中國水協科技委簡報

[ 2011 ]第4期

中國城鎮供水排水協會

科學技術委員會辦公室 編                     2011年8月15日

目  錄

1.       2011年水務信息與自動化應用“兩化”融合專題研討會在成都召開

2.       2011年全國城市供水水質監測預警技術研討會在沈陽召開

3.       深圳市制定兩部水規劃

4.       水質毒性生物監測儀（RTB）成功應用于深圳市水務集團各個水廠

5.       飲用水重金屬微污染物檢測研究中取得新成果

6.       近幾年來有關污水處理廠節能降耗的統計資料

供排水行業和專業相關科技信息

1.       2011年水務信息與自動化應用“兩化”融合專題研討會在成都召開

2011年7月，由中國水協科技委主辦，廣州市自來水公司和成都市排水有限責任公司承辦，于成都市召開了“2011年水務信息與自動化應用‘兩化’融合專題研討會”。會議由西南交通大學肖健教授所作的題為《工業自動化回顧與展望》的演講，之后來自全國各地供排水行業的十位專家分別作了精彩的報告，內容涵蓋水務行業信息化與自動化“兩化”融合過程中的網絡技術、軟硬件結構設計、儀器儀表技術等各個方面。  

研討會發表的論文集共42篇文章，涉及城市供排水的整體系統、局部體系和單元項目，就信息與自動化應用融合的成果和技術發展作了論述。

《淺析供水安全保障信息系統的構建》闡述了南方地區針對水源水質的特點，構建以水源水質為前饋，管網輸配水水質監測為反饋的水質監測、預警、應急機制，實現“水源水質預警—水廠水質調控—管網水質監測”的全流程供水安全信息技術集成。

《成都排水公司信息化建設構想》提出了成都排水公司未來生產和管理實現自動化、網絡化、信息化、提高企業運行、管理效率和發展壯大的信息化、自動化途徑。

《800兆集群系統在保障亞運供水中的應用》闡述了廣州市自來水公司，應用集群網絡，實現廣播、掃描、組呼和動態重組等功能，可應用于應急管理和日常調度。廣州亞運會應用該系統很成功。

《污水處理廠溶解氧自動控制系統運行優化》介紹了廣州西朗污水廠溶解氧自動控制系統的運行優化經驗。

2.       2011年全國城市供水水質監測預警技術研討會在沈陽召開

2011年7月，中國水協科技委組織，在沈陽舉辦了“全國城市供水水質監測預警技術研討會”會議，報告了國家水專項主題《飲用水安全保障技術研究與示范》中的《供水水質監控預警及應急技術研究與示范》中的子課題研究。其應用示范概括為：

濟南市水質監測某平臺上集成與應用

信息來源：濟南市五個水庫、七個水廠、二十九個管網監測點共計105個參數

預警因子：氨氮、COD_Mn、石油類、綜合毒性等

預警事件：藻類、石油類泄漏。

東莞市、杭州市示范應用已建成類似濟南市的實現平臺，其預警因子與事件增加咸潮一項。

應用實例

2011年6月4日浙江省建德市發生新安江苯酚污染事件，大約20噸苯酚隨地表水流入新安江，造成部分水體嚴重污染。事發后當地環保部門在第一時間將事故通報給課題組。課題組立即進行事故分析和模擬苯酚事件后續工作：苯酚污染物在環境中的計算機模擬和歸趨分析。

3.       深圳市制定兩部水規劃

2011年7月15日深圳市由市長、市城市規劃委員會主任委員許勤召開了城市規劃委員會2011年第一次會議。會議原則通過了《深圳市雨洪利用系統布局規劃》（以下為“雨洪規劃”）和《深圳市再生水布局規劃》（以下為“再生水規劃”）。

“雨洪規劃”系統引導和推廣以低沖擊開發為特色的雨洪利用，改善城市生態環境、緩解水資源供需矛盾，減少城市洪澇災害，初步控制雨水徑流污染，實現人、水、城市的和諧相處。

“再生水規劃”提出，實現水資源的循環再生和可持續利用。近期結合污水設施建設計劃，在再生水用戶較集中的區域建設再生水廠，以生態補水為主，試點回用于工業用水和城市雜用水。

美國的“低沖擊開發”理念（LID）（也有稱為“低影響開發”）是20世紀90年代美國馬里蘭州首先提出的一種雨洪控制利用管理技術體系。其基本原理是模擬自然。LID采用了分散的小規模措施對雨水徑流進行源頭控制，減少收集與傳輸，通過模擬自然水文條件，利用土壤覆蓋物和植物群落對徑流進行過濾，使其滲入地下。LID的主要措施包括植物淺溝、緩沖帶、透水鋪裝、雨水花園和綠色屋頂等。

4.       水質毒性生物監測儀（RTB）成功應用于深圳市水務集團各個水廠

由深圳市水務集團自主研發的“水質毒性生物監測儀（RTB）”是通過實時采集斑馬魚在水中的行為參數，并與在正常水體中魚的行為參數相比較，通過統計分析，計算水體的綜合毒性指數，根據毒性指數的不同范圍，實現對水質綜合毒性的實時監測和報警。該儀器由生物培養系統、圖像采集系統、處理系統、數據處理與分析系統、報警信息發布系統等部分組成。儀器性能優越、指標完整、特點鮮明，與目前國內外同類監測儀相比，性價比很佳。

深圳第26屆世界大學生夏季運動會前夕，深圳自來水廠和部分水源地都裝置了RTB儀，成為水質預警“衛士”。另外，配置有RTB儀的還有深圳茜坑水庫上埔泵站、山東耿井水廠、山東鵲山水庫、河南濮陽市供水管理處的兩個泵站。

