2017年11月(yue)11日，由中國城市污水處(chu)理概念廠專家(jia)委員會、清華(hua)大學(xue)(xue)環境(jing)學(xue)(xue)院主辦(ban)，江蘇省（宜(yi)興）環保產業(ye)技術(shu)(shu)研究院、北京金控數據技術(shu)(shu)股(gu)份有(you)限公(gong)司(si)承(cheng)辦(ban)的(de)污水處(chu)理未(wei)來自動化國際研討會在清華(hua)大學(xue)(xue)環境(jing)學(xue)(xue)院報(bao)告廳舉行。

來(lai)自ICA領(ling)域(yu)的近200位高校、企業代表(biao)集(ji)聚一堂，啟發(fa)與(yu)描繪未來(lai)污(wu)(wu)水處理廠(chang)自動(dong)化領(ling)域(yu)自控的設備儀表(biao)控制，系統(tong)模型等前景，一同(tong)探討自動(dong)化技術在污(wu)(wu)水處理領(ling)域(yu)的應用與(yu)發(fa)展。

作為“中(zhong)國(guo)城市污(wu)水(shui)處理概念(nian)廠”系(xi)列活(huo)動，研討會邀請到(dao)了包括國(guo)際上ICA（污(wu)水(shui)系(xi)統的儀表、控制和(he)自動化(hua)）的創始人古斯(si)塔夫?奧爾森教(jiao)授在內的6位專家就污(wu)水(shui)處理自動化(hua)領域發表深度報(bao)告。

研(yan)討(tao)會由清(qing)華大學環(huan)境(jing)學院(yuan)公共研(yan)究(jiu)(jiu)平臺主(zhu)(zhu)任(ren)邱勇主(zhu)(zhu)持。本次活動(dong)還(huan)得到了IWA國際(ji)水(shui)協會、清(qing)華大學環(huan)境(jing)學院(yuan)綠色基(ji)礎設施研(yan)究(jiu)(jiu)中心、中持水(shui)務股份有限公司(si)、江蘇省環(huan)保裝備產業(ye)技(ji)術創新中心、《給水(shui)排(pai)水(shui)》、水(shui)世(shi)界的(de)大力支(zhi)持。

邱勇 清(qing)華大學環境學院公共研究平臺主任

以下是部(bu)分嘉賓觀點摘錄

古斯塔夫·奧爾森

智能化水處理-ICA技術發展的40年

古斯塔夫·奧爾森(sen) 瑞典隆(long)德大學(xue)工業自動化榮譽教(jiao)授 

來自瑞典王(wang)國(guo)隆德大學的榮譽(yu)教授古斯塔夫(fu)?奧爾森教授以(yi)“智(zhi)能化水處理-ICA技術發(fa)展的40年”為題，從物質流、能量(liang)流及信(xin)息流三個維度介紹了ICA技術。

奧爾森教授以(yi)三(san)個問題帶領聽(ting)眾進(jin)入ICA設置的(de)(de)場景，即為(wei)什么(me)要(yao)(yao)使水處(chu)理更加智能化？如何達到(dao)這個目標(biao)？需(xu)要(yao)(yao)什么(me)條件？他通過(guo)對ICA技(ji)術40年歷程的(de)(de)回顧，指出ICA的(de)(de)內涵(han)包括五(wu)個方(fang)面的(de)(de)內容。第一，它研(yan)究的(de)(de)是隨時間變化的(de)(de)動態(tai)系統(tong)；第二，系統(tong)存在(zai)進(jin)水的(de)(de)負荷擾動；第三(san)，系統(tong)需(xu)要(yao)(yao)在(zai)線傳感器進(jin)行實時監控；第四，利用反饋信息來提高工(gong)藝性(xing)能；第五(wu)，系統(tong)可控。

