2017年11月11日，由中國城市污水處理概念廠專家委員會、清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院主辦，江蘇省（宜興）環(huán)保產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院、北京金控數(shù)據(jù)技術(shù)股份有限公司承辦的污水處理未來自動化國際研討會在清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院報告廳舉行。

來自ICA領(lǐng)域的近200位高校、企業(yè)代表集聚一堂，啟發(fā)與描繪未來污水處理廠自動化領(lǐng)域自控的設(shè)備儀表控制，系統(tǒng)模型等前景，一同探討自動化技術(shù)在污水處理領(lǐng)域的應(yīng)用與發(fā)展。

作為“中國城市污水處理概念廠”系列活動，研討會邀請到了包括國際上ICA（污水系統(tǒng)的儀表、控制和自動化）的創(chuàng)始人古斯塔夫?奧爾森教授在內(nèi)的6位專家就污水處理自動化領(lǐng)域發(fā)表深度報告。

研討會由清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院公共研究平臺主任邱勇主持。本次活動還得到了IWA國際水協(xié)會、清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院綠色基礎(chǔ)設(shè)施研究中心、中持水務(wù)股份有限公司、江蘇省環(huán)保裝備產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新中心、《給水排水》、水世界的大力支持。

邱勇 清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院公共研究平臺主任

以下是部分嘉賓觀點摘錄

古斯塔夫·奧爾森

智能化水處理-ICA技術(shù)發(fā)展的40年

古斯塔夫·奧爾森 瑞典隆德大學(xué)工業(yè)自動化榮譽(yù)教授 

來自瑞典王國隆德大學(xué)的榮譽(yù)教授古斯塔夫?奧爾森教授以“智能化水處理-ICA技術(shù)發(fā)展的40年”為題，從物質(zhì)流、能量流及信息流三個維度介紹了ICA技術(shù)。

奧爾森教授以三個問題帶領(lǐng)聽眾進(jìn)入ICA設(shè)置的場景，即為什么要使水處理更加智能化？如何達(dá)到這個目標(biāo)？需要什么條件？他通過對ICA技術(shù)40年歷程的回顧，指出ICA的內(nèi)涵包括五個方面的內(nèi)容。第一，它研究的是隨時間變化的動態(tài)系統(tǒng)；第二，系統(tǒng)存在進(jìn)水的負(fù)荷擾動；第三，系統(tǒng)需要在線傳感器進(jìn)行實時監(jiān)控；第四，利用反饋信息來提高工藝性能；第五，系統(tǒng)可控。

作為ICA的創(chuàng)始人，奧爾森教授參與并見證了水處理自動化的發(fā)展歷程，他本人就是一部水處理自動化的歷史，曾任《水科學(xué)與技術(shù)》雜志的主編、IWA(世界水協(xié)會)委員會主席，同時也是清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院的客座教授，可以說是一個水處理自動化的傳奇。奧爾森教授指出，目前科技的進(jìn)步為ICA技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)造了可能性，主要體現(xiàn)在儀器化的發(fā)展和測量儀器本身的發(fā)展；執(zhí)行器的發(fā)展；計算機(jī)的發(fā)展使得數(shù)據(jù)收集不再是限制條件；動態(tài)模型和控制方法的發(fā)展使得人們可以理解多種多樣的工藝；教育的發(fā)展培養(yǎng)了能夠執(zhí)行ICA技術(shù)的工程師；污水廠的設(shè)計靈活性在不斷地提高等方面，這些條件都使ICA技術(shù)的實施具有更好的可行性。此外，社會的需求推動了ICA技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，主要包括：監(jiān)管的要求，排水指標(biāo)不斷提高；能量效率提高；營養(yǎng)物質(zhì)回收；熱量回收；生物質(zhì)燃?xì)猱a(chǎn)氣及對于擾動或動態(tài)變化的恢復(fù)能力需求。

