直接经济效益7亿多元、废水重复利用率可达六成……广州中国科学院沈阳自动化研究所分所（以下简称“广州沈自所分所”）智能工厂技术研发中心主任于广平博士带领团队扎根南沙九年，沉心在印染废水里“淘金”，通过精细化的智能管控技术为工业企业废水处理盘算出一笔漂亮的经济账。
于广平在互太污水处理厂
该团队研发的印染废水智能管控关键技术，已在全国30多家企业投入应用，日前荣获2019年度广东省科学技术奖科技进步二等奖。他们为印染废水处理流程引入大数据技术和先进控制算法，研发出国际领先的检测仪表，让废水处理厂拥有更灵活的“大脑”和更精密的“眼睛”，有效减少了药耗、电耗等成本。
在南沙大型纺织印染企业互太（番禺）纺织印染有限公司，这套智能管控系统一年就能节省超1000万元的废水处理费用，成为南沙工业企业技术升级改造进程中的产学研合作典范。
研发检测仪表 “看”透水质动态变化
纺织印染企业是传统的“用水大户”。从各个印染车间不定时排放出的废水里，含有大量染料、助剂、油剂、酸碱、纤维等杂质，水质复杂多变，处理起来并不容易。一般而言，印染废水的净化需要经过物化处理、生化处理、深度处理三个步骤，将COD（化学需氧量）、氨氮等指标降到排放标准以内。
其中，靠微生物降解有机物的生物反应环节是一个典型的大滞后过程，耗时最长，需要经过数小时才能检测到废水的处理效果，中间状态难以及时感知。
准确掌握废水水质和微生物活性的动态变化，是实现精细调控的前提之一。为此，于广平和团队研发了两套检测仪表，分别实现COD、氨氮等多水质参数的在线检测和微生物活性的动态评估，提前了解微生物“要干的活儿多不多、难不难”，以及“干活效率高不高”。
“检测仪表相当于整个智能管控系统的‘眼睛’，只有及时看到数据，‘大脑’才能作出决策反应，调整加药量或微生物供氧量。”于广平说道，其中微生物活性检测在15分钟内便可快速获知结果，一改往常结果反馈大滞后的难题，为后续生化反应调控打下基础。经相关专家组评价，该检测仪表已经达到国际领先技术水平。
“大脑”自动匹配 精准加药不过量
印染废水处理环节的工艺优化，是广州沈自所分所团队取得的另一项关键技术突破。
传统的废水物化处理中，往往会过量添加药剂，以确保最恶劣的水质情况也能稳定达标，药剂成本可占到废水处理总费用的一半。此外，成本支出的大头，还包括生化环节供氧风机的用电。于广平发现，精细控制好这两块的工艺流程，可以大幅降低废水处理成本。
在互太纺织的废水处理厂内，他们搭建起智能化管控系统，将过往的水质数据、对应的加药和供氧方案、处理效果记录下来。“通过大数据和先进过程控制算法，废水一进入废水处理厂，系统马上就能自行匹配历史工况数据，调用对应的处理过程优化控制模式。”于广平介绍，这是系统“大脑”的决策过程，自动确定优化设定值，通过基础回路控制实现对药量、微生物供氧量的动态调控，减少浪费。
值得一提的是，该系统还能“复盘”废水处理各个环节，持续调整优化各类设定值。据统计，互太纺织废水处理厂应用了这套印染废水处理智能管控关键技术后，药剂用量减少30%，废水回用率达到60%，节能降耗效益显著，每年节省的废水处理人力、药耗、电耗等成本合计超过1000万元。
“成为业内工艺专家” 直接经济效益超7亿元
如今，广州沈自所分所印染废水处理智能管控关键技术已在广东溢达纺织、佛山佳利达环保科技股份有限公司等全国30多家企业获得应用，并出口至“一带一路”沿线国家，应用该技术的废水处理规模达3.6亿吨/年，直接经济效益超过7亿元。
从2011年扎根南沙至今，于广平和团队的技术成果转化之路迎来了第九个年头。从技术研发到产业化，产学研合作的探索并不轻松。
“企业熟悉行业工艺，但未必了解你的技术，要跟他们对话，我们首先要成为业内的工艺专家。”于广平认为，科研院所为企业提供的技术也并非越超前越好，这同样要跟企业的实际需求相平衡。“这是一个需求驱动的过程，从这个角度看，是企业在引导我们的技术发展。”
于广平透露，项目团队目前开发出了“中科智穗云-综合环保智能管控云平台”，集成线下线上的智能化管控技术，除印染废水处理之外，还支持废气处理、固废处理、流域治理等应用场景，有望开拓更大的环保行业市场。
