現(xiàn)代化的智慧污水處理廠建設(shè)，其核心挑戰(zhàn)往往聚焦于硝化、反硝化和除磷環(huán)節(jié)能否實(shí)現(xiàn)從始至終的全智能調(diào)控，以及如何在運(yùn)營中切實(shí)降低成本。污水處理廠的建設(shè)與運(yùn)營，本質(zhì)上是一個(gè)充滿辯證關(guān)系的體系。一方面，它充滿了“對立”：污水處理本身就是一個(gè)融合了物理、化學(xué)、生物復(fù)雜反應(yīng)的過程，要確保最終排放的水質(zhì)達(dá)標(biāo)，就必須精細(xì)調(diào)控眾多參數(shù)，但這些參數(shù)之間常常相互牽制，例如，處理時(shí)間與土地資源利用效率的權(quán)衡、保證水質(zhì)與降低能耗之間的博弈、好氧與厭氧環(huán)境需求的沖突、脫氮效果與除磷效率的平衡等，這些都是現(xiàn)實(shí)存在的難題。另一方面，它也體現(xiàn)了“統(tǒng)一”：污水處理流程的連續(xù)性、微生物群落的協(xié)同共生、各個(gè)處理單元的多重功能特性等，都顯示了其內(nèi)在的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

       因此，在推進(jìn)智慧污水處理廠建設(shè)時(shí)，必須明確核心目標(biāo)：在確保安全生產(chǎn)和出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)這兩個(gè)基本前提下，借助智能化的手段來優(yōu)化運(yùn)營，降低成本。切不可為了追求所謂的“智慧”標(biāo)簽，而本末倒置，忽視了安全、水質(zhì)和成本這三個(gè)根本要素。

       為了實(shí)現(xiàn)智慧污水廠的愿景，需要積極引入并融合視頻識別、機(jī)器人技術(shù)、建筑信息模型（BIM）、“互聯(lián)網(wǎng)+”、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算及大數(shù)據(jù)分析等前沿技術(shù)。同時(shí)，要著力構(gòu)建適用于污水廠運(yùn)行特點(diǎn)的數(shù)學(xué)模型，并建立一套科學(xué)完善的效果評價(jià)體系。

       為了加速智慧污水廠的建設(shè)進(jìn)程，我們建議可以按照以下步驟進(jìn)行示范工程建設(shè)：

1、頂層規(guī)劃與設(shè)計(jì)：智慧污水廠的建設(shè)應(yīng)從項(xiàng)目啟動(dòng)初期就進(jìn)行精細(xì)化的規(guī)劃。這不僅包括對建設(shè)投資的考量，更重要的是要精心選擇那些易于實(shí)現(xiàn)智能控制的污水處理工藝，并同步規(guī)劃部署滿足智能控制需求的各類傳感器儀表和軟件系統(tǒng)。比如，可以考慮采用多段AO（缺氧-好氧）生物處理工藝，以便精確計(jì)量混合液回流和污泥回流；選用多臺小流量加藥泵，以實(shí)現(xiàn)更精細(xì)的投加控制；并配置種類齊全、數(shù)量充足的在線監(jiān)測儀表等。

2、構(gòu)建數(shù)據(jù)基礎(chǔ)：首先，將項(xiàng)目的設(shè)計(jì)參數(shù)、基礎(chǔ)資料錄入系統(tǒng)，構(gòu)建起基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。其次，在污水廠投入運(yùn)行后，實(shí)時(shí)采集并錄入各項(xiàng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，逐步積累形成龐大的運(yùn)行大數(shù)據(jù)系統(tǒng)。通過對這些數(shù)據(jù)的持續(xù)分析與挖掘，能夠?qū)崿F(xiàn)運(yùn)行趨勢的可視化展示，為決策提供依據(jù)。

3、工藝模擬與系統(tǒng)優(yōu)化：利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行工藝模擬與仿真實(shí)驗(yàn)，對自動(dòng)化控制策略和運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，目標(biāo)是降低整體運(yùn)行成本。此外，借助前期積累的大數(shù)據(jù)分析與挖掘成果，可以提升智能控制系統(tǒng)的“預(yù)見性”，使其能夠更智能地應(yīng)對進(jìn)水負(fù)荷的波動(dòng)變化，從而穩(wěn)定保證出水水質(zhì)始終達(dá)標(biāo)排放。

4、故障預(yù)警與智能自愈：依托大數(shù)據(jù)平臺，構(gòu)建專家知識庫和故障診斷樹模型，設(shè)定關(guān)鍵運(yùn)行參數(shù)的安全上下限。系統(tǒng)能夠通過自動(dòng)匹配分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常運(yùn)行狀態(tài)或潛在故障征兆，對出現(xiàn)的異常情況和設(shè)備故障進(jìn)行智能診斷，并嘗試啟動(dòng)預(yù)設(shè)的自動(dòng)修復(fù)或調(diào)整程序，提升系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

       中交路橋科技基安云·智慧污水廠管理平臺，實(shí)現(xiàn)對污水廠進(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對各個(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)營成本，科學(xué)指導(dǎo)污水廠的智慧運(yùn)營，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)。