郑品之光丨为污水处理装上“大脑”,绿色变革下的“中原治水方案”

2026-07-24 15:15:19 来源:中原网

【开栏语】

“十五五”谋篇起步,郑州加速推进制造强市建设,锚定省委“1+2+4+N”、全市“1+7+7+7”工作部署,紧扣新型工业化发展主线,围绕链群能级跃升、新质生产力培育、数智化绿色转型重点任务扎实攻坚。为集中展示郑州工业高质量发展实绩,郑州市工业和信息化局联合中原网推出“郑品之光”专栏。

栏目以全市重点产业链为脉络、以标杆产品为抓手,采用产品解析+场景呈现+企业深读的采编模式,走进链主企业、专精特新“小巨人”与新锐产业主体,持续记录“郑州智造”创新成果与产业化价值,搭建展示郑州工业实力、本土优品的权威宣传窗口。今日推出《为污水处理装上“大脑”,绿色变革下的“中原治水方案”》

中原网讯(庄佳珍 许静谊)今年6月30日,青岛水大会开幕。中原环保自主研发的Add生物智控技术获评2026水业中国星光奖“产品之星”,展台前围满了前来交流的同行。

这项技术的核心,就是给污水处理这个延续了数十年的“黑箱”作业,装上了一个能够精准识别微生物需求的“大脑”。

而这个“大脑”的诞生,并非一日之功。

从“调气量”这件头疼事说起

污水处理的基本原理很简单,就是靠生物池里的微生物来“吃”掉污染物,而为了保持微生物的活性,需要持续供应氧气、碳源等,但到底需要供多少,很难说得准。

对在五龙口污水处理厂工作了十几年的运行工老焦来说,工作上最让他头疼的就是“调气量”,鼓风机开大了费电,开小了供气量不够,赶上水质波动,半夜里频繁调参数是家常便饭。“全靠经验,就跟炒菜放盐似的,手感好了达标,手感不好容易造成水质波动。”

问题出在哪儿?出在“看不见”。

传统污水厂的生物反应就像一个“黑箱”,污水进去了,微生物在里面“吃”污染物,水出来了。但中间到底发生了什么、微生物“吃”了多少、需不需要再“喂”点氧气和营养物质,没人能完全计算清楚。“喂”少了可能水质不达标,“喂”多了容易造成电力消耗高,成本增加。

高爱华团队要攻克的,正是这个行业长期存在的痛点,生化反应“黑箱化”、工艺调控“经验化”。

看不见的黑箱,看得见的执着

2025年盛夏,中原环保技术创新中心的实验室里,高爱华和科研、水务研发团队成员已经连续数周被困在一个死结里。

他们正在攻关的Add生物智控技术,第一次投入工程试验时迟迟达不到预期效果。十几个人没日没夜地排查、讨论、推翻重来,却始终在原地打转。

就在一个所有人都灰心的下午,有人提出,问题会不会出在一个被他们忽视的细节上?

抱着不可能的心态尝试调整之后,系统立刻给出了意想不到的结果。那一刻,所有技术人员都被惊讶住了,一直走不通的路线终于给出了预计的答案。高爱华后来总结道:“真正的技术突破,往往藏在你觉得最不可能出问题的地方。做研发就是要把每一个‘应该没问题’都当作‘可能有问题’来对待。”

精准识别,按需供给

Add生物智控技术的核心逻辑,可以用八个字概括,精准识别,按需供给。

在生物池上布设在线仪表,像给池子装了一双“眼睛”,实时采集氨氮、溶解氧、空气流量等关键数据,传给后台的智能算法程序。程序一算,就知道此刻池子里的微生物“饿不饿”“喘不喘得过来气”,然后自动调节鼓风机的风量和药剂的投放量,需要多少给多少,不需要的一滴不多加。

通俗地说,传统模式像定时定量浇花,不管土干土湿先浇了再说;Add系统则像装了土壤传感器的智能滴灌,先测墒情再精准浇水。

这套技术还能“一站式”解决脱氮和除磷两大难题。过去这两件事常常“打架”,氮降下去了磷可能上来,磷控住了氮又不达标。Add系统打破了这种矛盾,让两者可以同时达到最优。总氮脱除率提升至85%—95%,同时还能达成较好的生物除磷效果。

