在當(dāng)今環(huán)保要求日益嚴(yán)格的背景下，實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)合碳源處理廢水過程的精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)與調(diào)控至關(guān)重要。借助智能化手段，能夠有效提升廢水處理效率與質(zhì)量，降低成本。以下從多個(gè)方面闡述如何達(dá)成這一目標(biāo)：

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水質(zhì)參數(shù)

• 關(guān)鍵參數(shù)選擇：通過傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)廢水中的化學(xué)需氧量（COD）、總氮（T - N）、總磷（T - P）、氨氮（NH?? - N）等關(guān)鍵參數(shù)。這些參數(shù)直接反映廢水污染程度與處理效果。如在處理養(yǎng)豬廢水時(shí)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè) NH?? - N 濃度，能了解處理工藝對(duì)氮的去除情況，若出水 NH?? - N 不能達(dá)標(biāo)，可及時(shí)調(diào)整復(fù)合碳源投加量或處理工藝。
• 傳感器技術(shù)應(yīng)用：采用先進(jìn)的傳感器技術(shù)，如 COD 傳感器、總磷傳感器等，實(shí)現(xiàn)參數(shù)實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)。部分傳感器可利用物聯(lián)網(wǎng)（IoT）技術(shù)，將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸至監(jiān)控中心，方便工作人員隨時(shí)掌握水質(zhì)動(dòng)態(tài)。在污水處理廠，傳感器持續(xù)監(jiān)測(cè)廢水各參數(shù)，并將數(shù)據(jù)上傳至云平臺(tái)，工作人員通過手機(jī)或電腦即可查看。

構(gòu)建智能預(yù)測(cè)模型

• 數(shù)據(jù)收集與分析：收集大量廢水處理過程中的水質(zhì)參數(shù)、復(fù)合碳源投加量、處理時(shí)間等數(shù)據(jù)，運(yùn)用機(jī)器學(xué)習(xí)算法，如融合 B - KNN 與 ELM 算法，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，構(gòu)建預(yù)測(cè)模型。該模型可預(yù)測(cè)不同條件下廢水處理后水質(zhì)情況，為精準(zhǔn)調(diào)控提供依據(jù)。通過分析歷史數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)不同復(fù)合碳源投加量下，廢水處理后總氮和總磷去除率。
• 模型驗(yàn)證與優(yōu)化：使用實(shí)際監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行驗(yàn)證，不斷優(yōu)化模型參數(shù)，提高預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性。隨著廢水處理工藝運(yùn)行與新數(shù)據(jù)積累，持續(xù)更新模型，使其適應(yīng)水質(zhì)變化。定期將模型預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)際監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比，調(diào)整模型參數(shù)，確保模型可靠性。

自動(dòng)調(diào)控復(fù)合碳源投加量

• 反饋控制系統(tǒng)建立：基于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與預(yù)測(cè)模型結(jié)果，建立反饋控制系統(tǒng)。當(dāng)監(jiān)測(cè)到水質(zhì)參數(shù)偏離設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)整復(fù)合碳源投加量。若預(yù)測(cè)總氮去除率未達(dá)預(yù)期，系統(tǒng)增加復(fù)合碳源投加量，提高反硝化作用，增強(qiáng)總氮去除效果。
• 智能投加設(shè)備應(yīng)用：采用智能投加設(shè)備，精確控制復(fù)合碳源投加量。這些設(shè)備可根據(jù)控制系統(tǒng)指令，自動(dòng)、準(zhǔn)確地將適量復(fù)合碳源投加到廢水中。在 A²/O 工藝處理模擬生活污水時(shí)，以啤酒廢水作為外加碳源，通過智能投加設(shè)備控制啤酒廢水投加量，提高工藝脫氮除磷效果。

遠(yuǎn)程監(jiān)控與管理

• 監(jiān)控平臺(tái)搭建：搭建遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)，集成水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、復(fù)合碳源投加量等信息。工作人員可通過互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程訪問平臺(tái)，實(shí)時(shí)查看處理過程各參數(shù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況。在辦公室通過電腦登錄平臺(tái)，了解污水處理廠各處理單元運(yùn)行情況。
• 智能報(bào)警功能設(shè)置：在平臺(tái)上設(shè)置智能報(bào)警功能，當(dāng)水質(zhì)參數(shù)超標(biāo)、設(shè)備故障等異常情況發(fā)生時(shí)，平臺(tái)及時(shí)向工作人員發(fā)送報(bào)警信息，以便迅速采取措施解決問題。若 COD 濃度超出設(shè)定范圍，平臺(tái)立即向工作人員手機(jī)發(fā)送報(bào)警短信。

智能化手段在不同廢水處理工藝中的應(yīng)用

• 多級(jí) A/O 工藝：在處理低 C/N 的養(yǎng)豬廢水時(shí)，結(jié)合實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的 NH?? - N 等參數(shù)，利用智能化手段精準(zhǔn)調(diào)控餐廚垃圾水解酸化液等復(fù)合碳源投加量，提高脫氮效果，確保出水達(dá)標(biāo)。
• A²/O 工藝：以啤酒廢水作為外加碳源時(shí)，借助智能化監(jiān)測(cè)與調(diào)控手段，根據(jù)總氮和 PO?³? - P 去除率等指標(biāo)，優(yōu)化啤酒廢水投加量，提升工藝脫氮除磷效果。
• 微生物燃料電池 - 人工濕地（MFC - CW）工藝：在處理尾水時(shí)，通過智能化手段監(jiān)測(cè)進(jìn)水碳氮比（C/N）等參數(shù)，調(diào)控復(fù)合碳源，提高系統(tǒng)在低效碳源條件下的脫氮效果，同時(shí)降低對(duì)碳源的依賴。

智能化手段的優(yōu)勢(shì)與挑戰(zhàn)

• 優(yōu)勢(shì)：提高廢水處理精準(zhǔn)性與效率，降低人力成本與復(fù)合碳源浪費(fèi)；實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與調(diào)控能及時(shí)應(yīng)對(duì)水質(zhì)變化，保證出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)；實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控與管理，方便工作人員操作與管理。
• 挑戰(zhàn)：傳感器等設(shè)備成本較高，限制部分企業(yè)應(yīng)用；數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性與可靠性受環(huán)境因素影響，需定期校準(zhǔn)與維護(hù)；智能預(yù)測(cè)模型構(gòu)建與優(yōu)化需專業(yè)技術(shù)人員與大量數(shù)據(jù)支持。

通過智能化手段實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)合碳源處理廢水過程的精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)與調(diào)控，雖面臨一定挑戰(zhàn)，但具有顯著優(yōu)勢(shì)與廣闊應(yīng)用前景。隨著技術(shù)不斷發(fā)展與成本降低，智能化手段將在廢水處理領(lǐng)域發(fā)揮更大作用，推動(dòng)環(huán)保事業(yè)進(jìn)步。