”期間，由無錫市排水有限公司牽頭、清華大學(xué)等作為技術(shù)支持單位的“污水處理系統(tǒng)區(qū)域優(yōu)化運行及城市面源削減技術(shù)研究與示范”課題，以削減環(huán)太湖流域水網(wǎng)地區(qū)城市群水污染總負(fù)荷為核心，從城市區(qū)域?qū)用娉霭l(fā)，開展污水處理優(yōu)化運行、污水管網(wǎng)運行維護(hù)與高效管理、城市面源污染負(fù)荷評估方法與綜合控制技術(shù)等研究。通過技術(shù)研發(fā)、集成創(chuàng)新和綜合示范，在區(qū)域管理和調(diào)控層面，實現(xiàn)污水處理節(jié)能降耗、管網(wǎng)優(yōu)化運行及廠網(wǎng)聯(lián)合調(diào)度，建立城市面源綜合評估及控制技術(shù)體系，有力地促進(jìn)城市區(qū)域水環(huán)境質(zhì)量的改善。研究成果為工程示范點無錫市創(chuàng)建“城市水環(huán)境改善和飲用水安全保障”示范城市提供了重要的技術(shù)支撐，為城市區(qū)域水體的污染控制和水環(huán)境保護(hù)提供系統(tǒng)的技術(shù)支持和治理模式。
太湖流域是我國經(jīng)濟(jì)最為發(fā)達(dá)的地區(qū)之一，人口與經(jīng)濟(jì)對環(huán)境的壓力很大。“十一五”期間，無錫地區(qū)完成了城鎮(zhèn)污水處理廠的全面升級改造，出水可以達(dá)到一級A排放標(biāo)準(zhǔn)，“提標(biāo)改造”和“控源截污”等工作取得了明顯成效。但是，無錫地區(qū)仍然面臨著發(fā)展新階段出現(xiàn)的污水處理廠節(jié)能降耗、排水管網(wǎng)優(yōu)化運行和城市河網(wǎng)水質(zhì)保持等實際需求，亟須以城市排水管網(wǎng)和污水處理廠的區(qū)域性運行技術(shù)為重點，建立和完善城市污水收集、輸送、處理和排放的科技開發(fā)綜合平臺，并開展相關(guān)的工程示范和技術(shù)推廣。
本課題通過關(guān)鍵技術(shù)突破、集成創(chuàng)新和綜合示范，開發(fā)了“MBR工藝優(yōu)化運行控制技術(shù)”等6類城市區(qū)域水體污染控制關(guān)鍵技術(shù)、“污水處理工藝優(yōu)化運行控制器”等4類關(guān)鍵設(shè)備、“污水管網(wǎng)——污水處理廠”聯(lián)合運行與調(diào)度系統(tǒng)等3套應(yīng)用軟件，完成了“太湖流域城鎮(zhèn)污水處理廠一級A穩(wěn)定達(dá)標(biāo)工藝技術(shù)指南”等3項指南的編制，建設(shè)了梅村Ⅲ期MBR優(yōu)化運行示范工程等7項示范工程，發(fā)表論文40余篇，申請專利15項，獲得軟件著作權(quán)5項。通過城市排水技術(shù)的集成與創(chuàng)新，提高了無錫地區(qū)排水基礎(chǔ)設(shè)施的區(qū)域管理和宏觀調(diào)控能力，有力促進(jìn)城市區(qū)域水環(huán)境的保持和改善。為“環(huán)太湖河網(wǎng)地區(qū)城市水環(huán)境整治技術(shù)研究與綜合示范”項目總體目標(biāo)的實現(xiàn)提供了技術(shù)支撐和示范。
成果一：MBR工藝節(jié)能降耗與優(yōu)化運行技術(shù)
針對現(xiàn)有MBR工藝運行能耗偏高等問題，通過現(xiàn)場調(diào)查和監(jiān)測，識別出膜池曝氣和生化曝氣為節(jié)能降耗的關(guān)鍵，研發(fā)出脈沖曝氣等膜池曝氣控制技術(shù)、“氨氮——DO二階反饋”的生化池曝氣控制技術(shù)、膜污染清洗技術(shù)等，實現(xiàn)了MBR穩(wěn)定運行基礎(chǔ)上的節(jié)能降耗。成果分別在無錫梅村污水廠和城北污水廠得到應(yīng)用，建成示范工程2座，規(guī)模均為5萬m3/d，穩(wěn)定運行半年以上，出水水質(zhì)均穩(wěn)定地達(dá)到一級A排放標(biāo)準(zhǔn)，能耗相比示范前分別降低20.3%和15.6%。
