
智护碧水 数赋运维 | 数智化市政污水处理厂AI运营的里程碑
三川智控™与中国环境科学研究院西南中试基地、成都天翔环境股份有限公司三方合作,针对成都市青白江区市政污水处理厂-姚渡污水处理厂,实施了100%数字化覆盖的AI+IoT建设,经过90日夜兼程的努力,不断攻克精准监测、可靠控制、缜密逻辑、复杂计算、历史运行数据凝练等环节的AI+IoT调试于7月1日成功进入运行。

三川智控™SC-WPS 污水处理AI+loT联控系统
7月1日,青白江区市政污水处理厂正式交付用户实现全面数智化运行。这是一个市政污水处理厂运营的里程碑。
依托 “电力物联网 + 工业智能体” 核心技术体系,姚渡污水处理厂作为日处理规模约 2000 立方米的市政设施完成全链条智能化升级。通过重构数字化配电、用电、管控、数字化传感感知、数字化工艺调控与数字化动态闭环管控模型,将这个老旧的市政污水厂从原来的运维成本高、能耗管控缺乏精细化模型控制,能耗粗放、难以保障稳定排水达标等共性问题,构建出 “云端协同、主动感知、智能调控、节能降本”的智慧水务运行新模式,成为市政污水处理设施数字化转型可复制、可推广的实践标杆,也是具备零碳运营的数字化标杆。

中国环境科学研究院西南中试基地

一
痛点破局:市政污水治理的智能化升级刚需
随着我国水污染防治工作持续纵深推进,市政污水处理设施作为水环境治理的关键节点,其稳定运行与达标排放直接关系着全域水环境质量的保障。长期以来,市政级污水处理厂面临多重运营难题:人工管理或者SCADA遥控模式占主导,依赖现场巡检排查问题,水质波动与设备故障响应滞后;电力成本占运营成本比重超 30%,缺乏分项计量与精细化调控手段,能耗浪费较为突出;工艺参数调节依赖人工经验,应对进水负荷波动能力有限,出水达标稳定性存在压力;传统 PLC 控制柜布线繁杂、元件分散,在环境恶劣的污水处理厂故障率高,异常排查难度大,对运维人员专业技术要求较高,而恰恰普遍存在专业运维人才短缺的情况。
姚渡污水处理厂正是这类场景的典型缩影。作为青白江区市政处理设施提标改造项目的重要组成部分,该厂设计处理规模 2000m³/d,处理工艺覆盖粗格栅调节池、进水调节池、旋流沉砂池、CASS 生化池、中间调节提升泵井、高密沉淀池、反硝化滤池、紫外消毒渠全流程,改造后出水执行标准为:CODcr≤30mg/L、BOD₅≤6mg/L、SS≤10mg/L、TP≤0.3mg/L、氨氮≤1.5 (3) mg/L、TN≤10mg/L。更高的排放标准、更长的工艺链条,对运行管控精度与设备可靠性提出了更高要求,传统运维模式已难以适配提标后的管理需求,智能化升级成为提升运营水平的必经路径。


二
精准施策:全流程智能化改造方案落地


姚渡污水处理厂智能控制智能体现场图
项目对全厂配电系统进行智能化升级,通过升级换代系列分布式电力型控制器为核心的智能体群,集成20套分布式控制单元,配合环境、水质、液位、压力等传感器体系,将传统粗放的信息孤岛配电系统升级为感知、记忆、计量、保护、执行、优化五位一体的智能体。通过对全厂每一个用电回路在线管控,实时掌控曝气、泵组、投药、照明等全面环的节能耗数据、过程控制、极端贴近理论极限最小能耗的闭环PDWC控制,为高质量污水处理、碳排放计量提供精准的数据支撑。


