上個(gè)世紀70年代，國際上開(kāi)始有人探討將ICA技術(shù)（儀表、控制與自動(dòng)化）引入污水處理領(lǐng)域。標志性的起點(diǎn)是1973年倫敦舉行的國際水協(xié)第一屆ICA技術(shù)會(huì )議，距今已50年。十年前，基于發(fā)展信息化和智慧城市的機遇，我國水務(wù)行業(yè)開(kāi)始向智慧化方向發(fā)展。

2022年，中國首次舉辦ICA國際水協(xié)系列會(huì )議，涉及污水處理運行過(guò)程控制中的ICA、排水系統智能控制、基于智能檢測的軟傳感器、用于資源回收的ICA、溫室氣體減排的ICA、過(guò)程控制建模、數字孿生、人工智能在污水系統檢測和預測的應用，以及新興污染物的監測與控制。

水務(wù)不僅有污水處理還有飲用水的供給，還須保證水生態(tài)環(huán)境的安全，并實(shí)施水資源的合理配置與利用。為了實(shí)現這兩個(gè)方面的目標，我們需要做什么呢？

水資源的合理配置與利用?

水的循環(huán)要建立區域水環(huán)境的水源、雨水、再生水的水量/水質(zhì)信息庫和生活、工業(yè)、農業(yè)、生態(tài)用水的水量/水質(zhì)信息庫，兩個(gè)信息庫要能對得起來(lái)，才能做合理調配。

污水處理廠(chǎng)向資源能源中心的轉化

我國污水處理廠(chǎng)在發(fā)展過(guò)程中存在儀器化和自動(dòng)化的短板。歐美污水處理廠(chǎng)人員少，夜間可以無(wú)人值守，需要設備的可靠性和系統的穩定性。我們的設備經(jīng)常出問(wèn)題，難以自動(dòng)化運行和自動(dòng)化檢測，必須從制度上避免單純低價(jià)競爭以保證質(zhì)量。

污水處理中實(shí)現智能化，提高準確性、預測性，需要理論模型和AI技術(shù)的結合。我希望污水處理廠(chǎng)能夠部分或全部轉化成資源能源中心。碳減排可以通過(guò)節能降耗，補上綠色能源的間接排放和碳分離，減少氧化、通過(guò)生物轉化成能源或者資源的直接排放來(lái)實(shí)現。多地已經(jīng)開(kāi)始實(shí)踐。

工藝技術(shù)是否能實(shí)現前端碳源分離，后端資源回收？在分離環(huán)節，超細格柵+膜可把前端的碳盡可能的分出去變成低碳污水，后續通過(guò)吸附回收磷，短程或厭氧氨氧化技術(shù)脫氮。從厭氧的角度，前面截留的碳源可產(chǎn)沼氣作為能源回用，但是根據住建部的評估，十萬(wàn)噸以下做沼氣并不經(jīng)濟，前端碳節流好并不能突破后端沼氣全面利用的瓶頸。

如果能夠通過(guò)加強水解產(chǎn)生高價(jià)值的碳源利用，可解決我國糧食資源緊缺的問(wèn)題。2021年我國糧食總量為8.5億噸，其中進(jìn)口1.6億噸。我國工業(yè)用碳源用糧占比達16%（約1.4億噸）。如果污水中的碳源能夠收集起來(lái)通過(guò)水解變成有用的工業(yè)碳源，可作為工業(yè)原料產(chǎn)出。

技術(shù)的瓶頸是高效水解微生物種群。將來(lái)可能通過(guò)合成生物學(xué)突破瓶頸，將污水處理廠(chǎng)轉變成資源中心，將減輕國家進(jìn)口糧食的壓力，具有戰略意義。

儀器化和智能化技術(shù)需求廣泛，如污水處理廠(chǎng)的加藥系統，需要機理模型、原理模型、工程模型和AI結合，復雜的工藝更需要精準控制。從發(fā)展來(lái)講，水務(wù)行業(yè)要以實(shí)現系統化、增進(jìn)實(shí)效為重點(diǎn)，推進(jìn)信息化、智能化是大趨勢。

從頂層對總體研發(fā)做好規劃需要五年到十年的時(shí)間。太遠對于企業(yè)不太現實(shí)，太短又很難做出好的自主技術(shù)。很多技術(shù)要從應用基礎做起，結合工程，利用北控水務(wù)與多家研究院校合作的基礎，企校分工合作，將基礎研究放到學(xué)?；蜓芯繂挝?，在企業(yè)做工程化研發(fā)和轉化，研發(fā)出企業(yè)真正能用的高水平裝備和技術(shù)。