成果二：氧化溝優(yōu)化運行與節(jié)能降耗自控系統(tǒng)技術(shù)
通過模型模擬優(yōu)化、控制策略設(shè)計、硬件系統(tǒng)開發(fā)、上下位機(jī)集成等工作，研發(fā)了氧化溝工藝優(yōu)化運行控制系統(tǒng)，包括轉(zhuǎn)碟曝氣、碳源投加以及除磷加藥等單元控制環(huán)節(jié)，采用“前饋補(bǔ)償——反饋控制”控制思想，可以根據(jù)進(jìn)水負(fù)荷的變化動態(tài)調(diào)整工藝運行參數(shù)。成果在城北污水廠得到應(yīng)用，建立Orbal氧化溝工藝節(jié)能降耗示范工程1項，規(guī)模5萬m3/d，出水水質(zhì)達(dá)到一級A，能耗與優(yōu)化運行前相比降低10.8%。
成果三：太湖流域一級A穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的工藝過程診斷與對策技術(shù)
以太湖流域已建成典型一級A排放標(biāo)準(zhǔn)城鎮(zhèn)污水處理廠為主要研究對象，構(gòu)建了城鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)運行效能評估診斷策略及實施方案，完成了太湖流域城鎮(zhèn)污水處理廠工藝運行效能分析報告，提出具有針對性的一級A 穩(wěn)定達(dá)標(biāo)工藝技術(shù)路線、對策技術(shù)、工程技術(shù)方案和運行控制方案，形成工藝技術(shù)指南，為太湖流域一級A排放標(biāo)準(zhǔn)污水處理廠的出水一級A穩(wěn)定達(dá)標(biāo)提供技術(shù)支持。
成果四：城市排水管網(wǎng)優(yōu)化運行與管理技術(shù)
為提高污水管網(wǎng)的數(shù)字信息化管理水平，建立了無錫城北污水處理廠上游污水管網(wǎng)的數(shù)據(jù)庫模型，開發(fā)了適用于我國管網(wǎng)運行條件的多指標(biāo)在線監(jiān)測設(shè)備、管網(wǎng)缺陷智能檢測系統(tǒng)、污水管道短管原位修復(fù)技術(shù)以及管網(wǎng)智能巡檢養(yǎng)護(hù)系統(tǒng);建立了污水管網(wǎng)、污水泵站、污水處理廠的多級聯(lián)動控制系統(tǒng)，實現(xiàn)污水管網(wǎng)——污水處理廠的聯(lián)動優(yōu)化運行。
成果五：城市面源污染特征及其削減技術(shù)
研發(fā)了三種基于滲濾的面源污染控制技術(shù)——高效吸附凈化帶、地下潛流阻隔墻、原位凈化蓄水回用停車位，并建立了示范工程，長期監(jiān)測數(shù)據(jù)表明三種吸附凈化系統(tǒng)對SS、COD、總磷的去除率分別超過70%、50%、70%，有效減少了徑流中的污染物。完成了城市面源污染綜合控制管理系統(tǒng)的開發(fā)與設(shè)計，形成指南1項。
成果六：城市中度污染緩流水體凈化技術(shù)
針對示范區(qū)域緩流水體的水質(zhì)特點，開發(fā)了低碳氮比緩流水體高效脫氮技術(shù)和零價鐵微電解去除微污染水中磷技術(shù)，研究了緩釋碳源高效脫氮系統(tǒng)和新型混合營養(yǎng)型反硝化脫氮系統(tǒng)。建成兩條中度污染斷頭河道的水質(zhì)凈化與修復(fù)示范工程，除總氮外，其余水質(zhì)指標(biāo)均達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002)IV類標(biāo)準(zhǔn)，生態(tài)系統(tǒng)逐步恢復(fù)。
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