奧爾森教授認(rèn)為，從普通化到智能化水質(zhì)監(jiān)測傳感器的使用以及監(jiān)測儀表網(wǎng)絡(luò)的實施能夠?qū)x表的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，可以在通過互聯(lián)網(wǎng)能夠在一些普遍意義上的控制平臺里，看到所有儀表的數(shù)據(jù)和相關(guān)信息。對監(jiān)測得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷分析，能夠為運行人員提供決策支持。目前集成設(shè)計和控制工具的使用，以及計算機(jī)海量的存儲能力和運算能力，為ICA的發(fā)展提供了支持。因此，當(dāng)前ICA面臨的挑戰(zhàn)是如何實現(xiàn)水資源的管理和控制的智慧化可持續(xù)發(fā)展。而在將來新的高效的水處理工具和技術(shù)，會帶來大量的數(shù)據(jù)和有用的信息，從而催生新的應(yīng)用，這也是ICA技術(shù)的巨大挑戰(zhàn)。

最后，奧爾森教授提出對ICA技術(shù)未來發(fā)展的愿望。一是能夠在本地測量生態(tài)系統(tǒng)的狀態(tài)；二是在飲用水中能夠?qū)崿F(xiàn)在線測量微生物學(xué)指標(biāo)及微量污染物指標(biāo)。同時，在系統(tǒng)分析領(lǐng)域，奧爾森教授希望將來可以開發(fā)簡易的并不需要專家參與的動力學(xué)模擬的工具，優(yōu)化管理工具，并實現(xiàn)自然資產(chǎn)的審計，對環(huán)境水等進(jìn)行定價。奧爾森教授同時建議決策者要用可持續(xù)發(fā)展的眼光和全方位的視角。在對污水處理廠設(shè)計設(shè)施時，要綜合考慮各方需求，同時要對整個水的循環(huán)系統(tǒng)做管理。

施漢昌

污水處理廠未來自動化與監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展

施漢昌  清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院教授

“對于污水處理企業(yè)來說，自動化主要是三方面的作用：安全性、經(jīng)濟(jì)性、穩(wěn)定性。”清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院施漢昌教授則主要以監(jiān)測儀器角度，分享了污水處理廠未來自動化與監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展。他從污水處理廠未來自動化的需求、污水處理廠自動化監(jiān)測環(huán)節(jié)、適應(yīng)污水處理廠自動化的監(jiān)測技術(shù)發(fā)展、未來展望四個方面進(jìn)行了分享。儀器化、控制化和自動化是水處理自動化技術(shù)發(fā)展的三個階段，而ICA的技術(shù)核心是檢測儀器、數(shù)學(xué)模型和過程控制系統(tǒng)。

“污水處理廠未來自動化，最高境界大概就是無人值守的污水處理廠。”施漢昌教授說，從中國污水處理行業(yè)整體看，無人值守污水處理廠并非不可實現(xiàn)，但有很長的路要走，需要衡量其必要性和適用范圍。實現(xiàn)無人值守，要有良好的污水收集與輸送系統(tǒng)、合理優(yōu)化的污水處理廠工藝設(shè)計、合理優(yōu)化的污水處理廠設(shè)備選型與配置、高質(zhì)量的污水處理設(shè)施與運行管理、高質(zhì)量的監(jiān)測儀器儀表、高水平的自動控制系統(tǒng)等條件。

施漢昌教授長期從事水處理的理論與技術(shù)研究，在廢水生物處理的反應(yīng)器、反應(yīng)動力學(xué)和生物傳感器方面積累了大量的研究成果和經(jīng)驗。施漢昌教授同時分享了污水處理的自動指控與儀器化，并指出從COD去除，到氮磷去除、地表水標(biāo)準(zhǔn)、節(jié)能降耗、低碳運行等，污水處理隨著標(biāo)準(zhǔn)的提高，需求也在不斷增多。施漢昌教授指出，從自控的發(fā)展來講，應(yīng)在已有基礎(chǔ)上發(fā)展一些非常規(guī)的監(jiān)測技術(shù)，如通過光學(xué)法、化學(xué)法等，可以實現(xiàn)更有效、更經(jīng)濟(jì)。

最后，施漢昌教授對污水處理廠的未來自動化與監(jiān)測技術(shù)進(jìn)行了展望。他說，不管自控技術(shù)還是監(jiān)測儀器，都是多技術(shù)來源的交叉融合。隨著新材料、物理、化學(xué)技術(shù)的發(fā)展，都促進(jìn)了監(jiān)測儀器的發(fā)展。信息化將催生智能化的儀器，人工智能與傳感器小型化都將推動虛擬儀器的發(fā)展。另外，隨著儀器的小型化，精密加工、微流體技術(shù)的發(fā)展，也將有效降低成本和運行費用。

編輯：徐冰冰