作為ICA的(de)(de)(de)創始人，奧爾森(sen)教(jiao)授(shou)參(can)與(yu)并見證了(le)(le)水(shui)處(chu)(chu)理(li)(li)自(zi)動(dong)化的(de)(de)(de)發(fa)(fa)(fa)展(zhan)(zhan)歷程(cheng)，他本(ben)人就是一部水(shui)處(chu)(chu)理(li)(li)自(zi)動(dong)化的(de)(de)(de)歷史，曾任《水(shui)科(ke)學與(yu)技(ji)(ji)術(shu)》雜志的(de)(de)(de)主(zhu)編、IWA(世界(jie)水(shui)協會)委(wei)員會主(zhu)席，同時也是清華(hua)大學環境學院(yuan)的(de)(de)(de)客座(zuo)教(jiao)授(shou)，可(ke)(ke)以說是一個水(shui)處(chu)(chu)理(li)(li)自(zi)動(dong)化的(de)(de)(de)傳(chuan)奇。奧爾森(sen)教(jiao)授(shou)指(zhi)出，目(mu)前科(ke)技(ji)(ji)的(de)(de)(de)進步為ICA技(ji)(ji)術(shu)的(de)(de)(de)發(fa)(fa)(fa)展(zhan)(zhan)創造了(le)(le)可(ke)(ke)能性，主(zhu)要(yao)體現在儀器(qi)化的(de)(de)(de)發(fa)(fa)(fa)展(zhan)(zhan)和(he)測量(liang)儀器(qi)本(ben)身的(de)(de)(de)發(fa)(fa)(fa)展(zhan)(zhan)；執行(xing)(xing)器(qi)的(de)(de)(de)發(fa)(fa)(fa)展(zhan)(zhan)；計(ji)算(suan)機(ji)的(de)(de)(de)發(fa)(fa)(fa)展(zhan)(zhan)使(shi)得(de)數據收(shou)集不(bu)再是限制條件(jian)；動(dong)態模型和(he)控制方法的(de)(de)(de)發(fa)(fa)(fa)展(zhan)(zhan)使(shi)得(de)人們可(ke)(ke)以理(li)(li)解多種多樣的(de)(de)(de)工藝；教(jiao)育的(de)(de)(de)發(fa)(fa)(fa)展(zhan)(zhan)培(pei)養(yang)了(le)(le)能夠執行(xing)(xing)ICA技(ji)(ji)術(shu)的(de)(de)(de)工程(cheng)師；污(wu)水(shui)廠的(de)(de)(de)設計(ji)靈(ling)活性在不(bu)斷地提高(gao)等方面(mian)，這些條件(jian)都使(shi)ICA技(ji)(ji)術(shu)的(de)(de)(de)實施(shi)具有更好的(de)(de)(de)可(ke)(ke)行(xing)(xing)性。此外，社會的(de)(de)(de)需求推動(dong)了(le)(le)ICA技(ji)(ji)術(shu)的(de)(de)(de)進一步發(fa)(fa)(fa)展(zhan)(zhan)，主(zhu)要(yao)包(bao)括：監管的(de)(de)(de)要(yao)求，排(pai)水(shui)指(zhi)標不(bu)斷提高(gao)；能量(liang)效率(lv)提高(gao)；營(ying)養(yang)物(wu)質(zhi)回(hui)收(shou)；熱量(liang)回(hui)收(shou)；生物(wu)質(zhi)燃氣產氣及對(dui)于擾動(dong)或動(dong)態變化的(de)(de)(de)恢復能力需求。

