科创中国

行业领域

新能源及节能技术,水污染控制技术

需求背景

城镇水环境治理是解决城市水环境问题的重要任务之一。传统的水环境治理方式存在着工期长、施工难度大、投资高等问题。而装配式建造技术及智能化设备的研制与产业化可以有效解决这些问题。

装配式建造技术是一种将建筑物模块化制造并在现场组装的方法，可以大幅缩短工期，降低施工难度，提高施工质量。在城镇水环境治理领域，采用装配式建造技术可以快速建设污水处理厂、污水管网等设施，提高治理效率。

智能化设备则是利用先进的信息技术和自动化控制技术，实现设备的智能化操作和监控。在城镇水环境治理中，智能化设备可以实现对污水处理过程的精确控制和实时监测，提高处理效果和运行效率。

1）农村污水市场：2020年，农村污水处理行业大约形成了844亿元产值，预计到2024年产值将达到1400亿元，2035年产值将达到1305亿元，处理率达到58%。

2）模块装配式污水处理厂：在“双碳”政策背景下，装配式污水处理厂在城镇农村污水厂新建、扩容及提标改造、应急污水处理厂建设、水环境治理项目、自来水厂、临时污水处理等众多领域具有广泛的应用前景。相对传统工艺，运营过程中的电耗、药耗和污泥产量减少，碳排放量减少28%。预期市场空间过万亿。

因此，城镇水环境治理装配式建造技术及智能化设备的研制与产业化具有重要意义。它可以加快城市水环境治理的进程，提高治理效果，改善居民生活环境，并为相关企业提供了发展机会和市场空间。

需解决的主要技术难题

研究内容：针对城镇水环境治理设施建设周期长、施工影响范围广、设施集成化水平低、智能化程度弱等问题，面向城镇市政污水处理设施的新建、扩容、改造和应急建设，水环境综合治理的污染源控制工程，河湖水体断面达标旁路处理等不同需求、不同应用场景，开发快速、高效、绿色的处理设施装配式建造技术，研制处理工艺多样、流程紧凑、材料节省、智能运维、可拆卸重复利用的装配模块化水环境治理装备。建造技术方面，开展构筑物通道流态和水动力模拟研究，研发适用于不同应用场景、不同水处理工艺、兼顾近远期建设的装配式构筑物模型和装配建造方法;研发复杂条件下装配式处理单元的结构强度保障方式,形成装配式建造技术的结构强化解决方案;探究不锈钢、铝型材、新型复合材料等不同材料在水处理过程中的抗腐蚀机理,形成装配式建造水处理构筑物的防腐标准;装备方面,研制基于装配式建造的智能化处理设备，开发“工业物联网+”和“互联网+”的处理设施精准高效控制系统,并构建以装配周期、建设成本、占地指标、能耗水平、智能化程度、碳排放量等为核心参数的行业标准。

核心技术：开发快速、高效、绿色的处理设施装配式建造技术，研制处理工艺多样、流程紧凑、材料节省、智能运维、可拆卸重复利用的装配模块化水环境治理装备。研发适用不同场景、工艺，近远期兼顾的装配式构筑物模型和建造方法，水处理过程中的材料的防腐标准。

创新点：从系统角度，进行水环境治理技术的研发、设备的研制；通过模拟、研究，形成结构强化解决方案、材料防腐标准。

期望实现的主要技术目标

形成不少于3种的采用不同处理工艺、不同建造材料的处理设施装配式构筑物模型和装配建造方法,并使装配式构筑物比传统土建构筑物工期缩短50%，占地节省40%，施工过程碳排放量减少30%;形成不少于2种材质的装配式构筑物结构强化解决方案和防腐标准，使装配式构筑物使用寿命较常规钢制一体化设备延长40%;开发1套装配式处理设施精准高效自控系统,使装配式处理设施较传统模式运行能耗降低30%;在城镇市政污水处理领域,建立1座拼装式污水厂示范工程,规模不低于0.5万m3/d;在水环境综合治理的污染源控制领域，建立1座拼装式处理设施示范工程,规模不低于0.5万m3/d;编制城镇水环境治理装配式建造技术及智能化装备建设与运营行业标准。

需求解析

解析单位：“科创中国”北斗卫星导航创新技术产业化与国际合作产业科技服务团（中国卫星导航定位协会） 解析时间：2023-11-13

马锦端

重庆菁英科技经济融合发展服务中心

专家

综合评价

技术可行性：评估装配式建造技术和智能化设备的技术可行性，包括设计方案的合理性、技术指标的可达性、实施难度等。 经济效益：评估装配式建造技术和智能化设备的经济效益，包括成本、投资回报率、运营费用等，以确保技术的经济可行性。 社会效益：评估装配式建造技术和智能化设备的社会效益，包括对城镇水环境治理的贡献、对环境保护的影响、对人民生活水平的提升等。 安全性：评估装配式建造技术和智能化设备的安全性，包括设计方案的合理性、施工过程中的安全风险、使用过程中的安全隐患等。 可持续性：评估装配式建造技术和智能化设备的可持续性，包括对环境的影响、对资源的利用、对未来发展的影响等。 技术创新性：评估装配式建造技术和智能化设备的技术创新性，包括是否具有自主知识产权、是否具有国际领先水平、是否具有推动行业发展的重要意义等。

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