為促進(jìn)行業(yè)交流進(jìn)步，便于行業(yè)同儕互學(xué)互促，推動中國環(huán)境產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。E20環(huán)境產(chǎn)業(yè)圈層特推出《水務(wù)行業(yè)優(yōu)秀案例匯編》，匯集了近150例案例，涉及村鎮(zhèn)污水治理、工業(yè)廢水治理、工業(yè)園區(qū)廢水治理、水環(huán)境治理、市政污水管網(wǎng)、再生水回用、污泥處理置等領(lǐng)域。

項(xiàng)目名稱：AI智水-污水廠精準(zhǔn)加藥控制智能化

推薦單位：馬鞍山市華騏污水處理有限公司

參與環(huán)節(jié)：投資、建設(shè)、運(yùn)營

項(xiàng)目所在地：安徽省馬鞍山市

項(xiàng)目概況

項(xiàng)目圍繞公司污水處理核心工藝、結(jié)合IoT技術(shù)，規(guī)范前端PLC數(shù)據(jù)格式、統(tǒng)一數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，利用網(wǎng)關(guān)通訊技術(shù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、降噪、清洗、時序?qū)R等加工處理的同時，將異構(gòu)數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲至?xí)r序數(shù)據(jù)庫并構(gòu)建污水處理業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)中臺，為人工智能算法模型的學(xué)習(xí)、訓(xùn)練和測試，以及工藝運(yùn)營調(diào)優(yōu)分析奠定數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

針對水樣檢測頻率低、檢測結(jié)果延遲大、污水停留時間長等不利控制因素，開發(fā)了深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)污水指標(biāo)預(yù)測模型，對進(jìn)、出水質(zhì)進(jìn)行預(yù)測，結(jié)合自適應(yīng)模糊PID控制方法，實(shí)現(xiàn)PAC和碳源加藥量的精確控制和出水水質(zhì)穩(wěn)定，并將實(shí)際出水水質(zhì)反饋回模型，實(shí)現(xiàn)模型在線學(xué)習(xí)，擺脫了對人工經(jīng)驗(yàn)的依賴。當(dāng)后反饋實(shí)際水質(zhì)與預(yù)測偏差達(dá)到一定閾值時，模型會利用新數(shù)據(jù)重新訓(xùn)練調(diào)優(yōu)以應(yīng)對進(jìn)水水質(zhì)及運(yùn)營工況的不斷變化。

示范意義

采用“深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)+自適應(yīng)模糊PID控制”的混合模式，實(shí)現(xiàn)藥劑投加的動態(tài)耦合優(yōu)化，解決滯后控制難題。結(jié)合污水處理核心工藝機(jī)理，構(gòu)建自適應(yīng)模糊控制矩陣，并依據(jù)數(shù)據(jù)偏差值實(shí)時調(diào)整控制規(guī)則；將采集到的水質(zhì)水量參數(shù)，與模糊控制規(guī)則形成映射關(guān)系，經(jīng)模糊推理過程進(jìn)一步優(yōu)化模型預(yù)測輸出結(jié)果后調(diào)用自動化控制系統(tǒng)PID相關(guān)控制參數(shù)，實(shí)現(xiàn)模糊化控制。從而達(dá)成了自動控制到智能控制自適應(yīng)調(diào)整的目標(biāo)。通過模型在試點(diǎn)水廠應(yīng)用，相關(guān)數(shù)據(jù)比對如下：

藥減量：PAC與碳源投加量降低15~25%（藥劑成本年均節(jié)省約10~20萬元/萬噸級污水廠）；運(yùn)維增效：減少人工操作頻次，降低人力依賴，減少30%~50%的現(xiàn)場操作人員需求。

同時應(yīng)用水廠的出水TP/TN達(dá)標(biāo)率穩(wěn)定≥98%；

從該人工智能應(yīng)用場景的效果來看，在節(jié)能減排、藥劑殘留、二次污染防控等方面都取得了積極的成效。

項(xiàng)目亮點(diǎn)介紹

1、實(shí)施效果

藥耗減量：試點(diǎn)水廠持續(xù)性投運(yùn)時間段的數(shù)據(jù)對比統(tǒng)計：PAC日均加藥量5.18噸，日平均單耗130mg/L；碳源日均加藥量0.82噸，日平均單耗22.5mg/L；與同期相比藥耗投加量降低約15~25%。以萬噸級污水廠為例，藥劑成本年均節(jié)省約10~20萬元。

運(yùn)維增效：通過引入智能控制系統(tǒng)，降低人工操作頻次，減少30%~50%的現(xiàn)場操作人員需求。

2、社會效益

水質(zhì)提升：通過智能控制和精準(zhǔn)藥劑投加，使出水TP/TN達(dá)標(biāo)率穩(wěn)定≥98%。保證對受納水體的環(huán)境影響降至最低。提升的水質(zhì)還可以為后續(xù)的中水回用提供更可靠的水源，提高水資源的循環(huán)利用率，緩解水資源短缺的壓力。

3、生態(tài)效益

減排降碳：藥劑的生產(chǎn)、運(yùn)輸和投加過程涉及大量的能源消耗和碳排放。通過降低藥劑使用量，減少了藥劑生產(chǎn)、運(yùn)輸、投加全鏈條的碳排放。與國家提出的“雙碳”目標(biāo)高度契合，有助于污水處理行業(yè)實(shí)現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型。

項(xiàng)目技術(shù)工藝/裝備簡介

1、技術(shù)工藝/裝備名稱

AI精準(zhǔn)加藥控制系統(tǒng)

編輯：王秀