為促進行業交流進步，便于行業同儕互學互促，推動中國環境產業轉型升級。E20環境產業圈層特推出《水務行業優秀案例匯編》，匯集了近150例案例，涉及村鎮污水治理、工業廢水治理、工業園區廢水治理、水環境治理、市政污水管網、再生水回用、污泥處理處置等領域。

項目名稱：上海奉錦環境建設管理有限公司

推薦單位：中國水務投資集團有限公司

參與環節：參與投資建設運營，智能控制項目開發、實施環節

項目所在地：上海市奉賢區

項目概況

上海奉錦環境建設管理有限公司于2024年3月在第三期“雙百跨越”污水處理標桿比選過程中，以智慧化賦能、高質化運營獲得精細化標桿污水廠。在2023 年12月榮獲中國水務首座五星級標準化污水廠稱號。公司已獲得多項發明專利及獎項，并且具備完善的管理體系，不僅在綜合管理、安全管理方面，建立健全各項管理制度，各類應急預案完整，安全設施布置合理，獲得了ISO質量管理、環境管理、職業健康管理體系認證和安全生產標準化三級認證。而且在運行管理和技術研發方面同樣做了一系列改進，創新性的引入AI人工智能等前沿技術，自主研發化學除磷智能控制系統和智能曝氣控制系統，能自主應對來水水質、水量及藥劑批次的變化，智能調節加藥量和曝氣量，確保穩定運行。

示范意義

通過“數據-模型-控制-運維”四維精細化閉環管理，實現了污水處理工藝的精準動態調控。將人工智能從“替代經驗”升級為“超越經驗”，以微觀精準控制支撐宏觀系統最優，推動污水處理廠從“穩定達標”向“極限降耗”躍遷，為行業樹立了“智能化+精細化”雙輪驅動的可持續發展標桿。

項目以“技術革新驅動精準控制、資源節約賦能可持續發展”為核心，通過智能化升級破解行業痛點，形成“工藝優化-成本降低-減排增效-生態賦能”的全鏈條價值閉環，為環保行業提供可量化、可推廣的典范模式，兼具技術創新性、經濟可行性與社會示范性。

項目亮點介紹

（1）實施效果

項目著力踐行“雙百跨越”高質量發展理念，持續深化運營管理的智能化和精細化建設。以安全生產為先導，多措并舉保運行；以制度建設為抓手，分級長效強管理；以人才培養為根本，作育人材筑基石；以技術創新為驅動，提質增效促發展。

（2）社會效益

通過智能算法精準控制污水處理工藝，顯著提升出水水質，降低化學藥劑使用與碳排放，助力“雙碳”目標；減少人工干預，賦能污水廠高效能運行，推動城鄉環境治理均等化；實時預警水質異常，增強突發污染應急能力，保障公眾健康與生態安全，為社會提供綠色、公平、可持續的水環境治理范本。

（3）生態效益

項目顯著提升脫氮除磷效率，有效遏制氮磷排放引發的水體富營養化，保護水生生物多樣性；優化藥劑投加精度與曝氣能耗，減少化學殘留物對土壤、地下水的毒害及碳排放；AI實時監測與預警機制可預防突發污染事件，避免污水溢流導致的生態災難；項目推動污水處理廠從“末端治理”向“生態服務樞紐”轉型，構建“污染削減-資源再生-生態修復”的全鏈條生態價值體系，為區域生態安全與可持續發展提供技術支撐。

項目技術工藝/裝備簡介

（1）技術工藝/裝備名稱

《污水處理廠化學除磷智能控制系統設計與應用研究》、《污水處理廠智能曝氣控制系統設計與應用研究》。

（2）工藝/裝備原理

化學除磷智能控制系統通過安裝正磷儀表及服務器等相關硬件設備，以決策樹回歸模型為控制邏輯設計化學除磷智能控制系統，通過長時間的數據積累，實現更為精準的藥劑投加量控制，滿足節省除磷藥劑投加量的設計目的，同時依托于人工智能算法大數據挖掘及自學習功能優勢，使系統擁有更高程度的智能化水平。智能系統總體上采用以正磷值替代總磷值，以決策樹回歸模型為基礎，結合歷史經驗數據，根據采集的高效沉淀池進水正磷、出水正磷、水量等數據，結合出水正磷目標值，輸出最佳除磷藥劑投加量，從而實現精準化、智能化控制。

智能曝氣控制系統是基于“前饋+模型+反饋”的控制策略，通過曝氣管路優化、曝氣頭更換、新增空氣調節閥門以及工藝過程儀表增設完善硬件配置；通過對污水處理廠運行歷史數據進行整理、篩選，確定主要影響因子并以不同的算法建立模型，經測試、驗證優化后形成軟件系統；通過PLC的連接實現信號的輸入與輸出，形成完整的智能曝氣控制系統。該系統能夠根據輸入的實時進水水質水量及過程儀表數據輸出溶解氧值及總空氣流量，再根據好氧池出水氨氮數據作為反饋控制值，進一步優化空氣總/分量及溶解氧輸出值，從而實現精準控制。

（3）工藝/裝備特點

化學除磷智能控制系統實現了多方面的創新構想，一是將AI人工智能技術應用于污水處理工藝控制領域，與一般的精確加藥相比，本系統依托于大數據的優勢，規避了采用公式計算方法不能自適應工況環境變化的缺陷，不用經常性地人工修改公式和參數，擁有更高程度的智能化水平。二是系統以決策樹回歸模型為控制邏輯，獲得不同情況下的最優投藥量，具備較強的自學能力和自適應能力，有效提高投藥精確度和應對突變情況的能力，更適合國內污水處理廠進水水質波動較大的國情。三是采用正磷酸鹽指標代替總磷指標作為磷濃度的反饋，同時在出口設置總磷儀表，這樣既可有效解決總磷測定間隔時間長、具有滯后性的缺點，大幅提升了磷含量監測的實時性，又通過不斷測定正磷與總磷的比值關系及時調整正磷目標值，防止比值偏離帶來的控制不穩定風險。四是系統采用“前饋+模型+反饋”的控制策略，根據進水負荷實時調整藥劑投加量，同時增加出水反饋控制，不僅能夠更好地確保出水達標，同時能進行優化訓練，使得模型更加精準。

智能曝氣控制系統將通過大數據對污水處理廠運行數據進行挖掘，運用大數據分析技術，精準篩選出主要影響因子及其對應的權重系數，并以此為基礎構建數學模型。與傳統基于活性污泥模型的智能控制系統不同，該系統只需采集篩選出的關鍵數據，大幅減少了數據采集量，顯著降低了硬件配置成本。考慮到污水處理曝氣過程具有高非線性、大滯后性的復雜特性，本項目針對篩選出的主要影響因子，嘗試運用神經網絡、決策樹、支持向量機等多種先進方法建立模型。通過反復的驗證、嚴格的測試以及持續的優化，成功探索出一套適用于曝氣系統的最優算法。該算法具有廣泛的適用性，為后續產品的大規模推廣奠定了堅實基礎。系統上線運行后，將依托運行過程中不斷積累的數據，進行自適應、自組織、自協調的智能訓練。通過實時監測和分析數據，不斷修正和優化模型，實現系統的自我學習和進化，確保在面對各種復雜水質波動時，系統都能始終保持高精度的控制水平，為污水處理的高效運行提供可靠保障。

（4）應用工業領域

污水處理領域。

（5）工藝/裝備流程圖

（6）項目部分案列照片

編輯：黃延麗