打造污水處理的智慧工廠(chǎng)——記“全國勞動(dòng)模范”王佳偉

王佳偉進(jìn)行污水實(shí)驗 北京排水集團供圖

□本報通訊員 張爽 康琪

一身白大褂，一排實(shí)驗瓶，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(zhuān)業(yè)博士畢業(yè)后，王佳偉在北京城市排水集團一干就是18年，如今已成長(cháng)為集團科技研發(fā)中心主任，2020年榮獲“全國勞動(dòng)模范”榮譽(yù)稱(chēng)號。

經(jīng)過(guò)生產(chǎn)一線(xiàn)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)轉化工作的落地。他帶領(lǐng)研發(fā)中心團隊通過(guò)反復論證，提出了建設“全國水環(huán)境科創(chuàng )中心”、北京方莊“未來(lái)水廠(chǎng)”等具體實(shí)施規劃方案，完成了一批科技項目。王佳偉堅定創(chuàng )新與實(shí)踐的執著(zhù)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，當時(shí)正值新的科研項目研發(fā)——沼氣脫硫，這是北京第一家大規模排水企業(yè)采用厭氧消化處理污水。

“厭氧消化在當時(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，所以研究沼氣脫硫專(zhuān)門(mén)成立了課題組，集團給出的實(shí)驗時(shí)間是4個(gè)月?！蓖跫褌セ貞浀?。

時(shí)值酷暑。白天，全副武裝的王佳偉跟同事們一起在現場(chǎng)做實(shí)驗，一次、兩次、一百次……晚上，又進(jìn)入實(shí)驗室檢測分析數據。經(jīng)過(guò)大家不懈努力，2003年11月10日，實(shí)驗終于取得了穩定成果，集團建成了自主研發(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，可是當再生水回補至河湖時(shí)，水體富營(yíng)養化很難避免。如何避免回補時(shí)出現水體富營(yíng)養化，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)習了自動(dòng)控制原理、數學(xué)建模和互聯(lián)網(wǎng)知識，結合污水處理的專(zhuān)業(yè)知識，開(kāi)發(fā)了一套實(shí)驗裝置。實(shí)驗的過(guò)程漫長(cháng)而艱辛，他帶領(lǐng)團隊每天24小時(shí)值守，分時(shí)取樣進(jìn)行數據分析，就這樣“盯”了一年半的時(shí)間。除了每天“泡”在實(shí)驗室，他還經(jīng)常到生產(chǎn)一線(xiàn)了解情況，探索將控制系統的指令設計與生產(chǎn)實(shí)踐結合的有效途徑。

經(jīng)過(guò)縝密的實(shí)驗與分析，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節相結合的優(yōu)化控制技術(shù)，并結合互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現了工業(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(chǎng)動(dòng)態(tài)調度控制系統，這也是國內首次實(shí)現污水處理技術(shù)從單一污染物減排到多元綜合利用的轉變。

科學(xué)精神引領(lǐng)向前

由于脫氮除磷處理工藝相對復雜，王佳偉帶領(lǐng)團隊建立了一個(gè)每天可處理300噸污水的實(shí)驗裝置，以此模擬和實(shí)驗在各種條件下對污染物去除的影響。

在研究的過(guò)程中需要反復進(jìn)行實(shí)驗，不斷調整工藝，每一個(gè)環(huán)節，他都秉持嚴謹求實(shí)的科學(xué)精神進(jìn)行探索研究，有時(shí)為了保證數據的科學(xué)性和連續性，需要進(jìn)行至少十幾個(gè)小時(shí)的測試實(shí)驗。

終于，在團隊的不懈努力下，在一次次的實(shí)驗和數據分析中，實(shí)現了在合理范圍內的精準脫氮除磷，使再生水水質(zhì)穩定達標。僅脫氮一項，應用新技術(shù)就將污水中氮的數值降低了一半以上。

“這項生物處理工藝高效脫氮除磷節能控制技術(shù)在北京排水集團的‘三年行動(dòng)計劃’中得到推廣應用，再生水水質(zhì)得到了進(jìn)一步提升?！蓖跫褌フf(shuō)。

技術(shù)創(chuàng )新實(shí)現雙贏(yíng)

隨著(zhù)再生水水質(zhì)變好，出水穩定達標，王佳偉又開(kāi)始琢磨新的研究方向。結合自己在北京高碑店污水處理廠(chǎng)工作8年的實(shí)踐積累，他始終認為，污水處理廠(chǎng)在運行方面還有進(jìn)一步優(yōu)化的空間，為此他開(kāi)始積極探索水廠(chǎng)的自動(dòng)化、智能化運行。

“污水處理是一個(gè)復雜的微生物過(guò)程，由于污水本身具有腐蝕性，所以一些設備設施不太容易實(shí)現自動(dòng)化?！蓖跫褌ケ硎?，研究自動(dòng)化、智能化運行技術(shù)具有重要意義，可在合理能耗水平下，盡量減少人工干預，以此實(shí)現能耗和物耗的雙節約。

面對此項研究涉及的環(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，一邊加強自身學(xué)習，掌握自動(dòng)控制原理、數學(xué)建模等相關(guān)知識，一邊統籌精干力量，聚力開(kāi)展研究。他帶領(lǐng)團隊建立了實(shí)驗模型預測和計算藥物的投加量及參數，做好實(shí)驗參數的記錄和分析，查看數據變化趨勢是否與預測預想的相符合，并根據實(shí)際情況不斷調整參數。

王佳偉為了將實(shí)驗成果與現有工藝更好地結合，帶著(zhù)技術(shù)實(shí)施方案來(lái)到了再生水廠(chǎng)，積極推動(dòng)技術(shù)成果的應用轉化，希望技術(shù)可以更好地服務(wù)基層?！巴ㄟ^(guò)再生水廠(chǎng)的升級改造，實(shí)現了精準曝氣，加藥除磷、脫氮等正在逐步實(shí)現智能化?！?/p>

作為技術(shù)骨干，王佳偉先后承擔了國家高技術(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省部級課題的研究工作，解決了國內污水處理廠(chǎng)處理設施能耗高、達標不穩定等一系列問(wèn)題，研究成果獲得了國家科技進(jìn)步獎1項，國際水協(xié)會(huì )全球項目創(chuàng )新獎1項，省部級科技進(jìn)步獎5項。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?wù)隆薄叭珖畼I(yè)杰出青年”等榮譽(yù)稱(chēng)號。

王佳偉經(jīng)常囑咐團隊中的年輕人，科研要有前瞻性，“未來(lái)要繼續朝著(zhù)讓再生水廠(chǎng)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)推廣應用的創(chuàng )新鏈，讓科技創(chuàng )新真正應用到實(shí)際當中?！?nbsp;   

來(lái)源：中國水利報  作者: 張爽 康琪

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