姚渡污水处理厂智能控制智能体现场图
现场端:打造集约化智能控制单元
在现场设备层,项目采用控制器智能体升级换代传统 “PLC 控制柜 + 拖动柜” 的分体式结构,将测量、保护、逻辑控制、通讯、边缘计算功能高度融合。全厂从进水端的提升泵、格栅机,到生化段的潜水搅拌机、污泥回流泵,再到深度处理段的加药装置、滤池阀门,以及消毒段的配套设备,所有泵、阀、电机、闸门全部纳入智能管控体系。
依托智能控制器的逻辑运算能力,系统可实现水处理工艺动态调节、曝气风量智能匹配、投药量闭环控制、回流系统自动联动,覆盖污水处理全流程的过程监控与自动调控。相比传统控制柜,智能控制智能体布线量减少80%,设备体积大幅缩小、户外抗恶劣环境能力得以根本保证,让故障排查与日常维护升级换代为数字化主动运维。


姚渡污水处理厂分布式智能控制智能体现场图
云端端:搭建全域智慧管控平台
项目同步接入SuntransPlat碳能环AI管控平台,现地无须任何计算机与服务器,支持 APP 多端IP授权访问,实现 “移动管理、云端管控”。平台遵循“能碳数据同步汇聚 - 动态设备状态感知 – 异常预测预警预报 – 智慧优化动态控制”的四层管控逻辑,可在线动态调控设备运行,完成工艺参数调整、运行模式切换、应急预案执行等操作。
系统智能运行,管控人员可通过授权IP的手机随时查看全厂电子沙盘、工艺曲线、水质数据、能耗统计与设备运行日志,接收异常预警信息,突破运维的时空限制。同时平台支持多厂站集群接入,未来可将全部市政污水厂纳入统一管控平台体系,形成区域、城域、省域、乃至全国智慧水务大数据平台,实现集约化、规模化、智慧化的运维和全生命周期的科学管理、控制、感知。
三
硬核支撑:核心技术筑牢智慧运维根基
项目的高效落地与价值兑现,依托业已取得大量成功案例“工业、城市、建筑、暖通等场景”彰显核心技术体系:1)电力型智能负荷控制器;2)SuntransPlat云计算;3)PDWC人工智能算法,技术组合的强大功能,是实现本智慧污水处理系统的关键技术和成功的要素。
四
价值凸显:打造市政污水进入AI运维新范式
姚渡污水处理厂智能化升级换代的成功,不仅证明了人工智能物联网AI+IoT的可行性,更为广大市政污水处理设施的数字化AI转型提供了可复制的推广示范路径,其价值体现在多个维度。
(1)提升运维效率,解放生产力。改造后全厂设备状态、工艺运行、故障预警均实现数字化呈现,运维模式从 “人工巡检、事后抢修” 向 “主动预判、AI运维” 转变,可减少现场运维人员配置,降低人力成本,也缓解了市政地区专业运维人才不足的问题。
(2)精细化能碳管控,降低运营成本。通过精细化能碳计量与处理工艺智能优化,曝气、泵组、加药等高耗能环节可实现动态按需调控,同时电力物联网智能体的过零点控制技术减少了设备启动冲击,可降低设备损耗,减少故障停机时间与设备更换成本,提升全生命周期运营效益。
(3)优化工艺,充分保障出水达标。可根据进水水质、水量的波动实时调整运行参数,减少人工调节的滞后性与经验偏差,助力出水稳定达标排放,为区域水环境质量改善提供可靠的设施支撑。
(4)形成轻量化改造模式,具备广阔的推广空间。不同于新建智慧污水厂的大规模投入,姚渡项目采用 “利旧 + 升级” 的改造思路,无需改动土建与主体工艺,仅通过电气控制系统的智能化升级即可实现运营水平提升,改造周期短、投入成本可控、见效较快,适配国内数量较多的市政级污水处理厂提标改造需求,具备较好的推广价值。
五
结语
三川智控™、中国环境科学研究院西南中试基地、成都天翔环境股份有限公司,强强合作,以30年沉淀的科技:“电力物联网、工业智能体”及PDWC控制模型与高性能的SuntransPlat能碳云计算平台技术为核心,深耕环保水务领域的人工智能。本次在市政污水处理领域所开拓的AI应用场景。实现了首台套AI+IoT电力物联网、工业智能体在市政污水处理厂的成功,我们将不断努力,让AI+IoT成为守护“青山绿水”的坚强卫士。