新一轮污水厂升级改造开始!国务院全面铺开基础设施智能化,老式污水厂将淘汰?

2025-09-07

         国务院最新发布的“人工智能+”治理能力行动意见,为水处理行业智能化转型按下加速键。   
      近日,国务院印发《关于深入实施“人工智能+”行动的意见》(国发〔2025〕11号),首次从国家层面系统部署人工智能与经济社会深度融合的战略方向与实施路径。
      这份重磅文件无疑为污水处理厂的智能化转型指明了方向,标志着水处理行业将从机械化、电气化、自动化,正式迈向智能化与智慧化的新阶段。
01        污水厂智能化改造,将全面铺开 “政策春风、资金支持”双保障  
      需要特别强调的是,人工智能+行动不仅仅是一项技术政策,更是国家层面推动新质生产力发展的重要战略。
      该意见提出了明确的时间表:到2027年,率先实现人工智能与治理能力等6大重点领域广泛深度融合。
      其中,重点强调了“有序推动市政基础设施智能化改造升级”“围绕水、大气、海洋、土壤、生物等多要素生态环境系统和全国碳市场建设等...推动构建智能协同的精准治理模式。”
污水处理作为市政基础设施的重要组成部分,其智能化转型直接关系到城市水资源安全、环境污染防治和低碳发展目标实现。
      目前,国家层面已经构建了较为完善的政策支持体系:
■   国家“十四五”规划纲要,明确要求“推进城镇污水管网全覆盖、全收集、全处理”,并通过数字化技术推动污水处理行业向智慧化、低碳化转型。   ■   生态环境部提出“减污降碳协同增效”目标,要求污水厂通过数字化手段降低单位处理能耗20%。    ■   住建部发布《智慧水务建设指南》,明确了数字孪生系统的技术规范,包括建模精度、数据实时性等硬性指标。   ■   资金方面,国家发改委设立“新型城镇化建设专项债”,对应用数字孪生、5G物联网等技术的项目提供最高30%的贴息支持。这些政策为污水处理厂智能化转型提供了坚实的政策保障和资金支持。   
     再看地方层面,各地政府也积极响应,推动污水处理厂智能化改造。 以重庆为例,2025年4月发布了《智能污水厂建设导则》,这是西南首个结合山地城市特点对智能污水处理厂主要工艺环节和主要设备参数进行规定的地方标准。
《导则》提出,智能污水处理厂建设按智能化程度从低到高共划分为L1(初级)、L2(中级)、L3(高级)三个等级。
02        新一轮改造下,污水厂要关注什么? “先智能、再智慧”两步走  
现阶段,全国各地的污水厂都已经或者准备展开智慧化,尤其是在节能降耗方面做了很多升级改造。然而,有些尝试并非真正意义上的智慧化,而是部分工艺单元的智能化。
据悉,国际水协会将智慧化分为数据、信息、智能、智慧四个阶段,目前正处在信息与智能的过渡期。
       此次国务院在《关于深入实施“人工智能+”行动的意见》中,多次提到了“有序”,“智能”等字眼,对“智慧化”全篇只字未提。 有专业人士指出,即使是当前发展最好的AI技术,也不过称之为人工智能,而谈不上智慧。 因此,智慧污水厂必然要先经过污水厂智能化阶段,在布局建设过程中,这种“先智能、再智慧”的两步走显示是发展智慧污水厂的最佳合理途径。 那么,面对新一轮的升级改造,污水处理厂应该重点关注哪方面的智能化改造呢?
以下是一项对全国1000多家代表性水务企业智慧化发展过程中决策与关注重点的调研,其调查结果虽不是标准答案,但一定有可借鉴的思路。
      数据显示,超过95%的企业都在密切关注智慧水务的行业动态。其中,约65%的企业关注基础设施的建设,60%以上的企业关注数据资源的挖掘利用,约56%的企业关注集成整合,52%的企业关注信息系统覆盖范围的拓展。
      再具体到污水处理厂,有约80%的污水处理厂把“工艺优化关键控制参数”作为智能化改造的重点,通过智能化管理,污水处理系统的日均运行成本,综合降幅可达到27.3%。具体表现为:
■   水力停留时间智能优化控制,提升污染物降解效率。厌氧区维持2~4h保证聚磷菌充分释磷;好氧区通过智能化系统实时调节以保证完全硝化;缺氧区维持适当停留时间确保反硝化过程完整进行。   ■   污泥回流比智能优化控制,实现回流比动态调整。通过基于污泥浓度、沉降性能和生物活性的多参数智能控制模型,在保证生化池中维持足够活性污泥浓度的同时,避免过高回流比导致能耗增加。    ■   溶解氧智能优化控制,确保氨氮去除效率和能耗优化。通过建立溶解氧与硝化速率关联模型,结合实时监测数据动态调整鼓风机参数,确保充分硝化同时避免能源浪费。   ■   碳源投加智能优化控制,降低药剂使用成本。建立基于水质特征和处理效果的智能投加控制系统,通过实时监测分析进水指标变化,精确计算碳源需求量,实现按需投加,确保脱氮效果同时控制运行成本。   
03        不可回避的那些现实困境 智能化改造下的污水厂  
       一位污水厂老员工说,虽然现在污水厂都配备上了基础的自动化控制系统,但要升级改造的地方还有很多。
      比如,运维人员素质差异大,工艺决策主观性较强,问题响应滞后,特别是夜间管理,难以应对突发事件。比如,运营管理中手工报表繁多,部分生产数据要手动录入电脑进行逐层上报,多班交替下很困难。再比如,设备故障很难有效预防,纸质维修记录单难找难查,难以起到设备维修预提醒的作用。
       这位水友表示,污水厂智能化改造“利国、利民、利企”,既能保障设备稳定运行及污水达标排放,又可实现节能降耗与碳减排,但有些现实问题仍然没办法回避。
      首先就是先进设备系统的高昂购置费用,以及过程中的实施维护费用,对于资金有限的污水处理厂而言,是一大经济负担。
      其次就是智能化系统的有效性没法保障。智能化管理系统需要依赖于大量的数据进行分析,然而现实情况是,由于设备老旧、维护不当或技术限制,很多数据采集不准确也不完整,数据的质量存在问题。 (来源:环保水圈)