奧(ao)爾森教(jiao)授認為(wei)，從(cong)普(pu)通化到(dao)智能(neng)化水(shui)質監(jian)測(ce)傳感(gan)器的(de)(de)(de)(de)使(shi)用以及(ji)監(jian)測(ce)儀(yi)表網絡(luo)的(de)(de)(de)(de)實施能(neng)夠對(dui)儀(yi)表的(de)(de)(de)(de)數(shu)據(ju)(ju)(ju)進行融合，可以在(zai)通過互聯(lian)網能(neng)夠在(zai)一些(xie)普(pu)遍意義上的(de)(de)(de)(de)控(kong)制平臺里，看到(dao)所有儀(yi)表的(de)(de)(de)(de)數(shu)據(ju)(ju)(ju)和(he)(he)相關(guan)信息(xi)。對(dui)監(jian)測(ce)得到(dao)的(de)(de)(de)(de)數(shu)據(ju)(ju)(ju)進行判(pan)斷分析，能(neng)夠為(wei)運行人員提(ti)供決策支持。目前集成(cheng)設計和(he)(he)控(kong)制工具(ju)的(de)(de)(de)(de)使(shi)用，以及(ji)計算(suan)機海量的(de)(de)(de)(de)存儲能(neng)力和(he)(he)運算(suan)能(neng)力，為(wei)ICA的(de)(de)(de)(de)發(fa)(fa)展提(ti)供了(le)支持。因(yin)此，當前ICA面臨的(de)(de)(de)(de)挑(tiao)戰是如何實現(xian)水(shui)資源的(de)(de)(de)(de)管理(li)(li)和(he)(he)控(kong)制的(de)(de)(de)(de)智慧化可持續發(fa)(fa)展。而在(zai)將來新(xin)的(de)(de)(de)(de)高效的(de)(de)(de)(de)水(shui)處理(li)(li)工具(ju)和(he)(he)技術，會帶來大量的(de)(de)(de)(de)數(shu)據(ju)(ju)(ju)和(he)(he)有用的(de)(de)(de)(de)信息(xi)，從(cong)而催生新(xin)的(de)(de)(de)(de)應用，這(zhe)也是ICA技術的(de)(de)(de)(de)巨大挑(tiao)戰。

最后，奧爾(er)森(sen)(sen)教(jiao)授提出對(dui)(dui)ICA技術未(wei)來發展(zhan)的愿望(wang)。一(yi)是能(neng)夠在(zai)(zai)本地(di)測量生(sheng)態系統的狀態；二是在(zai)(zai)飲用水(shui)中能(neng)夠實(shi)現(xian)在(zai)(zai)線測量微生(sheng)物學指(zhi)(zhi)標(biao)及(ji)微量污染物指(zhi)(zhi)標(biao)。同時，在(zai)(zai)系統分析領域，奧爾(er)森(sen)(sen)教(jiao)授希望(wang)將來可以開發簡(jian)易的并不需(xu)要(yao)專家參與的動力學模(mo)擬的工具，優(you)化管理(li)工具，并實(shi)現(xian)自然資產的審(shen)計，對(dui)(dui)環境水(shui)等進行定價。奧爾(er)森(sen)(sen)教(jiao)授同時建議決策者要(yao)用可持續(xu)發展(zhan)的眼(yan)光和全方(fang)位的視角。在(zai)(zai)對(dui)(dui)污水(shui)處理(li)廠設計設施時，要(yao)綜合考慮各方(fang)需(xu)求(qiu)，同時要(yao)對(dui)(dui)整(zheng)個(ge)水(shui)的循環系統做管理(li)。

施漢昌

污水處理廠未來自動化與監測技術的發展

施漢昌  清華(hua)大(da)學環境(jing)學院教授

“對于(yu)污水(shui)(shui)(shui)處(chu)理企業來(lai)(lai)說，自(zi)(zi)動化(hua)(hua)主要是三(san)方(fang)面(mian)的(de)作用：安全性(xing)(xing)、經濟(ji)性(xing)(xing)、穩定(ding)性(xing)(xing)。”清華(hua)大學(xue)環(huan)境(jing)學(xue)院施漢昌教授(shou)則主要以監(jian)測(ce)儀器角度，分享了污水(shui)(shui)(shui)處(chu)理廠(chang)未(wei)來(lai)(lai)自(zi)(zi)動化(hua)(hua)與監(jian)測(ce)技術的(de)發(fa)展。他從污水(shui)(shui)(shui)處(chu)理廠(chang)未(wei)來(lai)(lai)自(zi)(zi)動化(hua)(hua)的(de)需求、污水(shui)(shui)(shui)處(chu)理廠(chang)自(zi)(zi)動化(hua)(hua)監(jian)測(ce)環(huan)節、適應污水(shui)(shui)(shui)處(chu)理廠(chang)自(zi)(zi)動化(hua)(hua)的(de)監(jian)測(ce)技術發(fa)展、未(wei)來(lai)(lai)展望四個(ge)(ge)方(fang)面(mian)進行(xing)了分享。儀器化(hua)(hua)、控制化(hua)(hua)和自(zi)(zi)動化(hua)(hua)是水(shui)(shui)(shui)處(chu)理自(zi)(zi)動化(hua)(hua)技術發(fa)展的(de)三(san)個(ge)(ge)階段，而ICA的(de)技術核心是檢測(ce)儀器、數學(xue)模型和過程控制系統。

