运营向新 | 工艺AI落地 北控水务荣获“科技创新场景最佳应用案例”

8月20日，2026（第十八届）上海水业热点论坛成功举办，北控水务凭借"数智化升级污水厂工艺AI实践"，荣获"科技创新场景最佳应用案例"（市政污水领域·生产运行智能化创新场景）。

近年来，北控水务全面落地数据驱动管理：以数据预警水质、溢流等安全风险；依托数据实现水厂星级评定线上动态量化、全程公开；以数字化筑牢安全风险辨识、过程管控、闭环作业体系；打通运维工单全流程数字化闭环……

当我们沿着运营走向生产深处，最核心的一环就是工艺控制。北控水务依托全国运营场景、数据与工艺积淀，率先将AI应用于污水厂核心生产。工艺AI融合数据、工艺机理及智能算法，推动水厂升级为数据、模型、端云协同的智能运营体系，沉淀可复制、可迭代、可规模化的标准化运营能力。

01 筑"底座"：搭建工艺AI体系

围绕生产控制这一核心场景，北控水务构建"标准化程序+小模型+ENKI智能体+云边协同"的完整工艺AI体系。通过数据感知工况、算法优化参数、模型沉淀专业经验，智能体统筹多模型联动，达成单元精准自控与全厂全局智能决策双重效能。

标准化程序：专家经验转化为机器语言。北控水务系统梳理不同工艺、负荷和运行场景的调控方法，已完成12个核心工艺单元、27项工艺调控逻辑的标准化提炼，将专家经验中的"何时调、调多少、何时切换"转化为机器可读取、程序可执行的规则。

小模型：动态计算关键控制参数。针对溶解氧、曝气量、药剂投加量、回流比等核心工艺指标，北控水务依托轻量化小模型，结合现场实时工况智能动态测算最优控制参数，已完成20套模型率先上线水厂实景运行测试。

整套算法体系融合工艺机理、统计分析和机器学习技术。针对不同业务场景，综合应用自然断点聚类（Jenks）实现典型工况自动划分，采用孤立森林（Isolation Forest）进行异常工况检测，结合动态时间规整（DTW）识别相似运行过程，并融合梯度提升树（GBDT）、随机森林、XGBoost等机器学习算法建立多场景参数预测模型。

同时，搭载Transformer时序预测模型深挖长周期数据关联，叠加因果推断与因果图谱拆解多变量耦合关系，搭建多维度参数智能预测引擎。实现在季节更替、负荷波动、污泥浓度变化等各类复杂生产条件下，自动迭代调控工艺参数，保障系统长效稳定高效运行。

ENKI智能体：全厂视角的全局最优。ENKI智能体打破单点局部管控局限，立足全厂全域统筹工艺运行。依托多智能体协同架构，综合研判进水水质、能耗药耗、污泥工况、设备运维、运行风险及出水达标稳定性多重维度，通过工艺机理与AI混合仿真推演反事实干预路径，精准求解水厂多目标约束下的全局最优运行方案。

工艺AI体系采用云端迭代训练、边缘即时执行的云边协同模式，在算法模型持续自主进化迭代的同时，牢牢守住生产安全与出水稳定底线，实现智能升级与可靠运行双向兼顾。

02 真"下场"：AI实时决策作业

工艺AI不是停留在屏幕上的建议系统，而是真正实现下场作业，进入控制回路。

枣庄北控：全流程自动化控制的先行者。枣庄北控作为集团首批工艺AI试点之一，面对南四湖国控断面严格的水质管控要求，以"不同进水负荷下自适应的全流程自动化控制"为目标，完成格栅、沉砂、提升、曝气、回流、碳源与除磷加药、排泥等12个工艺单元标准化程序部署，并植入8个小模型，形成从进水负荷识别、曝气需气量与DO目标计算、回流动态修正，到碳源/除磷加药和执行设备联动的全流程控制链路。

目前，全流程标准化程序实现正式投用，核心单元标准化程序最长连续运行时长超过一个月，运行时长占比超过90%。在保障水质稳定受控的基础上，吨水曝气电耗同比下降14.4%；除磷药剂单耗较程序投用前下降33%，出水总磷稳定在内控值以内。

广州花都：从"事后调整"到"提前预判"。在广州花都项目，围绕提升、曝气、内外回流、加药等5大核心工艺单元，系统部署了多套标准化控制程序，覆盖变液位恒流量、分区和轮值间歇曝气、泥位反馈回流、基于缺氧池出水氨氮控制内回流、基于出水TP的除磷加药等核心场景。同时，现场部署了前馈计算风量小模型，根据进水负荷和实时工况动态预测需气量，让控制策略"提前预判"。

应用程序后，出水水质波动幅度明显减小，水质持续稳定达标，曝气电单耗同比下降超20%，提升单元电单耗同比下降超30%。

03 创"价值"：单好—均好—都好

工艺AI的深层价值，并非局限于实现单一水厂的最优运行，而是将成熟验证的先进运营体系转化为标准化能力。

北控水务遵循"单好--均好--都好"的递进路径，在污水厂"单好"基础上，实现全集团"均好"，助力全行业污水厂"都好"。率先在单体水厂打通标准化程序、智能模型与全流程自控闭环，再依托统一数据规范、标准执行程序、轻量化模型、ENKI智能体及云边协同完整架构，大幅降低技术落地成本，全面拉动不同地域、工艺类型、建设规模水厂的整体运营水平高质量升级。

数智变革浪潮下，北控水务依托工艺AI打造污水厂生产运营新范式，完整构建"技术搭建—现场落地—全域复制"的数字化闭环。

北控水务持续深耕水务行业人工智能技术创新，迭代升级一体化工艺AI体系，以数据赋能生产管理、以智能实现降本增效，输出行业标杆解决方案，引领行业迈入高质量、集约低碳的智慧发展新阶段。

编辑：赵凡