智能化信息技術在污水處理中的應用研究

李芳

摘 要：聯系污水處理系統運行情況發現，采用以往污水處理方法不能獲得較好地處理效果，而智能化信息技術和系統的推進，能確保污水處理系統運行的效率。文章通過對智能化控制系統的概述，對智能化信息技術和系統應用于污水處理中的情況實行探究，提出合理應用神經網絡控制系統、模糊控制系統、專家系統、物聯網技術、大數據技術等污水處理的建議，進而有效保障污水處理的效果，充分發揮出智能化信息技術和系統的應用價值。

關鍵詞：智能化信息技術;污水處理;應用

0 引言

污水處理廠以往的污水處理工藝操作復雜，需投入較多人力、物力、財力，會浪費大量的資源且污水處理效果不理想[1]。針對于此，可在污水處理中應用智能化信息技術、智能化系統，有效保存數據信息，實行數據建模、分析，實施污水實時監測，以便為污水處理提供技術方面的指導，達到污水處理的相關要求，提高水處理效率。

1 智能化控制系統的相關情況概述

智能系統能合理使用計算機模擬人腦思維，在人工智能和控制技術下嚴格控制污水處理系統運行，同時進行相應地檢測、監控，以此達到系統智能化的效果。污水處理系統智能化控制的重點是硬件系統的傳感器、相關檢測設備、通信接口及智能控制器等，軟件方面主要對認知學習、感知信息處理、控制等系統以及數據庫進行控制，保證所應用的軟硬件在污水處理系統運行中均能夠充分發揮自身的作用[2]，有利于及時去除氮化物、有機物、磷等物質，實現凈化污水的效果。這個過程科學使用智能化控制系統處理污水，表現為對所有輸入量、輸出量和時間等進行調節、控制，旨在從根本上保證污水處理工作的效率。

2 ? 智能化信息技術和系統應用于污水處理探究

2.1? 神經網絡控制系統運用情況

人工神經網絡控制能很好地解決污水處理廠的不同附加問題，制定相應的規則，不但可提高學習及適應方面的能力，而且在確保污水處理系統合理性方面的作用較強。結合神經網絡控制系統運用狀況，可見具備較好的容錯能力。面對部分單元受損問題，神經網絡控制運行不會受到較大影響，能促使系統穩定運行[3]。污水處理時可對相關數據信息加以分析、研究，然后通過簡化輸入集合重新訓練提升氨氮濃度模型檢測結果的精度。實行反復實踐、優化處理，保障污水處理系統運行良好，減少氨氮物含量。

2.2? 模糊控制系統運用情況

污水處理模糊控制系統可發揮模糊控制器的最大作用，即及時輸入/輸出參數，再經模糊—清晰轉變，利于獲取模糊推理和控制規則的最佳效果。要求相關研究人員在污水處理系統實行模糊控制系統，遵循二級污水處理廠的相關標準，嚴格控制活性污泥工藝，并且明確污泥回流比、污泥排放量、DO設定值的相關情況，主要的目的是避免發生污泥膨脹及上浮的效果。聯系工作人員以往經驗，發現活性污泥工藝模糊控制器構建需輸入相關參數、輸出變量、控制算法，后者應用于污泥膨脹處理、上浮處理，應結合數學模型模擬運行情況，合理運用模糊控制器提高出水的質量。除此之外，要求相關工作人員做好A/O脫氮工藝智能控制系統實驗、連續流污水處理長曝氣量控制實驗、連續進出水及間歇硝化反硝化實驗等，按模糊多級控制器性能要求操作接口，從而保證污水處理的效果，嚴格控制污水處理的成本。