“污水(shui)處(chu)理(li)廠未來自動(dong)化(hua)(hua)，最高(gao)境界大概(gai)就是無(wu)人值(zhi)(zhi)守(shou)的(de)(de)(de)(de)污水(shui)處(chu)理(li)廠。”施漢昌教授說，從中國污水(shui)處(chu)理(li)行業整(zheng)體看(kan)，無(wu)人值(zhi)(zhi)守(shou)污水(shui)處(chu)理(li)廠并非不(bu)可實(shi)現，但有(you)很長(chang)的(de)(de)(de)(de)路要(yao)走，需要(yao)衡量(liang)其必(bi)要(yao)性和適用(yong)范圍。實(shi)現無(wu)人值(zhi)(zhi)守(shou)，要(yao)有(you)良好(hao)的(de)(de)(de)(de)污水(shui)收集與輸送系統(tong)、合(he)理(li)優(you)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)污水(shui)處(chu)理(li)廠工藝設計、合(he)理(li)優(you)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)污水(shui)處(chu)理(li)廠設備選型與配置、高(gao)質(zhi)量(liang)的(de)(de)(de)(de)污水(shui)處(chu)理(li)設施與運行管理(li)、高(gao)質(zhi)量(liang)的(de)(de)(de)(de)監測儀器儀表、高(gao)水(shui)平的(de)(de)(de)(de)自動(dong)控制系統(tong)等條件。

施漢(han)昌(chang)教(jiao)(jiao)授(shou)長(chang)期從(cong)事(shi)水處理的(de)理論與(yu)技(ji)術研究(jiu)，在廢水生物處理的(de)反(fan)應器、反(fan)應動(dong)力學(xue)(xue)和(he)生物傳感器方面積累了大(da)量的(de)研究(jiu)成果和(he)經驗。施漢(han)昌(chang)教(jiao)(jiao)授(shou)同時分(fen)享(xiang)了污水處理的(de)自動(dong)指控與(yu)儀器化，并指出從(cong)COD去(qu)除，到氮(dan)磷去(qu)除、地(di)表水標準(zhun)、節能降耗、低碳(tan)運行等，污水處理隨著標準(zhun)的(de)提高，需求也在不(bu)斷增多。施漢(han)昌(chang)教(jiao)(jiao)授(shou)指出，從(cong)自控的(de)發(fa)展來講(jiang)，應在已有(you)基礎上發(fa)展一些非(fei)常(chang)規的(de)監測(ce)技(ji)術，如通過光(guang)學(xue)(xue)法、化學(xue)(xue)法等，可以(yi)實(shi)現更有(you)效、更經濟。

最后(hou)，施漢昌教授對污(wu)水(shui)處理廠的(de)未來自動化與監(jian)測(ce)技術進(jin)行(xing)了(le)展望(wang)。他說，不管自控技術還是監(jian)測(ce)儀(yi)器，都是多(duo)技術來源的(de)交叉融合(he)。隨(sui)著(zhu)新(xin)材料、物理、化學技術的(de)發展，都促進(jin)了(le)監(jian)測(ce)儀(yi)器的(de)發展。信息化將(jiang)催生智能化的(de)儀(yi)器，人工智能與傳感(gan)器小型化都將(jiang)推動虛擬儀(yi)器的(de)發展。另外，隨(sui)著(zhu)儀(yi)器的(de)小型化，精密加工、微流體技術的(de)發展，也將(jiang)有(you)效降(jiang)低成本和運行(xing)費用。

施(shi)漢(han)昌教(jiao)授(shou)指出，無論從監(jian)測技術展還是污(wu)(wu)水自動化來講，都有非常大(da)的發展空(kong)間(jian)。總體(ti)來說，按照目前國家(jia)水環境情況和(he)需求，污(wu)(wu)水處理廠自動化與監(jian)測技術差距(ju)還是非常大(da)的。在(zai)原有標(biao)準法的基(ji)礎上，一(yi)些(xie)非常規的智能化儀器將成為未來趨勢。

