智慧化
城市污水處理廠智慧化管理系統(tǒng)
- 針對國內(nèi)城市污水處理廠工藝全過程管理尚不夠精細(xì)、智能化控制水平不夠高，尤其生物處理工藝過程運(yùn)行參數(shù)不太穩(wěn)定、全流程能耗藥耗偏高、日常運(yùn)維所需人員配備偏多等問題，以及當(dāng)前“雙碳”目標(biāo)背景下進(jìn)一步促進(jìn)節(jié)能降耗和提質(zhì)增效的需求，本項目緊密結(jié)合青島李村河污水處理廠改造提標(biāo)及四期擴(kuò)建工程項目的建設(shè)與運(yùn)行管理，基于新一代信息技術(shù)及人工智能模型算法，集成運(yùn)用ICA、CPS、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能、BIM、GIS等技術(shù)，在李村河污水處理廠建成智慧化管理系統(tǒng)的示范案例，在多個層面和各工藝環(huán)節(jié)實現(xiàn)污水處理廠的智慧運(yùn)維管理。2022年7月11日通過天津市科學(xué)技術(shù)評價中心組織的科技成果鑒定，成果鑒定專家一致認(rèn)為項目成果總體技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平。
- 主要技術(shù)內(nèi)容
（1）創(chuàng)新點(diǎn)
1）創(chuàng)建水質(zhì)分析時的圖卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法模型，提出一種利用物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)驅(qū)動建模并自動預(yù)測水質(zhì)與工藝變化趨勢的創(chuàng)新方法，顯著提高污水處理數(shù)據(jù)分析的預(yù)測效率和精度，為了科學(xué)準(zhǔn)確地掌握水質(zhì)與工藝情況提供支撐。
圖 圖卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法模型結(jié)構(gòu)
2）創(chuàng)建基于模型的污水處理廠圖卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集構(gòu)建方法，實現(xiàn)污水處理廠模型在5min內(nèi)構(gòu)建1000節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)集，數(shù)據(jù)集準(zhǔn)確率達(dá)到95%以上，建模效率較人工輸入數(shù)據(jù)提高5倍以上，為污水處理業(yè)務(wù)的人工智能算法提供了大數(shù)據(jù)積累及方法支撐。
3）融合典型污水處理廠的歷史數(shù)據(jù)與工藝流程升級演變，集成應(yīng)用算法模型、數(shù)據(jù)集和解決方案，建立智慧化管理的業(yè)務(wù)化運(yùn)行系統(tǒng)及可視化平臺，實現(xiàn)污水處理廠的精細(xì)化控制及節(jié)能降耗減碳。
（2）應(yīng)用推廣情況
項目成果已應(yīng)用于青島市李村河污水處理廠（工程規(guī)模35萬m3/d，進(jìn)水水質(zhì)濃度高，水質(zhì)水量變化大，高標(biāo)準(zhǔn)處理，出水用于李村河景觀生態(tài)環(huán)境補(bǔ)水），估算年節(jié)約運(yùn)行成本700萬元左右，同時實現(xiàn)節(jié)能降耗、提質(zhì)增效和碳減排。
項目組立足李村河污水處理廠經(jīng)驗，為青島、西安、合肥等地多個智慧污水處理廠項目的設(shè)計與建設(shè)提供了強(qiáng)有力的支撐和模型工具，有力地推進(jìn)了我國智慧水務(wù)、智慧城市建設(shè)及生態(tài)文明建設(shè)。
（3）經(jīng)濟(jì)、社會效益情況
智慧水務(wù)是智慧城市的重要組成部分，智慧污水處理廠作為智慧城市在水務(wù)領(lǐng)域深化的一個重要分支，與城市的水環(huán)境治理等城市管理職能有著密不可分的聯(lián)系，城市污水處理廠智慧化管理系統(tǒng)的建設(shè)可以有效促進(jìn)智慧城市的建設(shè)，推進(jìn)“十四五”規(guī)劃有關(guān)美麗中國、生態(tài)文明建設(shè)等國家重大發(fā)展戰(zhàn)略的落地實施，全面助力城市運(yùn)行服務(wù)的智慧化，切實推動城市水務(wù)綜合管理和科學(xué)決策。
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