我國污水處理廠普遍面臨運行工況與設計工況不符、進水波動大等問題。小型污水處理站因缺乏專業技術支撐，穩定達標難度大；大型污水處理廠多依賴經驗運行，能耗藥耗偏高。這些問題制約了我國農村水環境治理與城鎮水環境改善的實施效果，如何提高存量污水處理設施的運行效果，開發精細化自動化運行管理技術是亟待解決的關鍵問題。
課題組突破傳統基于水質等物化參數管理的思路，開創性地從活性污泥微生物的活性監測和調控著手，突破了長期困擾污水廠精細化運行的技術瓶頸，形成了近20項基于生物活性的系列核心發明專利技術。其中，污水處理智慧運行技術被評為國家環保重點實用技術，是云端專家系統和無人（少人）運維的核心基礎，可實現遠程診斷與調控；看水狗SWD和智慧運行工作站WBM是現場參數測試兩大系列核心智能設備，降低了運行管理的技術要求和智力成本，可實現“門衛即可運行污水處理廠”的目標。本技術打破了長期以來污水廠依賴物化指標而無法實現優化調控的困局，開創了基于生物活性數據的事故預警、節能狀態感知等突破性功能，推動了污水處理廠從依賴于經驗的粗放式到基于數據驅動的精細化管理的轉變，引領了我國污水處理廠精細化運行技術的發展。本技術在國內外均屬首創，關鍵支撐技術即呼吸圖譜技術達到國際領先水平，2019年獲陜西省教育廳科技進步一等獎。
成果應用：項目研究成果目前已在陜西、山西、甘肅、寧夏、新疆、河北、山東、江蘇等?。ㄗ灾螀^）的幾十個污水處理廠得到了推廣應用，在多個污水處理廠應急與事故恢復中取得了良好的業績，應用單位包括日本軸承先鋒NSK等外資企業、長慶石化等大型國企、天津創業等上市公司、城鎮污水處理廠、工業廢水處理站以及小型農村污水處理站等，滿足了不同地域、不同規模、不同水質進行水處理的技術需求，系列產品具有良好的適應性和推廣應用價值，推動了我國污水處理精細化運行管理技術的發展。
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