楊斌

數礦，讓每個水廠智能運行

楊斌  北京金控(kong)數據技術股份有限公司董事(shi)長

作為(wei)“數(shu)礦(kuang)”的(de)創建(jian)者，楊(yang)斌和(he)他所創辦的(de)金控(kong)數(shu)據團隊利用云計算、物聯網等先(xian)進技術，以互聯網與(yu)傳統水(shui)務行(xing)業(ye)相結(jie)合，為(wei)行(xing)業(ye)提供智(zhi)慧(hui)(hui)供水(shui)、智(zhi)慧(hui)(hui)排水(shui)、水(shui)環境監測、智(zhi)慧(hui)(hui)環保和(he)智(zhi)能(neng)裝備整體解決方案，搭建(jian)行(xing)業(ye)大數(shu)據平臺，提供以數(shu)據為(wei)核心(xin)的(de)工業(ye)互聯網云平臺服務。

隨著中(zhong)國城市污(wu)水(shui)處理概(gai)念(nian)廠(chang)的推出，智(zhi)(zhi)慧(hui)水(shui)廠(chang)的概(gai)念(nian)也逐漸(jian)在污(wu)水(shui)處理領域深入人心，即用智(zhi)(zhi)能(neng)技術來代(dai)替現在的管理人員和專(zhuan)家，實現污(wu)水(shui)處理廠(chang)的無人值守。

楊(yang)斌(bin)說，智慧(hui)工(gong)廠(chang)(chang)是現代(dai)工(gong)廠(chang)(chang)信息化(hua)發(fa)展的(de)(de)(de)新階段，智慧(hui)水廠(chang)(chang)是在數字化(hua)工(gong)廠(chang)(chang)的(de)(de)(de)基礎上(shang)(shang)，利用物聯網的(de)(de)(de)技(ji)術(shu)和設(she)備監控技(ji)術(shu)加強信息管理和服(fu)務；掌(zhang)握產(chan)(chan)銷流程、提(ti)高生(sheng)產(chan)(chan)過程的(de)(de)(de)可控性(xing)、減(jian)少生(sheng)產(chan)(chan)線上(shang)(shang)人工(gong)的(de)(de)(de)干預、即(ji)時(shi)正確地采集生(sheng)產(chan)(chan)線數據，以及合理的(de)(de)(de)生(sheng)產(chan)(chan)計劃編排與生(sheng)產(chan)(chan)進度(du)，并加上(shang)(shang)綠色智能的(de)(de)(de)手段和智能系統(tong)等新興技(ji)術(shu)于一體，構建一個(ge)高效節能的(de)(de)(de)、綠色環(huan)保的(de)(de)(de)、環(huan)境(jing)舒適的(de)(de)(de)人性(xing)化(hua)工(gong)廠(chang)(chang)。

目(mu)前，他(ta)們(men)正在致力于水(shui)(shui)廠自動(dong)化(hua)(hua)2.0的(de)推動(dong)，而真正的(de)智(zhi)慧水(shui)(shui)廠要(yao)(yao)到自動(dong)化(hua)(hua)3.0階(jie)段。楊斌同時表達了他(ta)對污水(shui)(shui)處理自動(dong)化(hua)(hua)（3.0）的(de)思(si)考(kao)，“在2.0階(jie)段，人(ren)是水(shui)(shui)廠不(bu)可分(fen)割的(de)一部(bu)分(fen)，是重要(yao)(yao)的(de)傳感器；而在3.0階(jie)段，算法是核心，人(ren)要(yao)(yao)向機器學習(xi)。”

