智慧化
城市污水處理廠(chǎng)智慧化管理系統
- 針對國內城市污水處理廠(chǎng)工藝全過(guò)程管理尚不夠精細、智能化控制水平不夠高，尤其生物處理工藝過(guò)程運行參數不太穩定、全流程能耗藥耗偏高、日常運維所需人員配備偏多等問(wèn)題，以及當前“雙碳”目標背景下進(jìn)一步促進(jìn)節能降耗和提質(zhì)增效的需求，本項目緊密結合青島李村河污水處理廠(chǎng)改造提標及四期擴建工程項目的建設與運行管理，基于新一代信息技術(shù)及人工智能模型算法，集成運用ICA、CPS、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數據、人工智能、BIM、GIS等技術(shù)，在李村河污水處理廠(chǎng)建成智慧化管理系統的示范案例，在多個(gè)層面和各工藝環(huán)節實(shí)現污水處理廠(chǎng)的智慧運維管理。2022年7月11日通過(guò)天津市科學(xué)技術(shù)評價(jià)中心組織的科技成果鑒定，成果鑒定專(zhuān)家一致認為項目成果總體技術(shù)達到國際先進(jìn)水平。
- 主要技術(shù)內容
（1）創(chuàng )新點(diǎn)
1）創(chuàng )建水質(zhì)分析時(shí)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)大數據驅動(dòng)建模并自動(dòng)預測水質(zhì)與工藝變化趨勢的創(chuàng )新方法，顯著(zhù)提高污水處理數據分析的預測效率和精度，為了科學(xué)準確地掌握水質(zhì)與工藝情況提供支撐。
圖 圖卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )算法模型結構
2）創(chuàng )建基于模型的污水處理廠(chǎng)圖卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )數據集構建方法，實(shí)現污水處理廠(chǎng)模型在5min內構建1000節點(diǎn)數據集，數據集準確率達到95%以上，建模效率較人工輸入數據提高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據積累及方法支撐。
3）融合典型污水處理廠(chǎng)的歷史數據與工藝流程升級演變，集成應用算法模型、數據集和解決方案，建立智慧化管理的業(yè)務(wù)化運行系統及可視化平臺，實(shí)現污水處理廠(chǎng)的精細化控制及節能降耗減碳。
（2）應用推廣情況
項目成果已應用于青島市李村河污水處理廠(chǎng)（工程規模35萬(wàn)m3/d，進(jìn)水水質(zhì)濃度高，水質(zhì)水量變化大，高標準處理，出水用于李村河景觀(guān)生態(tài)環(huán)境補水），估算年節約運行成本700萬(wàn)元左右，同時(shí)實(shí)現節能降耗、提質(zhì)增效和碳減排。
項目組立足李村河污水處理廠(chǎng)經(jīng)驗，為青島、西安、合肥等地多個(gè)智慧污水處理廠(chǎng)項目的設計與建設提供了強有力的支撐和模型工具，有力地推進(jìn)了我國智慧水務(wù)、智慧城市建設及生態(tài)文明建設。
（3）經(jīng)濟、社會(huì )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(chǎng)作為智慧城市在水務(wù)領(lǐng)域深化的一個(gè)重要分支，與城市的水環(huán)境治理等城市管理職能有著(zhù)密不可分的聯(lián)系，城市污水處理廠(chǎng)智慧化管理系統的建設可以有效促進(jìn)智慧城市的建設，推進(jìn)“十四五”規劃有關(guān)美麗中國、生態(tài)文明建設等國家重大發(fā)展戰略的落地實(shí)施，全面助力城市運行服務(wù)的智慧化，切實(shí)推動(dòng)城市水務(wù)綜合管理和科學(xué)決策。
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