[01923612]微生物活性在线检测与智能调控技术

面向国家“双碳”战略目标，污水处理行业减污降碳、协同增效是必然要求。污水生物处理系统是一个典型黑箱，现有在线检测技术手段侧重于水质指标的检测，微生物学指标缺乏，无法及时准确反映系统运行状态。与此同时，当前针对污水处理系统的优化调控往往基于人工经验，运行管理较为粗放，运行不稳定、成本高、碳排放高等共性问题凸显，难以满足减污降碳新需求。

本技术成果以微生物活性在线检测与智能调控为核心，迭代开发获得具有自主知识产权的微生物活性（三磷酸腺苷，ATP；比耗氧呼吸速率，SOUR）在线检测设备2类，研发了基于微生物活性的进水可快速降解有机物表征技术、进水波动与有毒物质预警技术、微生物浓度与组成表征技术、污泥沉降性能评价技术以及出水氨氮浓度快速评价技术等，实现了污水处理系统全流程动态监控。构建了系列污水处理系统诊断预警模型，攻克了模型数据量少导致预测精度不够、多水质指标同步最优预测难、水质指标长期准确预测难等关键问题，有效提升了诊断预警准确性与靶向性。率先将微生物活性在线检测数据有机融合到出水水质、污水处理性能预测与控制模型的构建过程，突破了基于微生物活性精准调控技术瓶颈。集成上述成果开发获得可视化智能决策系统，创新实现运行管理模式由“末端反馈调控”转变为“过程反馈调控”，处理成本与碳排放均可降低10%以上，助力污水处理设施动态诊断、智能预警、精准调控、减污降碳。成果取得专利11项，登记软著8项，获得中国循环经济协会科学技术二等奖1项，完成应用示范5个，入选科创中国·天府科技云服务大会特别推荐优质科创项目（2024）、西南生态环境保护实用技术汇编（2024）、成都市绿色低碳先进技术工艺（2023）。

本技术成果属于智慧水务领域，可用于市政污水、农村场镇和工业废水处理领域的精细化管理过程。针对市政污水处理，主要优化能耗物耗，以降低运行成本、减少温室气体排放；针对工业废水处理，重点关注进水毒性预警和工艺优化调控，确保高效经济运行；针对农村污水处理，聚焦于无人值守和区域远程可视化管理，大幅降低人力成本。该技术成果亦可拓展应用于低碳脱氮技术开发、河流湖泊水质评估、智能发酵过程动态监控与优化等多个领域。

据中投产业研究院数据，2021年我国智慧水务市场规模达到159.4亿元，预计2027年将达到565.3亿元，年均复合增长率22.14%，蕴藏巨大数字化红利，市场前景非常广阔。通过本技术成果的应用，可加速现有污水处理设施的智慧化改造进程，带动相关软硬件产业的发展。未来5年内，本技术成果的市场占有率预计达到5%左右，可带动环保设备及计算机软硬件等相关产业产值25亿元以上。在降本增效方面，以处理规模为5万吨/天的污水处理厂为例，预计每年可节省运行成本200万元，碳减排1200余吨，具有显著的经济、社会和环境效益。