城市污水治理
关系着首都水环境的生态底色
如何让城市污水“变废为宝”？
近日
人民日报刊发报道
《“闯”进城市污水资源化利用全新领域》
聚焦北京工业大学信息科学技术学院
王鼎教授和所在的智慧环保团队
他们瞄准首都水环境治理
在城市污水资源化利用的赛道上持续攻坚
用一项项技术突破让污水“重获新生”
快和工小V一起来了解吧~
深耕水厂实地，直击治污痛点
北京市南四环凉水河畔的小红门再生水厂
每日处理约60万立方米的污水
承担着北京市区西部、南部多数地区的
城市污水资源化利用任务
合理管控水厂的运行
推动城市污水资源化利用
有利于守护好这道“净化屏障”
北京工业大学智慧环保团队
在这个领域长期深耕
这是一个棘手的课题——
城市污水资源化利用过程动态复杂
不仅工艺流程盘根错节
污染物种类繁杂多样且相互影响
流入污水的水质波动也很大
导致运行状态不稳
其间的化学反应敏感多变
更加增添了难度
能不能用智能化手段应对这些难题？
多年从事复杂动态系统的智能优化控制研究
团队意识到
人工智能在污水资源化利用方面的潜力
“闯”进全新领域，团队边研究边摸索
经过多年攻关
逐步攻克污染物特征识别、全流程协同优化、
运行设备精准调控等技术难题
构建出能实现城市污水高效资源化利用的
智能调控关键技术体系
自研核心技术，实现智能治水
在这套技术体系中
关键变量溶解氧浓度的精准调控至关重要
为净化污水
好氧微生物充当
分解污染物、清洁污水的“操作员”
而溶解氧就是支撑它们工作的“食粮”
“食粮”既不能多，也不能少
太多，不仅浪费能源
还会扰乱菌群工作节奏
太少，则会让“操作员”力不从心
导致净水效果不达标
城市污水资源化利用过程复杂
如果过度依赖传统方法
关键变量的浓度调控效果往往欠佳
起初，团队采用“传统+智能”的组合方案
然而，此时的智能算法依附传统控制
只能起到辅助微调作用
优势无法真正发挥出来
在探索污水资源化利用工艺规律中
团队发现其生化过程演变、
前后运行状态关联的独特性
提出数据资源驱动的创新型自主学习方法
彻底摆脱对传统控制的依赖
持续科技赋能，开拓治水新程
团队优化控制设计模式
通过逐次微小的调整
实现策略稳定在线学习
同时，构建新机制
确保系统在应对扰动或异常时
能快速做出调控反应
进而让控制系统像人一样
“边做边学、越做越好”
完成了从“依附传统、被动辅助”
到“自主调控、优于传统”的升级
基于一系列创新
团队研制出能动态调整供氧状态、
精准把控氧气配比的调控方案
实现自动适配复杂工况、全程保障净水效果
这就让智能体在与环境交互的过程中自主学习
并在学习时自适应优化控制策略
具备判断与决策能力的“大脑”后
实验显示
自主控制策略对污水资源化利用系统的调控效果
显著改善
理论和方法还需到实践中接受检验
在北京清河、北京小红门等多家再生水厂应用
团队研发的智能调控相关技术
交出一份优秀“成绩单”——
溶解氧控制精度达到95%以上
平均能耗降低5%以上
药耗减少超过20%
令人自豪的是
作为城市污水高效资源化利用的“中国方案”
团队部分技术被多个国家的再生水厂借鉴
推动城市污水资源化利用
不仅有助于解决水资源短缺问题
还能保护生态环境
未来，团队将持续推动
人工智能和污水资源化利用工艺深度融合
实现全流程智能化升级
为科技创新助力美丽中国建设贡献力量
从“依附传统”到“优于传统”
从凉水河畔到被多国借鉴
智慧环保团队用“闯”的精神
在城市污水资源化利用的无人区里
蹚出了一条智能之路
让我们为这份北工大的智慧与担当点赞
期待更多“中国方案”
从这里出发，流向世界！
来源：人民日报
排版：贠浩然
编辑：吕洋、韦肖葳
审核：钟嶷盛、黄荟宇
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来源：北京号
作者: 北京工业大学