智能化信息技术在污水处理中的应用研究

李芳

摘 要：联系污水处理系统运行情况发现，采用以往污水处理方法不能获得较好地处理效果，而智能化信息技术和系统的推进，能确保污水处理系统运行的效率。文章通过对智能化控制系统的概述，对智能化信息技术和系统应用于污水处理中的情况实行探究，提出合理应用神经网络控制系统、模糊控制系统、专家系统、物联网技术、大数据技术等污水处理的建议，进而有效保障污水处理的效果，充分发挥出智能化信息技术和系统的应用价值。

关键词：智能化信息技术;污水处理;应用

0 引言

污水处理厂以往的污水处理工艺操作复杂，需投入较多人力、物力、财力，会浪费大量的资源且污水处理效果不理想[1]。针对于此，可在污水处理中应用智能化信息技术、智能化系统，有效保存数据信息，实行数据建模、分析，实施污水实时监测，以便为污水处理提供技术方面的指导，达到污水处理的相关要求，提高水处理效率。

1 智能化控制系统的相关情况概述

智能系统能合理使用计算机模拟人脑思维，在人工智能和控制技术下严格控制污水处理系统运行，同时进行相应地检测、监控，以此达到系统智能化的效果。污水处理系统智能化控制的重点是硬件系统的传感器、相关检测设备、通信接口及智能控制器等，软件方面主要对认知学习、感知信息处理、控制等系统以及数据库进行控制，保证所应用的软硬件在污水处理系统运行中均能够充分发挥自身的作用[2]，有利于及时去除氮化物、有机物、磷等物质，实现净化污水的效果。这个过程科学使用智能化控制系统处理污水，表现为对所有输入量、输出量和时间等进行调节、控制，旨在从根本上保证污水处理工作的效率。

2   智能化信息技术和系统应用于污水处理探究

2.1  神经网络控制系统运用情况

人工神经网络控制能很好地解决污水处理厂的不同附加问题，制定相应的规则，不但可提高学习及适应方面的能力，而且在确保污水处理系统合理性方面的作用较强。结合神经网络控制系统运用状况，可见具备较好的容错能力。面对部分单元受损问题，神经网络控制运行不会受到较大影响，能促使系统稳定运行[3]。污水处理时可对相关数据信息加以分析、研究，然后通过简化输入集合重新训练提升氨氮浓度模型检测结果的精度。实行反复实践、优化处理，保障污水处理系统运行良好，减少氨氮物含量。

2.2  模糊控制系统运用情况

污水处理模糊控制系统可发挥模糊控制器的最大作用，即及时输入/输出参数，再经模糊—清晰转变，利于获取模糊推理和控制规则的最佳效果。要求相关研究人员在污水处理系统实行模糊控制系统，遵循二级污水处理厂的相关标准，严格控制活性污泥工艺，并且明确污泥回流比、污泥排放量、DO设定值的相关情况，主要的目的是避免发生污泥膨胀及上浮的效果。联系工作人员以往经验，发现活性污泥工艺模糊控制器构建需输入相关参数、输出变量、控制算法，后者应用于污泥膨胀处理、上浮处理，应结合数学模型模拟运行情况，合理运用模糊控制器提高出水的质量。除此之外，要求相关工作人员做好A/O脱氮工艺智能控制系统实验、连续流污水处理长曝气量控制实验、连续进出水及间歇硝化反硝化实验等，按模糊多级控制器性能要求操作接口，从而保证污水处理的效果，严格控制污水处理的成本。

2.3  专家系统运用情况

采取专家系统对污水进行处理，有利于不断优化污水处理系统。专家系统可使用不同知识逐渐形成专业系统，结构包括推理機构、知识库，实践的过程能客观分析、评判处理厂运行状况，及时将相关信息传输给工作人员，便于工作人员及时处理存在的问题[4]。专家系统研发智能控制的过程，能寻求并制定各种问题的处理对策，比如除磷、脱氮、泥水分离问题等，然后以模拟形式明确控制参数、不同变量，逐渐形成建设性意见，便于为做好污水处理系统防治、预测提供良好支持，如对水质水量变化较大的食品废水处理厂，可使用在线综合控制系统处理废物，在运用阶段可以降低出水COD，同时有效节省能源消耗[5]。