2026年3月初,Add系统在五龙口污水处理厂正式投用。研发团队成员连续几天守在厂里,盯着屏幕上跳动的数据,看着风量自适应调整、各项指标稳定达标,尤其是出水总氮浓度显著降低。那一刻,一年多来的每一个不眠之夜都有了回响。

省下来的,都是真金白银

三月初投用至今,Add系统的成效已经算得明明白白。

仅电耗一项,在五龙口污水处理厂节约了10%。原先全天满负荷运转的鼓风机,如今根据实际负荷自动调节,再也不用“大马拉小车”。碳源药剂节省了约90%,在部分时段碳源投加量可以直接降为0,完全依靠污水中自带的碳源。

此外,为了进一步降低电耗,五龙口污水处理厂原有的单级高速离心式鼓风机已全部替换为高效节能的磁悬浮鼓风机。配合5兆瓦光伏发电项目和3兆瓦时储能设施,低谷充电、高峰放电,进一步压降用电成本。整体核算下来,年节电60万度以上,也减少了CO₂排放。

通过Add精准控制老旧设备更新、光伏发电、储能系统削峰填谷等多种绿色节能方式,大大降低了企业的运行成本。

从“大脑”到“手脚”,中原环保不止Add

Add智控系统是给污水处理“黑箱”装上了“大脑”,但并不止于此,中原环保还配套开发了多款智能装备,形成了完整的“AI+污水处理”技术矩阵。

在检测领域,中原环保研究出AMA AI智能镜检系统。过去,运行工需要定时从生物池取样,在显微镜下人工识别微生物种群,靠眼睛数、凭经验判。现在智能镜检设备自动完成对焦、扫描、识别,AI模型数秒内输出标准化分析报告。老焦说:“以前数到眼花,现在机器替我看了。”

在清运领域,中原环保研究出AGA智能栅渣清运系统,格栅机从污水中拦截的栅渣,过去需要工人用推车一趟趟清运,夏季高温时节气味难闻。现在AGV智能转运车自动完成装载、运输、投放全流程。


在监测领域,中原环保研究出AHA高光谱水质监测系统,实现24小时实时的、连续的水质在线监测,针对不同水质、不同指标也都能做到秒级响应,把问题消灭在萌芽状态。

四大智能装备覆盖了工艺控制、智能装备、节能降耗三大方向,让污水处理从“被动达标”走向“主动增效”。

从郑州到全国,一套可复制的“精准作业体系”

中原环保的智能化转型,与河南省及郑州市的政策导向高度契合。

2026年1月,河南省人民政府办公厅印发《河南省加快推动制造业绿色低碳发展的若干政策措施》,明确加强绿色低碳技术攻关、推广先进适用技术;郑州市工信局随后发布《郑州市加快推动制造业绿色低碳发展行动方案(征求意见稿)》,鼓励企业建设光伏、储能及源网荷储一体化项目。从政策引导到产业生态构建,为企业持续创新提供了有力支撑。

面向“十五五”,中原环保的目标很明确。持续走创新引领的绿色低碳高质量发展道路,推动传统污水处理厂向资源、能源、碳汇“三个中心”转型;同时,将Add生物智控技术及配套装备推向全国乃至海外市场。目前,Add生物智控技术已实现规模化应用,累计落地了10余座污水处理厂,并为省内外30余家污水厂提供了系统性的技术指导与咨询服务。

从老焦半夜守着控制系统“调气量”,到五龙口污水厂中控屏幕上数据规律跳动、系统自动调整;从高爱华和团队成员在实验室里排查那个“应该没问题”的细节,到技术输出走向更广阔的市场,中原环保正在把污水处理这件事,从一门依赖经验的“手艺活”变成智能调控的“精细活”,并逐渐演变成一套可复制、可推广的智能化、标准化作业体系,让“中原治水方案”走向更广阔的舞台。

正如高爱华所说:“我们做的不是一项孤立的发明,而是在重构污水处理的基本逻辑。从‘经验驱动’到‘数据驱动’,这条路走通了,工业4.0时代污水处理的大门也就叩开了。”


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