如果通過技術(shù)可以讓機器設備自己適應污水變化，在污水處理過程中對各項水體參數(shù)進行動態(tài)處理，那么污水處理也就實現(xiàn)了智能化，進而打造污水處理的智慧工廠，這正是北京排水集團科技研發(fā)中心主任王佳偉的夢想。在過去的十幾年里，他和同事們共同致力于研發(fā)污水處理的先進手段和智能模式，目前已初步實現(xiàn)自動化控制，智慧水廠也初具雛形。

摸索：自主研發(fā)沼氣脫硫裝置

2003年，王佳偉進入了全國最早成立企業(yè)研發(fā)中心的北京排水集團。當時，北京排水集團成立了一個新的科研項目：沼氣脫硫。 厭氧消化在當時是非常先進的技術(shù)，但在處理污水過程中，會產(chǎn)生有毒有害氣體，所以專門成立了沼氣脫硫這一攻關(guān)課題。”王佳偉說，排水集團給出的時間是4個月，11月15日前必須實驗成功，否則就要從其他行業(yè)引進技術(shù)。正值酷暑，白天，全副武裝的王佳偉跟同事們一起在現(xiàn)場做實驗，1次、2次、100次、300次……到了晚上，進入實驗室檢測分析數(shù)據(jù)。到了10月，天氣漸漸涼爽下來，實驗終于有了些眉目。“那年的雪下得特別早，11月初就下了第一場雪。”王佳偉記得特別清楚。當時，實驗裝置被雪蓋住，大家一起掃雪，在寒冷的北風中做實驗。11月10日，實驗終于取得了穩(wěn)定的效果，北京排水集團建成了自主研發(fā)的第一個沼氣脫硫裝置。這項技術(shù)研發(fā)成功每年為企業(yè)節(jié)省成本500多萬元，也開啟了王佳偉污水資源化利用和節(jié)能降耗的研發(fā)、轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)化事業(yè)。

研發(fā)：脫氮除磷節(jié)能控制系統(tǒng)

脫氮除磷節(jié)能控制系統(tǒng)是一項基于國家布局，集團討論的污水處理技術(shù)。這項現(xiàn)在看來非常普通的技術(shù)，在當時大家都不是很了解，技術(shù)原理和操作方法大家都不了解。王佳偉帶領(lǐng)團隊從零做起。他學習了自動控制原理、數(shù)學建模和互聯(lián)網(wǎng)知識，結(jié)合自己污水處理的專業(yè)知識，開發(fā)了全國最大的一套試驗裝置。王佳偉帶領(lǐng)團隊每天24小時值守，分時取樣進行數(shù)據(jù)分析，就這樣盯了一年半。在分析數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，他還經(jīng)常到生產(chǎn)一線了解情況，探索將控制系統(tǒng)的指令設計與生產(chǎn)實踐結(jié)合的有效途徑。“工人更關(guān)注實際操作方便、指令準確這些非常具體的東西。”就這樣，王佳偉的研究思路不斷成熟，最終開發(fā)了基于脫氮除磷原理的前饋模型和反饋調(diào)節(jié)相結(jié)合的優(yōu)化控制技術(shù)，并結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)了工業(yè)化和信息化在污水處理行業(yè)的融合，形成了具有污水處理行業(yè)特色的污水處理廠動態(tài)調(diào)度控制系統(tǒng)，這是國內(nèi)首次實現(xiàn)污水處理技術(shù)從單一污染物減排到多元綜合利用的轉(zhuǎn)變。自動化除磷加藥系統(tǒng)，減少了人工干預，每年為企業(yè)帶來經(jīng)濟效益1000萬元以上。

夢想：污水資源化系統(tǒng)“馬車換汽車”

王佳偉的創(chuàng)新精神伴隨著他一路走來的軌跡。隨著北京市污水資源化工作的深入開展，王佳偉確認國際上正處于研究前沿的正滲透膜分離技術(shù)對于污水中的污染物可進行直接分離，既易于精確控制，同時顯著減少占地、并可完全開發(fā)污水中潛在的能源，實現(xiàn)高效節(jié)能的污水深度處理。因此，他利用赴哈佛大學研修機會，潛心學習該項國際前沿技術(shù)。從裝置設想到模型搭建，從前沿理論到數(shù)理分析，王佳偉在訪學期間設計構(gòu)建了1套以正滲透技術(shù)為核心的新型污水資源化利用系統(tǒng)，開展正滲透污水深度處理的試驗研究，掌握了正滲透技術(shù)的工藝操作參數(shù)和膜污染控制方法。“目前我們僅僅是掌握了工藝參數(shù)，距離應用還需要做很多工作。技術(shù)一旦突破意義非常重大，好比一輛嶄新的汽車。”正在科研道路上飛奔的王佳偉，希望污水資源化利用可以盡快由“馬車”轉(zhuǎn)變?yōu)?ldquo;汽車”。

個人簡介

王佳偉，男，漢族，1976年5月出生，中共黨員，清華大學博士研究生畢業(yè)，教授級高級工程師，哈佛大學訪問學者，現(xiàn)任北京城市排水集團有限責任公司科技研發(fā)中心主任。承擔完成了國家和省部級課題研究7項，獲得了國家科技進步獎1項，國際水協(xié)會全球項目創(chuàng)新獎1項，省部級科技進步獎5項，獲得首都勞動獎章和全國水業(yè)杰出青年等榮譽。