ProSee污水廠運行專家智能決策系統是上海昊滄系統控制技術有限責任公司自主開發的一套用于污水處理廠運行方案決策、工藝優化的仿真工具，以國際水協（IWA）推出的活性污泥數學模型ASM2D為開發基礎，廣泛適用于采用活性污泥法及其改良工藝（包括AAO，氧化溝，SBR等）的污水廠，可通過建模仿真來為污水廠的運行管理提供運行效果預測、方案決策支持、工藝優化等服務，從而促進污水廠的達標排放和節能降耗，提高運行管理水平。

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ProSee污水廠運行專家智能決策系統具備的主要功能和技術特點有：

l 定制化建模

l 多樣化、可視化的配置和交互方式

l 能耗仿真功能

l 虛擬儀表和在線仿真

l 工藝優化與決策

各項功能和技術特點詳細描述如下：

1 定制化開發

1、ProSee的工藝建模和軟件開發是基于項目污水廠的實際工藝流程，布局和其它工藝信息，如主要構筑物及其布局與流程、進水方式、曝氣方式、曝氣管路布置和走向、污泥回流、內回流的方式和走向、剩余污泥的排放方式、加藥方式和投加點等。

2、 當污水廠的主體工藝發生變化時，可以通過修正工藝模型來適應變化。

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多樣化、可視化的配置和交互方式

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1、ProSee在進水水量、水質、工藝單元構筑物尺寸、運行條件等輸入參數方面有很高的自由度供用戶自行配置，支持目標污水處理廠工藝全流程的仿真。

2、ProSee提供集成各類輸入參數的可視化界面，允許用戶修改、保存當前的參數，并能自定義不同的參數變化模式（如：連續波動的進水量或恒定的進水量，連續24小時波動的進水量），可切換和選擇不同的參數運行模式。

3、ProSee提供多樣化的仿真輸出結果（包括水量、水質、評價指標、能耗指標，并能覆蓋從進水端到最終出水的各個工藝環節），結合可視化的工藝視圖，在仿真過程中以實時數據或動態曲線來描述仿真過程的實時變化。支持以報表形式輸出仿真結果。

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能耗仿真

Prosee內置相關耗能設備的數學模型，支持能耗仿真，結合目標污水廠的實際情況，提供各大耗能設備門類以及主要耗能設備（如鼓風機、提升泵、污泥處置設施等）的能耗指標（包括各類耗能設備的電耗、運行臺時數或開啟臺數、處理單方水電耗等），并能提供各門類設備電耗占全廠電耗的比重，幫助用戶從全廠層面了解能耗情況。

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虛擬儀表和在線仿真

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受成本限制的原因，污水處理廠的實體水質監測儀表通常安裝數量有限（局限于工藝流程的進、出水端），造成了大片的監測盲點。加上水質監測儀表易污損、難維護、監測結果失真，某些水質指標甚至沒有合適的儀表來加以監測，因此只仰賴實體儀表來對污水廠運行狀況進行監測是不足的。

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ProSee支持在線仿真功能，即通過接收來自在線儀表采集的進水數據作為工藝模型的輸入參數來驅動仿真，實時提供水質指標的短期預測值。在線仿真功能再結合污水處理流程的分區化建模和沿程插值等數學方法，可獲得工藝流程上沿水流方向的水質指標的濃度梯度分布預測，覆蓋了實體儀表監測不到的盲區，彌補了實體儀表數量和監測指標種類上的不足。借助在線實時仿真功能的“虛擬儀表”，能獲得遠超過單純依賴實體儀表所能獲得的信息，從全局層面掌握污水處理過程的動態，及時發現存在的問題并加以排查。

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如上圖所示的生化池平面圖，通常情況下只會在進水端和出水端安裝有實體監測儀表，而中間流程上因成本等原因不會再安裝儀表（除了DO儀、污泥濃度計等）。ProSee的在線仿真功能和沿程插值算法的結合，能計算出某項水質指標（氮、磷、MLSS等）在整個工藝流程上的空間分布，從而在工藝流程上的特定位置（如缺氧池、曝氣池等不同的處理單元）通過測點給出該區域水質指標的仿真結果。通過模型校準，如果能使流程末端的仿真結果和該位置的實測結果接近，基本也就能確定整個流程上的濃度分布的仿真結果和真實情況接近，起到了代替真實儀表監測的作用。

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工藝優化與決策

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用戶通過修改所有可能影響出水水質、運行效果和能耗狀況的輸入參數，來獲得不同運行條件下的仿真結果，從而評價不同的運行策略，并能從中擇優遴選出能耗較低、出水效果較好的方案，實現工藝優化。

Prosee支持的運行策略包括：漸減曝氣，多點進水，增減溶解氧控制點，改變曝氣量或目標溶解氧設定值，改變污泥回流量，內回流量和排泥量、改變剩余污泥的排放方式（連續或間歇、固定排量或與進水量成比例）等。Prosee能模擬諸如設備停用、高負荷進水、暴雨沖擊、冬季低溫等不利運行條件下的運行效果，并借助工藝優化找到最合適的改善出水水質和運行效果的運行方案，做出最佳方案決策。

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ProSee污水廠運行專家智能決策系統典型應用案例

案例1：北京清河污水處理廠二期

北京清河污水處理廠二期工程采用AAO工藝，處理能力為20萬立方米/天，實施了精確曝氣控制系統改造，對曝氣池的溶解氧進行精確控制，使其維持在設定目標值附近波動，以避免過量曝氣帶來的反硝化不足和能耗浪費等問題，起到穩定水質、節能降耗的作用。二期工藝流程如下圖所示：

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生化池的平面布局如下圖所示：

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通過將生化池抽象成推流式反應器，再結合后續二沉池的一維沉降模型，建立整個活性污泥工藝的物料平衡方程，搭建起完整的工藝模型。將工藝模型軟件化以后，通過仿真還原了該廠啟用精確曝氣前后的溶解氧控制水平、污染物去除水平以及能耗水平的差異，有力驗證了實施精確曝氣對該廠AAO工藝在出水達標和節能降耗等方面帶來的改善溶解氧控制水平、降低曝氣量、提升總氮去除效果、降低曝氣帶來的能耗等裨益。

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案例2：上海金山楓涇水質凈化廠

上海金山楓涇水質凈化廠采用卡魯賽爾2000型氧化溝作為核心生物處理工藝，設計處理水量1.4萬噸/天，氧化溝溝前端設置厭氧區和缺氧區，好氧區廊道沿程布置5臺變頻式轉碟表曝機，工藝流程如下圖所示：

楓涇水質凈化廠在日常運行中經常遭遇進水沖擊負荷和冬季低溫這兩種不利工況。ProSee的仿真結果體現了出水水質結果對不利工況的響應，并通過曝氣機頻率、污泥回流等工藝運行參數的調整來預測應對措施的效果，為污水廠的實際工藝運行和優化提供了參考和指導。

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案例3：昆明第二污水處理廠

昆明市第二污水廠的設計處理規模為10萬噸/天，主體工藝采用同心圓AAO配合深度處理。出水執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級A標準。工藝流程如下圖所示：

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通過工藝建模和仿真，將該廠的進水水量、化學需氧量、氨氮和磷作為模型的進水條件輸入，同時將該廠的溶解氧目標設定值、污泥回流量和內回流量作為模型的運行參數輸入，得到出水化學需氧量、氨氮和磷以及需氣量、鼓風機電耗等仿真結果，將其與實測結果加以對比，發現仿真值和實測值基本處于同一數量級，基本吻合，基本還原了該廠啟用精確曝氣以后的出水水質狀況。

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