中交路橋科技是從事工程檢測(cè)監(jiān)測(cè)、城市安全監(jiān)測(cè)預(yù)警與評(píng)價(jià)、數(shù)字智能化研發(fā)為一體的復(fù)合型高新技術(shù)集團(tuán)企業(yè)。
在污水處理領(lǐng)域，碳源和除磷藥劑的精準(zhǔn)化投加技術(shù)經(jīng)歷了三個(gè)主要階段：傳統(tǒng)控制、自動(dòng)控制和智能控制。下文將概述這三個(gè)階段的技術(shù)發(fā)展歷程及其特點(diǎn)。
早期，碳源和除磷藥劑的投加主要采用固定量的方式，即傳統(tǒng)控制策略。然而，由于進(jìn)水水質(zhì)波動(dòng)較大，這種策略不僅容易造成藥劑浪費(fèi)、增加污泥產(chǎn)生量和運(yùn)行成本，還無法完全避免出水氮、磷超標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)。因此，業(yè)內(nèi)開始逐步關(guān)注并研究碳源和除磷藥劑的自動(dòng)控制技術(shù)在實(shí)際污水處理中的應(yīng)用。
目前，基于前饋、反饋以及數(shù)學(xué)預(yù)測(cè)模型的自動(dòng)控制技術(shù)在國(guó)內(nèi)已日趨成熟。例如，邱勇等人的研究表明，在確保出水達(dá)標(biāo)的前提下，出水反饋控制可以節(jié)省約16%的藥劑。然而，前饋控制過于依賴數(shù)學(xué)模型的準(zhǔn)確性，在實(shí)際應(yīng)用中難以有效控制出水質(zhì)量；而反饋控制則受制于進(jìn)水水質(zhì)的周期性變化和生化反應(yīng)的較長(zhǎng)周期，存在反饋滯后的缺陷。近年來，隨著在線監(jiān)測(cè)設(shè)備的廣泛應(yīng)用，自動(dòng)控制技術(shù)逐漸向結(jié)合前饋和反饋的復(fù)合控制方向發(fā)展。這種復(fù)合控制策略首先利用前饋控制應(yīng)對(duì)進(jìn)水水質(zhì)的變化，然后根據(jù)出水水質(zhì)情況采用反饋控制進(jìn)行微調(diào)。盡管這在一定程度上降低了污水處理廠的污泥產(chǎn)量和運(yùn)行成本，但復(fù)雜生化反應(yīng)的滯后性問題仍未得到根本解決。
污水處理過程內(nèi)部機(jī)理錯(cuò)綜復(fù)雜，具有多變量、高度非線性、滯后性及復(fù)雜性等特點(diǎn)，這為建立精準(zhǔn)的加藥模型帶來了極大的困難。隨著數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)和采集技術(shù)的不斷進(jìn)步，智能控制技術(shù)逐漸成為該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，即智能加藥裝置的出現(xiàn)發(fā)展。目前，研究較為廣泛的技術(shù)包括：模擬生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)、基于模糊推理的模糊控制系統(tǒng)，以及將專家經(jīng)驗(yàn)與計(jì)算機(jī)程序相結(jié)合的專家控制系統(tǒng)。
智能加藥裝置的優(yōu)化研究主要集中在算法改進(jìn)、模型前后處理以及模型融合等方面。這些技術(shù)使得出水氮、磷指標(biāo)能夠穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，同時(shí)顯著降低藥耗，并具有較高的精準(zhǔn)度和通用性。然而，目前大多數(shù)工程案例仍處于將模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等建模方法與前饋、反饋等自動(dòng)控制技術(shù)相結(jié)合的應(yīng)用階段。
中交路橋科技基安云·智慧污水廠管理平臺(tái)（SSP），實(shí)現(xiàn)對(duì)污水廠進(jìn)行集中監(jiān)控，真實(shí)反應(yīng)污水廠的建設(shè)施工、生產(chǎn)、運(yùn)維全過程狀況。通過智慧污水廠管控平臺(tái)對(duì)各個(gè)工藝環(huán)節(jié)設(shè)備設(shè)施進(jìn)行集中監(jiān)控，使得各級(jí)管理人員能夠及時(shí)、準(zhǔn)確、全面、直觀的了解和掌握生產(chǎn)狀況，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)污水廠生產(chǎn)運(yùn)維的統(tǒng)一指揮和智慧調(diào)度。同時(shí)基于大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，建立智慧污水廠數(shù)學(xué)模型，通過監(jiān)測(cè)進(jìn)水水質(zhì)、水量，智能調(diào)節(jié)加藥量、曝氣量、污泥回流量等，以降低污水廠的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)成本，科學(xué)指導(dǎo)污水廠的智慧運(yùn)營(yíng)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)污水廠的節(jié)能降耗、出水水質(zhì)的穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。