2.3? 專家系統運用情況

采取專家系統對污水進行處理，有利于不斷優化污水處理系統。專家系統可使用不同知識逐漸形成專業系統，結構包括推理機構、知識庫，實踐的過程能客觀分析、評判處理廠運行狀況，及時將相關信息傳輸給工作人員，便于工作人員及時處理存在的問題[4]。專家系統研發智能控制的過程，能尋求并制定各種問題的處理對策，比如除磷、脫氮、泥水分離問題等，然后以模擬形式明確控制參數、不同變量，逐漸形成建設性意見，便于為做好污水處理系統防治、預測提供良好支持，如對水質水量變化較大的食品廢水處理廠，可使用在線綜合控制系統處理廢物，在運用階段可以降低出水COD，同時有效節省能源消耗[5]。

2.4? 物聯網技術運用情況

信息技術背景下，人們對智能化信息技術有著較高的要求，因此物聯網技術被廣泛應用于污水處理中。無人化污水處理廠、智能化污水處理廠，在污水處理中沒有人工管理，自動實時數據監測、記錄，有助于嚴格控制運營的成本，并確保污水整體處理的效率[6]。智能化污水處理系統涉及傳感器、中央處理決策、信息處理反饋等系統，因污水處理工藝主要進行機械、生化、化學等方面處理，所以需施行數據監測，此時需合理使用傳感器。通常情況下污水處理廠會使用溫濕度傳感器、壓力傳感器、pH傳感器等，旨在實時獲取相關數據信息，智能化污水處理系統中的信息感知層通過傳感器操作，能夠及時將采集的數據信息以有線網/無線網的形式傳輸至中央處理系統。在此之后，通過中央處理系統深入分析，及時將相關決策信息發送至污水處理設備，采用不同類型控制系統對閥門大小、溫度加以控制。這個過程中使用物聯網技術，可將獲得的監測數據信息及時發送至移動終端，管理人員能夠借助便攜式設備的作用，對污水處理系統設備信息進行有效處理，避免發生不安全事件。物聯網技術的核心為感知事物，不但不需要安排人工24小時值守，而且利于中心處理系統更好地應對不同的情況，通過自主驅動設備達到污水控制的最佳效果。污水處理自動運行的過程，可被遠程監督、控制，幫助管理人員實時準確掌握相關運行信息，若是產生緊急狀況，系統方面會立即和管理人員聯系。另外，經物聯網系統緊急調動應急預案，能實現緊急調度的效果，故而即便發生故障問題也不會造成嚴重的影響，可有效發揮物聯網技術的優勢作用。

2.5? 大數據技術運用情況

大數據，即為收集大量的數據信息，并及時分析、整理處理，正確梳理挖掘變量的關系，屬于新型污水處理技術。污水處理的過程比較復雜，檢測設備收集數據量較多，存在動態、不確定等特點，對相關數據進行分析、指導，對于完善污水處理工藝有積極的影響。與此同時，大數據技術可構建污水處理數據數學模型，借助數學模型獲得污水處理工藝并進行相應地指導，同時對溫度/酸堿度、最終污水處理質量關系等加以深入分析和研究[7]。通過構建大數據污水處理平臺，使用傳感器及時收集相關數據信息，及時獲取污水處理指標限值，在數據建模后編制相應的超標處理計劃。借助平臺的作用對結果加以分析，能將實時獲取的數據信息傳輸給相關企業，準確計算污水處理工藝的參數，及時發現污水指標超標/數據異常問題。反饋給管理人員，為現場指導提供支持。污水處理系統中采用大數據技術處理，不但能提高自動化程度、提高污水處理效率，而且有利于控制運營投入的資金、人力資源成本，因而具有應用和推廣的價值。

3 結語

隨著社會經濟的快速發展，智能化信息技術得到不斷完善。現代智能化系統、智能化信息技術融合，有利于保障污水整體處理質量，降低工作人員的工作量和壓力。污水處理廠應合理應用智能化系統、智能化信息技術，以獲得最理想的污水處理效果。

[參考文獻]

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[6]徐睿楓.自動控制在污水生物處理技術中的應用研究[J].IT經理世界，2020（1）：87.

[7]馮大志.基于PLC和組態軟件的含油污水處理監控系統設計[J].信息技術與信息化，2020（2）：46-48.

（編輯 何 琳）