【案例】定州市污水处理厂提标扩容改造工程

为促进行业交流进步，便于行业同侪互学互促，推动中国环境产业转型升级。E20环境产业圈层特推出《水务行业优秀案例汇编》，汇集了近150例案例，涉及村镇污水治理、工业废水治理、工业园区废水治理、水环境治理、市政污水管网、再生水回用、污泥处理处置等领域。

项目名称：定州市污水处理厂提标扩容改造工程   

推荐单位：武汉华信数据系统有限公司/定州市中诚水务有限公司

参与环节：工程总包

项目所在地：河北省定州市 

项目概况

水厂简介：定州中诚水务污水厂2020年7月开始实施污水厂扩容提标改造工程，2021年7月完工。污水处理工艺为：预处理+五段式巴顿甫AAO+高密度沉淀池+深床反硝化滤池+次氯酸钠消毒，处理能力达到7万吨/日，出水水质执行河北省《大清河流域水污染排放标准》DB13/2795-2018中重点控制区标准。

建设内容：在安全、稳定、降本、增效、智慧、卓越的智慧水务指导思想下，全面建设水厂生产工艺全流程控制系统，实现全厂工艺控制的智能化、调优智慧化，并建设AI智能识别系统，强化水厂生产安全管理。按照污水处理厂的工艺设计，定州中诚水务污水厂将通过提升泵智能编组、智能碳源投加系统、智能曝气控制系统、内外回流智能控制、高密沉淀池控制、智能除磷加药系统、智能加药（消毒），以及智慧平台、智能设备的应用，推进水厂生产运营管理迈向更高的智能化高质量发展。  

示范意义

该项目的成功实施标志着水厂从"自动化"向"智能化"的跨越，通过"数据驱动决策+工艺动态优化"的新模式，破解传统污水厂运行粗放、依赖经验、抗冲击弱等痛点，为行业落实"双碳"战略、应对高标准排放要求提供了可复制的解决方案，推动水务设施向环境友好、资源节约、低碳高效的现代环境治理体系转型。

1、技术创新与示范价值

精准控制示范：该系统实现了对污水厂工艺全流程的精准控制，逐级分解与出水水质相关的各个处理单元、关联指标参数，实现根据进水水质、水量等的变化调整工艺运行参数，保证出水稳定达标。

智能优化示范：智慧化调优功能使污水厂的运行可借助全流程控制系统自动寻找最优的运行策略，以应对复杂多变的污水处理水质水量变化。

AI智能应用示范：通过云原生架构、AI技能编排、预警闭环管理及多模态大模型等创新技术，实现了安全生产视频的智能化分析与管理。其技能零代码编排、模型自迭代、云边端协同等能力，大幅提升了AI应用效率与灵活性，为复杂场景下的安全生产提供了高效、精准的解决方案，具有重要的技术引领与示范作用。

数据融合示范：全流程控制系统整合了污水厂各个环节的数据，实现了数据的深度挖掘和分析。通过建立大数据模型+机理模型的双模驱动模式，实现对水质变化趋势的预测，为预防性维护和运行优化提供依据。

2、经济与管理效益

节能降耗示范：通过智能优化控制，该系统有效降低了污水厂的能耗和药耗，降低了生产成本。例如，精确的曝气控制和设备运行调度，使能源消耗大幅降低，同时优化药剂投加量，减少了药剂费用。

提升管理效率示范：全流程控制系统实现了污水厂运行管理的自动化和信息化，减少了人工操作和管理的工作量，提高了管理效率和决策的科学性。管理人员可以通过远程监控系统实时掌握污水厂的运行状况，及时发现和解决问题，降低了人力成本和管理难度。

项目亮点介绍

（1）实施效果

基于边缘计算，通过工艺优化控制算法和技术，保证污水厂运行的低碳、安全、稳定、高效，最终实现“少人”管控的污水处理厂。

云边端协同与多模态大模型应用。

优化工艺处理过程、稳定工艺参数。

降低水质突变对工艺的冲击。

降低能源消耗、降低劳动强度。

精细化智能管控、低碳运行。

项目技术工艺/装备简介

（1）技术工艺/装备名称

技术名称：水厂工艺全流程控制系统。

（2）工艺/装备原理

工艺优化智能控制系统：是基于边缘计算与云边协同架构，利用大数据核心算法，自学习，自优化，通过工艺优化控制核心技术，使水厂不同工艺单元的运行参数有机融合，形成全过程智能控制，既能够保证出水持续稳定达标，又降低各类能耗，保证系统运行的低碳、安全、稳定、高效。最终实现“少人”管控的污水处理厂。

工艺全过程智能控制：依据负荷、构筑物参数、化验数据、工艺运行数据等数据，使不同工艺单元运行参数有机的整体融合，智能控制关键设备运行，实现工艺全过程智能控制。

智能控制算法：通过工艺设计参数+仪表在线检测数据，结合算法调整控制策略，由边缘控制器依据控制策略结合实际运行数据进行计算并完成控制输出。

AI智能识别算法：云原生架构与自主可控的AI技术。通过云原生组件实现服务的微服务化拆分与智能化调度，结合自主可控的AI框架及模型能力，提供高效的AI算法集成与推理。同时，利用技能编排实现AI技能的零代码管理，以及云边端协同确保AI能力的持续迭代与优化。

（3）工艺/装备特点

全过程智能控制。

“少人”操控。

精细管理、低碳运行。

（4）应用工业领域

智慧水厂领域。

（5）工艺/装备流程图

系统架构：包含智能控制柜、边缘控制器、触摸屏、控制系统画面、数据采集终端、系统平台，集成了设备配电、自动控制、物联网、数据采集、智能算法、web端、移动APP等功能。

水厂工艺全流程控制系统包括 F/M-iWater智能提升及配水模型； DN-iWater智能加药、智能回流模型；N/DO-iWater智能曝气模型； SRT-iWater智能回流、智能排泥模型； P-iWater智能加药模型； PAM-iWater智能加药、智能浓缩模型和消毒剂智能加药模型。

（6）项目部分案列照片

编辑：黄延丽