曝气是污水厂最大的电耗单元,占全厂用电 40%~60%。 系统以在线水质仪表 + AI 算法为核心,按进水负荷实时演算需氧量, 风机群控变频供气 —— 溶解氧稳得住、出水氨氮达得了、风机电费降得下。
传统曝气控制是"人工设一个 DO 定值,风机跟着 PID 转"。但污水厂的进水水量、水质、水温全天在变,节假日与雨天更是剧烈波动——定值控制必然要么过曝浪费电,要么欠曝氨氮超标。
曝气本质是一个大时滞、强扰动、多变量耦合的控制问题:进水 COD/氨氮是前馈,DO/MLSS 是反馈,风压风量耦合联 动,生化反应还有数小时的滞后。这类问题的最优解,恰恰是 AI 的主场。
系统按"15 分钟级"实时演算各生物池需氧量,直接输出风机频率与阀门开度设定,向既有 PLC 系统无扰下发——不换 PLC、不停车改造,Existing 自控架构全部保留。
对厂里意味着什么?风机电费降 20%~35%,出水氨氮波动收窄,夜班不用再盯 DO 表,报表自动生成,环保检查随时调记录。
从"感知负荷"到"精准供气",每个模块解决一环。
以进水 COD/氨氮/水量为前馈、DO 与 MLSS 为反馈,按生物反应机理建立需氧量模型,滚动输出未来时段各池段供气量设定——比"盯 DO 调风门"提前 1~2 小时布局。
多台鼓风机统一调度:按需氧量分配台数与频率,避开喘振区、控制加减载频次;主备轮换自动执行,风压母管压力稳定在设定带内。
进水水质突变(高浓度来水、雨天稀释)提前捕获,氨氮穿越风险提前预警并自动加大供气;出水在线数据回流校核,算法持续自学习整定。
吨水电耗、单元电耗、机组效率自动统计,节能效果按月归因(负荷因素/算法因素分列);报表一键导出,支撑能源审计与碳排放核算。
同一座厂、同一套风机,差别在控制方式。
| 维度 | 人工定值 / 简单 PID | AI 曝气过程智能闭环控制 |
|---|---|---|
| DO 稳定度 | ±1.0~2.0 mg/L 波动 | ±0.3~0.5 mg/L |
| 风机电耗 | 过曝普遍,浪费 15%~30% | 节能 20%~35% |
| 氨氮达标 | 水质波动期靠人工加风 | 穿越提前 2h 预警+自动响应 |
| 人工值守 | 白班巡调整定值,夜班盯表 | 无人值守,异常自动报警 |
| 改造方式 | — | 保留现有 PLC 与控制柜,无扰接入 |
凡是有生化池、有鼓风机房的地方,都是这套系统的用武之地。
A²O/AO/氧化沟等主流工艺,多组生物池统一调度;1~30 万吨/日规模均可适配。
化工、制药、印染等高波动进水,前馈预测有效应对冲击负荷,保住达标底线。
多源来水水量水质差异大,按时段分策略控制,兼顾达标与电费考核。
高浓度有机废水需氧量大,精准供气直接决定吨水处理成本。




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