5.       飲用水重金屬微污染物檢測研究中取得新成果

在國家科技部立項的國家重大研究計劃“應用納米技術去除飲用水中微污染物的基礎研究”的支持下，中科院合肥物質科學研究院智能所研究并發展了基于熒光檢測方法的新機制，設計了相應的檢測體系，實現了對飲用水中汞離子選擇性的高靈敏度的光學探測。

飲用水安全問題已日益受到世界范圍內的普遍關注。探索納米技術在水中微污染物新的檢測方法和機制，對飲用水進行安全性評估，是一項具有挑戰性的重要研究工作。智能所仿生功能材料和傳感器件研究中心劉錦淮研究員課題組王進副研究員和孔令濤博士后等共同合作，利用碳納米材料石墨烯的熒光淬滅和納米金的熒光增強協同效應，發展了一種新型雜交式的“淬滅/增強熒光”機制，實現了對飲用水中汞離子選擇性的高靈敏度的光學探測。除了關注水中無機微污染物的檢測之外，課題組研究人員在水中有機微污染物的痕量探測方面也取得了新成果。利用杯狀大環物對有機污染物選擇性的捕捉能力，將其修飾在碳納米材料或納米金的表面，通過光電信號的分析，有效地實現了對芳香類有機污染物的低濃度的檢測�；�于上述富有成果的系列研究工作，智能所研究人員還將在具有特殊光學性質的納米材料的基礎上，進一步探索發展新的光學探測機制和方法，以期實現飲用水中微污染物的超敏感檢測。

6.       近幾年來有關污水處理廠節能降耗的統計資料

節能降耗是目前城市污水處理廠開展的主要工作之一，本部分內容作為一種技術交流，旨在為污水處理廠的技術人員，提供前沿的科研統計資料，有助于推動節能降耗工作的順利進行。

（1）    楊凌波等采用描述統計、聚類分析、非參數檢驗、相關分析、非線性回歸分析等方法, 選取我國559座城鎮污水處理廠2006年的能耗狀況及其影響因素并進行了統計分析和定量規律識別，得出我國城鎮污水處理廠平均電耗為0. 290 kW h /m³, 82% 以上的污水處理廠電耗不超過0. 440 kW h /m³。同時，作者對二級處理工藝電耗由高到低進行排序，依次為: 延時曝氣、SBR、生物膜、氧化溝、A /O、傳統活性污泥法、A² /O、土地處理和人工濕地、AB, 我國污水處理廠最常見的氧化溝工藝在能耗方面不占優勢。

（我國城市污水處理廠能耗規律的統計分析與定量識別. 2008. 給水排水. 34(10),42-45）

（2）    孟德良等分析了德國污水處理廠的數據，并總結：根據規模為10 001～100 000 人污水廠的調查結果,其主要耗能設施的能耗分布為: 曝氣池曝氣6138 ～32140 kW·h/ (人·天) ;污水過濾1177～9120 kW·h/ (人·天) ;進水泵房1103～7158 kW·h/ (人·天) ;污泥消化1101～7137 kW·h/ (人·天) ;污泥回流0199～6108 kW·h/ (人·天) ;污水混合0164～4182 kW·h/(人·天) ;內循環0145～4171 kW·h/ (人·天) ;沉砂池0102～4112 kW·h/ (人·天) ;中間泵房1118～4101kW·h/ (人·天) ; 二沉池排泥0115 ～ 3140 kW·h/(人·天)；接受調查的所有大于10 000 人的污水廠主要單體處理設施的平均能耗為: 曝氣池曝氣15190kW·h/ (人·天) ;污水過濾5164 kW·h/ (人·天) ;進水泵房3113 kW·h/ (人·天) ;消化池攪拌1101～7137kW·h/ (人·天) ;污泥回流2158 kW·h/ (人·天) ;污水攪拌(脫N) 2101 kW·h/ (人·天) ;內循環(脫N) 1175kW·h/ (人·天) ;預處理1119 kW·h/ (人·天) ;沉砂池曝氣1183 kW·h/ (人·天) ; 中間泵房2156 kW·h/(人·天) ;初沉池排泥0118 kW·h/ (人·天) ;二沉池排泥0142 kW·h/ (人·天) ;污泥脫水0191 kW·h/ (人·天)等。其中,曝氣耗能最大。

（污水處理廠的能耗與能量的回收利用.2002.給水排水.28(4),18-20）

（3）    高旭等綜述了國內外30 余年城市污水處理在能耗分析、能源使用的審計與管理以及節能工藝和運行方式的開發等領域的研究進展，總結污水處理廠節能降耗的關鍵點是在（a）提高曝氣系統的效率，主要方式是改變曝氣系統的運行方式，克服微孔曝氣設備的缺陷，和自動控制系統的應用；（b）污泥處理的能量回收，包括污泥厭氧消化氣的利用和污泥焚燒熱的利用，前者用消化氣能解決污水廠不同程度的能量自給問題，后者將城市固體廢物焚燒場建在污水處理廠旁, 將固廢與污水污泥一起焚燒，獲得的電能用于處理廠的運轉。

（城市污水處理能耗能效研究進展. 2002.重慶大學學報. 25(6) , 143-148）

（4）    劉禮祥等以南方某水廠運行三年的經驗為例，重點闡述了包括節能關鍵點識別方法、離心風機精確曝氣控制與轉刷時序控制等技術，并說明此運行實踐已累計節電628. 59 ×10⁴ kWh, 節能效果顯著。

（城市污水廠全流程節能降耗示范工程分析. 2010.中國給水排水. 26(18), 134-138）

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