污水處理廠智慧控制技術研究現狀

賈 澍

（遼寧省生態環境事務服務中心，遼寧 沈陽 110000）

隨著污水處理廠出水質量的提升和新技術的不斷發展，污水處理廠在控制平臺方面正在發生著改變。以往的生產管理技術、理念已經難以滿足新時代的需求，而軟件工程和電子技術正在驅動污水處理廠的控制平臺向智慧化方向發展。智慧控制是污水處理過程的驅動力，在新的平臺中，計算機將模仿人類的思維模式進行數據信息分析和調度決策執行，大部分的腦力勞動將被計算機替代。未來的控制平臺將是以智慧設備為主導、人工作操作為補充的模式。

二、ICA技術的研究

隨著污水處理量的增長，污水水質的復雜程度增加，排放標準越來越嚴格，運行成本不斷增加，污水處理廠方面正面臨更多的問題和更大的挑戰。1974年，在美國Clemson市召開了主題為“需要進行污水處理廠自動化的研究”的討論會，會議提出了一種儀表、控制和自動化技術——ICA技術，并對未來傳感器的可靠高效性、信息收集處理設備的時效性等方面進行了展望。隨著對N、P等污染物排放標準的提高，進一步加速了ICA技術的發展。同時，新的控制方法也在單元控制和全廠自動控制中發揮了巨大優勢，如模糊控制、專家系統等。目前，ICA技術已在美國、日韓、歐洲等發達國家和地區中進行了廣泛應用。隨著監測技術的不斷提升，在污水處理廠中的自動監控指標也在增多。

我國污水處理行業在ICA技術方面的研究和應用相比于發達國家要晚一些也少一些，即使在我國經濟較為發達的地區也與其存在較大差距，不僅實現過程監測的環節較少，而且已經監測數據的利用也不足。在操控策略方面，依然主要停留在人工調節階段。有些地區還存在直接引進的外國先進設備操作不當、維護不到位的現象。

三、CPS技術的研究

進入21世紀，信息與通信技術取得了迅猛發展，尤其是互聯網技術對傳統的工業發展帶來重大影響。2006年美國科學家Helen Gill提出了信息物理融合系統（CPS）概念，它是將網絡世界與智能物理世界融合起來的下一代智能系統。借助于網絡通信和網絡控制技術，可以實現全方位的信息感知和精密的數據計算，實現了在通信、計算、控制、協作等多方面的智能化。

德國工業4.0將CPS應用于制造和物流方面，創新性地融合了物聯網和服務網打造出智慧工廠(Smart Factory)。德國在CPS的基礎上進一步創新，讓每個工廠企業都擁有一個“數字企業平臺”，并借助于開放的接口連接在一起形成一個完整的虛擬環境和基礎架構，稱為網絡物理融合生產系統。智慧工廠完全不同于傳統工廠的自動化系統，是人、機器、產品互聯互通的智能網絡，能夠實現全方位的智能。

四、結語

污水處理廠的智慧控制正在成為國內外的研究重點和發展方向，ICA、CPS等綜合技術的應用讓污水處理廠的管理邁上新臺階。