- 項目背景
伴隨著城鎮(zhèn)化和經(jīng)濟快速發(fā)展，近年來我國污水產(chǎn)生量逐漸增長。“十三五”規(guī)劃和《水污染防治計劃》均提出新建污水處理設(shè)施出水水質(zhì)達到一級A排放標(biāo)準(zhǔn)。《推進市政污水處理行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型，助力碳達峰、碳中和》要求污水處理廠進行精細(xì)化智能管控，達到降本增效的目的。“一體化智能水質(zhì)檢測裝備”以國標(biāo)法為依據(jù)，對水質(zhì)指標(biāo)進行精準(zhǔn)、連續(xù)檢測。智能決策系統(tǒng)實時預(yù)測未來所需的碳源投加量、除磷藥劑投加量以及曝氣量，精確指導(dǎo)工藝輸出，提高了對水環(huán)境的治理和管控能力。該項目在2022年8月7日經(jīng)中國城鎮(zhèn)供水排水協(xié)會組織專家鑒定，該設(shè)備整體上達到國際先進水平，其中多樣品多指標(biāo)自動集中檢測技術(shù)、檢測方案智能生成技術(shù)居國際領(lǐng)先水平。 - 主要技術(shù)內(nèi)容
（1）創(chuàng)新點
1）應(yīng)用智能機器人技術(shù)，實現(xiàn)了替代人工進行多指標(biāo)集中檢測
該裝備采用擬人化手段，是一款柔性學(xué)習(xí)型平臺，集成多指標(biāo)化驗檢測方法，可順序開展多水樣多指標(biāo)水質(zhì)化驗，連續(xù)運轉(zhuǎn)實現(xiàn)多指標(biāo)集中高效精準(zhǔn)檢測。裝備具有高復(fù)雜環(huán)境耐受性，可在不同環(huán)境下進行精準(zhǔn)檢測。
2）應(yīng)用人工智能技術(shù)，自動生成最優(yōu)檢測方案
用戶根據(jù)不同類型、不同數(shù)量的水樣和不同指標(biāo)的檢測需求，進行點選操作，利用基于人工智能技術(shù)的檢測方案生成模塊，生成最優(yōu)的檢測方案。提高了使用者的便捷程度，還滿足不同檢測需求的使用要求。
3）基于機器學(xué)習(xí)與支持向量機技術(shù)，實現(xiàn)了檢測標(biāo)準(zhǔn)曲線自動生成
該裝備依托精準(zhǔn)加注模塊，基于機器學(xué)習(xí)與支持向量機算法的曲線自動生成技術(shù)，大量實驗驗證，實現(xiàn)檢測曲線根據(jù)用戶實際使用情況進行智能標(biāo)定，保障水質(zhì)指標(biāo)的精準(zhǔn)檢測的同時，化驗廢液產(chǎn)生量大幅縮小，應(yīng)用此技術(shù)方案的廢液產(chǎn)生量僅為常規(guī)化驗的八分之一，同時檢測誤差在質(zhì)控樣品標(biāo)稱值的±5%以內(nèi)。
4）通過精準(zhǔn)檢測獲得行業(yè)有效大數(shù)據(jù)，搭建了水質(zhì)智能預(yù)測系統(tǒng)
系統(tǒng)內(nèi)嵌長短時記憶神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對水質(zhì)指標(biāo)進行精準(zhǔn)預(yù)測，用戶在工藝控制過程中根據(jù)當(dāng)前的進水情況和工藝狀態(tài)預(yù)先獲得準(zhǔn)確的出水指標(biāo)預(yù)測結(jié)果，為用戶在工藝優(yōu)化、工藝預(yù)警和投加藥劑等環(huán)節(jié)提供準(zhǔn)確的預(yù)測數(shù)據(jù)參考。
圖 一體化智能水質(zhì)檢測裝備系統(tǒng)
（2）應(yīng)用推廣情況
成果在哈爾濱、長春、牡丹江、肇東、錫林浩特、杭州等多地、多城市的37座污水處理廠和環(huán)境監(jiān)測站進行了應(yīng)用。各個地區(qū)水廠反應(yīng)設(shè)備運行穩(wěn)定，檢測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，確保了水質(zhì)達標(biāo)排放。
（3）經(jīng)濟、社會效益情況
項目成果解放化驗員有效替代人工，降低工作風(fēng)險。化驗流程標(biāo)準(zhǔn)化、程序化減少誤差。24小時連續(xù)檢測，形成數(shù)據(jù)化管理，提高生產(chǎn)效率。降低化驗室實驗廢液量，減少甚至規(guī)避二次污染，降低水廠運營過程中產(chǎn)生的危廢處理費用。智慧決策系統(tǒng)內(nèi)嵌水質(zhì)預(yù)測模型，有效指導(dǎo)水廠的碳源投加量、除磷藥劑投加量以及曝氣量，使水廠實現(xiàn)精細(xì)化智能管控。該技術(shù)的實施，確保了水廠在節(jié)能降耗的前提下高標(biāo)準(zhǔn)的排放，推動“雙碳”行動落實落地。
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