劉載文

污水處理過程智能優化控制技術

劉載文  北京工商大學計算機與信息工程(cheng)學院教授

北京工(gong)商大學(xue)計算機(ji)與信(xin)息工(gong)程學(xue)院劉載文教授(shou)(shou)則(ze)從污(wu)水(shui)處理(li)過(guo)(guo)程智能(neng)優(you)化控制(zhi)技(ji)術方(fang)面進(jin)行(xing)了分享(xiang)(xiang)，主要包括(kuo)污(wu)水(shui)處理(li)過(guo)(guo)程控制(zhi)與優(you)化問(wen)題(ti)以及污(wu)水(shui)處理(li)過(guo)(guo)程中解決優(you)化的方(fang)法(fa)(fa)，包括(kuo)軟測量方(fang)法(fa)(fa)、智能(neng)控制(zhi)方(fang)法(fa)(fa)、優(you)化控制(zhi)方(fang)法(fa)(fa)等，并(bing)通過(guo)(guo)具體案例進(jin)行(xing)分享(xiang)(xiang)。劉載文教授(shou)(shou)還通過(guo)(guo)生物流(liu)化床智能(neng)控制(zhi)系統對污(wu)水(shui)處理(li)的抗繞控制(zhi)方(fang)法(fa)(fa)進(jin)行(xing)闡述，并(bing)分享(xiang)(xiang)了能(neng)源管理(li)系統。

陳珺

智慧水務浪潮下的污水處理工藝發展

陳(chen)珺  江蘇省(sheng)（宜(yi)興）環保產業(ye)技(ji)術研(yan)究(jiu)院總工

“工藝(yi)是污(wu)水(shui)處(chu)理(li)廠的(de)核心，ICA是污(wu)水(shui)處(chu)理(li)廠的(de)神經。”江蘇省（宜興）環保產(chan)業技術研究(jiu)院(yuan)總工陳(chen)珺(jun)以(yi)《智慧水(shui)務浪潮下(xia)的(de)污(wu)水(shui)處(chu)理(li)工藝(yi)發展》為主題進行了分享，并(bing)指出未來污(wu)水(shui)處(chu)理(li)廠將向著更(geng)加(jia)密集(ji)性的(de)方向發展，ICA將會發揮更(geng)加(jia)重要(yao)的(de)角色，功能會更(geng)強(qiang)大。

雷斌

智能傳感及控制技術助力污水工藝優化

雷斌  哈希公司(si)高級應用工程(cheng)師(shi)

哈西(xi)公司高級應用工程師(shi)雷斌(bin)則以《智能傳(chuan)感及(ji)控制技(ji)術(shu)(shu)助理污水工藝優化(hua)》為主題，介紹(shao)了(le)分(fen)析技(ji)術(shu)(shu)、傳(chuan)感技(ji)術(shu)(shu)和自(zi)動化(hua)控制的結合。

據悉，中國城市污水(shui)處理(li)概(gai)念廠系(xi)列(lie)國際研討(tao)(tao)會是由中國城市污水(shui)處理(li)概(gai)念廠專家(jia)委員會發起，每期(qi)(qi)一個(ge)主(zhu)(zhu)題(ti)，邀(yao)請國內外該領域的(de)專家(jia)學者，展示水(shui)處理(li)的(de)先進前沿技術(shu)及(ji)應(ying)用(yong)方向，并通過(guo)主(zhu)(zhu)旨發言(yan)和研討(tao)(tao)碰撞智慧火花。自(zi)(zi)動(dong)(dong)化(hua)(hua)技術(shu)是工(gong)(gong)業發展的(de)催化(hua)(hua)劑，也曾創造(zao)了許多工(gong)(gong)業“奇(qi)跡”。隨著儀表(biao)控制及(ji)自(zi)(zi)動(dong)(dong)化(hua)(hua)在(zai)污水(shui)處理(li)領域的(de)廣泛應(ying)用(yong)，其(qi)對于改進整個(ge)污水(shui)處理(li)項(xiang)目工(gong)(gong)藝(yi)，實現(xian)污水(shui)廠的(de)優化(hua)(hua)運行。因此，本期(qi)(qi)研討(tao)(tao)會圍繞(rao)“污水(shui)處理(li)未來(lai)自(zi)(zi)動(dong)(dong)化(hua)(hua)”為主(zhu)(zhu)題(ti)，希望幫助污水(shui)廠自(zi)(zi)動(dong)(dong)化(hua)(hua)相關從業者開拓視野、識別驗證(zheng)技術(shu)，并應(ying)用(yong)到污水(shui)處理(li)的(de)實際生產中。

更多嘉賓(bin)觀點，敬(jing)請關(guan)注(zhu)“中國城市污(wu)水(shui)處理(li)(li)概念(nian)廠系列——污(wu)水(shui)處理(li)(li)未來自動化國際研(yan)討會“后(hou)續報道。