城市污水处理厂智慧化管理系统 - 中国城镇供水排水协会（中国水协）唯一官方网站

项目简介
针对国内城市污水处理厂工艺全过程管理尚不够精细、智能化控制水平不够高，尤其生物处理工艺过程运行参数不太稳定、全流程能耗药耗偏高、日常运维所需人员配备偏多等问题，以及当前“双碳”目标背景下进一步促进节能降耗和提质增效的需求，本项目紧密结合青岛李村河污水处理厂改造提标及四期扩建工程项目的建设与运行管理，基于新一代信息技术及人工智能模型算法，集成运用ICA、CPS、物联网、云计算、大数据、人工智能、BIM、GIS等技术，在李村河污水处理厂建成智慧化管理系统的示范案例，在多个层面和各工艺环节实现污水处理厂的智慧运维管理。2022年7月11日通过天津市科学技术评价中心组织的科技成果鉴定，成果鉴定专家一致认为项目成果总体技术达到国际先进水平。
主要技术内容
（1）创新点
1）创建水质分析时的图卷积神经网络算法模型，提出一种利用物联网大数据驱动建模并自动预测水质与工艺变化趋势的创新方法，显著提高污水处理数据分析的预测效率和精度，为了科学准确地掌握水质与工艺情况提供支撑。

图图卷积神经网络算法模型结构
2）创建基于模型的污水处理厂图卷积神经网络数据集构建方法，实现污水处理厂模型在5min内构建1000节点数据集，数据集准确率达到95%以上，建模效率较人工输入数据提高5倍以上，为污水处理业务的人工智能算法提供了大数据积累及方法支撑。
3）融合典型污水处理厂的历史数据与工艺流程升级演变，集成应用算法模型、数据集和解决方案，建立智慧化管理的业务化运行系统及可视化平台，实现污水处理厂的精细化控制及节能降耗减碳。
（2）应用推广情况
项目成果已应用于青岛市李村河污水处理厂（工程规模35万m3/d，进水水质浓度高，水质水量变化大，高标准处理，出水用于李村河景观生态环境补水），估算年节约运行成本700万元左右，同时实现节能降耗、提质增效和碳减排。
项目组立足李村河污水处理厂经验，为青岛、西安、合肥等地多个智慧污水处理厂项目的设计与建设提供了强有力的支撑和模型工具，有力地推进了我国智慧水务、智慧城市建设及生态文明建设。
（3）经济、社会效益情况
智慧水务是智慧城市的重要组成部分，智慧污水处理厂作为智慧城市在水务领域深化的一个重要分支，与城市的水环境治理等城市管理职能有着密不可分的联系，城市污水处理厂智慧化管理系统的建设可以有效促进智慧城市的建设，推进“十四五”规划有关美丽中国、生态文明建设等国家重大发展战略的落地实施，全面助力城市运行服务的智慧化，切实推动城市水务综合管理和科学决策。