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王佳伟:让污水处理厂插上科技的翅膀

 

 

如果通过技术可以让机器设备自己适应污水变化,在污水处理过程中对各项水体参数进行动态处理,那么污水处理也就实现了智能化,进而打造污水处理的智慧工厂是北京排水集团科技研发中心主任王佳伟的梦想。在过去的十几年,他和同事们共同致力于研发污水处理的先进手段和智能模式,目前初步实现自动化控制,智慧水厂也初具雏形。

摸索:自主研发沼气脱硫装置

2003年,王佳伟进入了全国最早成立企业研发中心的北京排水集团。当时,北京排水集团成立了一个新的科研项目:沼气脱硫。 厌氧消化在当时是非常先进的技术,但在处理污水过程中,会产生有毒有害气体,所以专门成立了沼气脱硫这一攻关课题。”王佳伟说,排水集团给出的时间是4个月,11月15日前必须实验成功,否则就要从其他行业引进技术。正值酷暑,白天,全副武装的王佳伟跟同事们一起在现场做实验,1次、2次、100次、300次……到了晚上,进入实验室检测分析数据。到了10月,天气渐渐凉爽下来,实验终于有了些眉目。“那年的雪下得特别早,11月初就下了第一场雪。”王佳伟记得特别清楚。当时,实验装置被雪盖住,大家一起扫雪,在寒冷的北风中做实验。11月10日,实验终于取得了稳定的效果,北京排水集团建成了自主研发的第一个沼气脱硫装置。这项技术研发成功每年为企业节省成本500多万元,也开启了王佳伟污水资源化利用和节能降耗的研发、转化和产业化事业。

研发:脱氮除磷节能控制系统

脱氮除磷节能控制系统是一项基于国家布局,集团讨论的污水处理技术。这项现在看来非常普通的技术,在当时大家都不是很了解,技术原理和操作方法大家都不了解。王佳伟带领团队从零做起。他学习了自动控制原理、数学建模和互联网知识,结合自己污水处理的专业知识,开发了全国最大的一套试验装置。王佳伟带领团队每天24小时值守,分时取样进行数据分析,就这样盯了一年半。在分析数据基础上,他还经常到生产一线了解情况,探索将控制系统的指令设计与生产实践结合的有效途径。“工人更关注实际操作方便、指令准确这些非常具体的东西。”就这样,王佳伟的研究思路不断成熟,最终开发了基于脱氮除磷原理的前馈模型和反馈调节相结合的优化控制技术,并结合互联网,实现了工业化和信息化在污水处理行业的融合,形成了具有污水处理行业特色的污水处理厂动态调度控制系统,这是国内首次实现污水处理技术从单一污染物减排到多元综合利用的转变。自动化除磷加药系统,减少了人工干预,每年为企业带来经济效益1000万元以上。

梦想:污水资源化系统“马车换汽车”

王佳伟的创新精神伴随着他一路走来的轨迹。随着北京市污水资源化工作的深入开展,王佳伟确认国际上正处于研究前沿的正渗透膜分离技术对于污水中的污染物可进行直接分离,既易于精确控制,同时显著减少占地、并可完全开发污水中潜在的能源,实现高效节能的污水深度处理。因此,他利用赴哈佛大学研修机会,潜心学习该项国际前沿技术。从装置设想到模型搭建,从前沿理论到数理分析,王佳伟在访学期间设计构建了1套以正渗透技术为核心的新型污水资源化利用系统,开展正渗透污水深度处理的试验研究,掌握了正渗透技术的工艺操作参数和膜污染控制方法。“目前我们仅仅是掌握了工艺参数,距离应用还需要做很多工作。技术一旦突破意义非常重大,好比一辆崭新的汽车。”正在科研道路上飞奔的王佳伟,希望污水资源化利用可以尽快由“马车”转变为“汽车”。

 

个人简介

王佳伟,男,汉族,1976年5月出生,中共党员,清华大学博士研究生毕业,教授级高级工程师,哈佛大学访问学者,现任北京城市排水集团有限责任公司科技研发中心主任。承担完成了国家和省部级课题研究7项,获得了国家科技进步奖1项,国际水协会全球项目创新奖1项,省部级科技进步奖5项,获得首都劳动奖章和全国水业杰出青年等荣誉。

 

编辑:高铭

 

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