2.4  物联网技术运用情况

信息技术背景下，人们对智能化信息技术有着较高的要求，因此物联网技术被广泛应用于污水处理中。无人化污水处理厂、智能化污水处理厂，在污水处理中没有人工管理，自动实时数据监测、记录，有助于严格控制运营的成本，并确保污水整体处理的效率[6]。智能化污水处理系统涉及传感器、中央处理决策、信息处理反馈等系统，因污水处理工艺主要进行机械、生化、化学等方面处理，所以需施行数据监测，此时需合理使用传感器。通常情况下污水处理厂会使用温湿度传感器、压力传感器、pH传感器等，旨在实时获取相关数据信息，智能化污水处理系统中的信息感知层通过传感器操作，能够及时将采集的数据信息以有线网/无线网的形式传输至中央处理系统。在此之后，通过中央处理系统深入分析，及时将相关决策信息发送至污水处理设备，采用不同类型控制系统对阀门大小、温度加以控制。这个过程中使用物联网技术，可将获得的监测数据信息及时发送至移动终端，管理人员能够借助便携式设备的作用，对污水处理系统设备信息进行有效处理，避免发生不安全事件。物联网技术的核心为感知事物，不但不需要安排人工24小时值守，而且利于中心处理系统更好地应对不同的情况，通过自主驱动设备达到污水控制的最佳效果。污水处理自动运行的过程，可被远程监督、控制，帮助管理人员实时准确掌握相关运行信息，若是产生紧急状况，系统方面会立即和管理人员联系。另外，经物联网系统紧急调动应急预案，能实现紧急调度的效果，故而即便发生故障问题也不会造成严重的影响，可有效发挥物联网技术的优势作用。

2.5  大数据技术运用情况

大数据，即为收集大量的数据信息，并及时分析、整理处理，正确梳理挖掘变量的关系，属于新型污水处理技术。污水处理的过程比较复杂，检测设备收集数据量较多，存在动态、不确定等特点，对相关数据进行分析、指导，对于完善污水处理工艺有积极的影响。与此同时，大数据技术可构建污水处理数据数学模型，借助数学模型获得污水处理工艺并进行相应地指导，同时对温度/酸碱度、最终污水处理质量关系等加以深入分析和研究[7]。通过构建大数据污水处理平台，使用传感器及时收集相关数据信息，及时获取污水处理指标限值，在数据建模后编制相应的超标处理计划。借助平台的作用对结果加以分析，能将实时获取的数据信息传输给相关企业，准确计算污水处理工艺的参数，及时发现污水指标超标/数据异常问题。反馈给管理人员，为现场指导提供支持。污水处理系统中采用大数据技术处理，不但能提高自动化程度、提高污水处理效率，而且有利于控制运营投入的资金、人力资源成本，因而具有应用和推广的价值。

3 结语

随着社会经济的快速发展，智能化信息技术得到不断完善。现代智能化系统、智能化信息技术融合，有利于保障污水整体处理质量，降低工作人员的工作量和压力。污水处理厂应合理应用智能化系统、智能化信息技术，以获得最理想的污水处理效果。

[参考文献]

[1]王冲锋.污水处理系统的智能化控制探究[J].各界，2019（6）：175.

[2]陈董.自动化控制系统在污水处理中的应用设计[J].轻松学电脑，2019（26）：1.

[3]胡斌.试论PLC自动控制系统在污水处理中的运用[J].电子元器件与信息技术，2019（7）：56-58.

[4]何述堂.污水处理厂融合物联网的自动控制应用[J].中国战略新兴产业，2019（22）：12.

[5]沈恬，马智宸，金勇军，等.南京市城市污水处理监管信息系统建设研究[J].江苏水利，2019（2）：46-50.

[6]徐睿枫.自动控制在污水生物处理技术中的应用研究[J].IT经理世界，2020（1）：87.

[7]冯大志.基于PLC和组态软件的含油污水处理监控系统设计[J].信息技术与信息化，2020（2）：46-48.

（编辑 何 琳）