直接經濟效益7億多元、廢水重復利用率可達六成……廣州中國科學院沈陽自動化研究所分所（以下簡稱“廣州沈自所分所”）智能工廠技術研發中心主任于廣平博士帶領團隊扎根南沙九年，沉心在印染廢水里“淘金”，通過精細化的智能管控技術為工業企業廢水處理盤算出一筆漂亮的經濟賬。
該團隊研發的印染廢水智能管控關鍵技術，已在全國30多家企業投入應用，日前榮獲2019年度廣東省科學技術獎科技進步二等獎。他們為印染廢水處理流程引入大數據技術和先進控制算法，研發出國際領先的檢測儀表，讓廢水處理廠擁有更靈活的“大腦”和更精密的“眼睛”，有效減少了藥耗、電耗等成本。
在南沙大型紡織印染企業互太（番禺）紡織印染有限公司，這套智能管控系統一年就能節省超1000萬元的廢水處理費用，成為南沙工業企業技術升級改造進程中的產學研合作典范。
研發檢測儀表 “看”透水質動態變化
紡織印染企業是傳統的“用水大戶”。從各個印染車間不定時排放出的廢水里，含有大量染料、助劑、油劑、酸堿、纖維等雜質，水質復雜多變，處理起來并不容易。一般而言，印染廢水的凈化需要經過物化處理、生化處理、深度處理三個步驟，將COD（化學需氧量）、氨氮等指標降到排放標準以內。
準確地掌握水質動態變化
其中，靠微生物降解有機物的生物反應環節是一個典型的大滯后過程，耗時最長，需要經過數小時才能檢測到廢水的處理效果，中間狀態難以及時感知。“這就好比洗澡的時候，皮膚感覺水太燙了，但過了半天大腦才收到信息，這時候再調水溫就太晚了。”于廣平打了個比方。
準確掌握廢水水質和微生物活性的動態變化，是實現精細調控的前提之一。為此，他和團隊研發了兩套檢測儀表，分別實現COD、氨氮等多水質參數的在線檢測和微生物活性的動態評估，提前了解微生物“要干的活兒多不多、難不難”，以及“干活效率高不高”。
用“眼睛”看數據
“檢測儀表相當于整個智能管控系統的‘眼睛’，只有及時看到數據，‘大腦’才能作出決策反應，調整加藥量或微生物供氧量。”于廣平說道，其中微生物活性檢測在15分鐘內便可快速獲知結果，一改往常結果反饋大滯后的難題，為后續生化反應調控打下基礎。經相關專家組評價，該檢測儀表已經達到國際領先技術水平。
廢水可生化性在線檢測分析儀（微生物活動在線檢測裝置）示意圖
“大腦”自動匹配，精準加藥不過量
印染廢水處理環節的工藝優化，是廣州沈自所分所團隊取得的另一項關鍵技術突破。
傳統的廢水物化處理中，往往會過量添加藥劑，以確保最惡劣的水質情況也能穩定達標，藥劑成本可占到廢水處理總費用的一半。此外，成本支出的大頭，還包括生化環節供氧風機的用電。于廣平發現，精細控制好這兩塊的工藝流程，可以大幅降低廢水處理成本。
印染廢水處理遠程智能管控系統
在互太紡織的廢水處理廠內，他們搭建起智能化管控系統，將過往的水質數據、對應的加藥和供氧方案、處理效果記錄下來。“通過大數據和先進過程控制算法，廢水一進入廢水處理廠，系統馬上就能自行匹配歷史工況數據，調用對應的處理過程優化控制模式。”于廣平介紹，這是系統“大腦”的決策過程，自動確定優化設定值，通過基礎回路控制實現對藥量、微生物供氧量的動態調控，減少浪費。
值得一提的是，該系統還能“復盤”廢水處理各個環節，持續調整優化各類設定值。據統計，互太紡織廢水處理廠應用了這套印染廢水處理智能管控關鍵技術后，藥劑用量減少30%，廢水回用率達到60%，節能降耗效益顯著，每年節省的廢水處理人力、藥耗、電耗等成本合計超過1000萬元。
印染廢水處理智能管控現場
“成為業內工藝專家”，直接經濟效益超7億元
數據
如今，廣州沈自所分所印染廢水處理智能管控關鍵技術已在廣東溢達紡織、佛山佳利達環�？萍脊煞萦邢薰�司等全國30多家企業獲得應用，并出口至“一帶一路”沿線國家，應用該技術的廢水處理規模達3.6億噸/年，直接經濟效益超過7億元。
從2011年扎根南沙至今，于廣平和團隊的技術成果轉化之路迎來了第九個年頭。從技術研發到產業化，產學研合作的探索并不輕松。
“企業熟悉行業工藝，但未必了解你的技術，要跟他們對話，我們首先要成為業內的工藝專家。”于廣平認為，科研院所為企業提供的技術也并非越超前越好，這同樣要跟企業的實際需求相平衡。“這是一個需求驅動的過程，從這個角度看，是企業在引導我們的技術發展。”
他透露，項目團隊目前開發出了“中科智穗云-綜合環保智能管控云平臺”，集成線下線上的智能化管控技術，除印染廢水處理之外，還支持廢氣處理、固廢處理、流域治理等應用場景，有望開拓更大的環保行業市場。
編輯：劉嘉欣
來源：南沙區融媒體中心
文字：余麗穎
圖片：李夏同
原標題：《污水“淘金”，年“賺”千萬？！》