精确曝气：你以为模型可以一劳永逸？大错特错！——为什么你的精确曝气系统越用越“不准”？

1. 水务技术员的常见误解：精确曝气=一劳永逸？

很多水务工程师在部署精确曝气系统时，常常抱有这样的幻想：

“只要把模型调好，系统就能自动运行，再也不用管了！”

于是，他们花大价钱买了智能曝气控制系统，用历史数据训练了ASM模型或机器学习模型，初期效果不错，DO（溶解氧）控制得稳稳的，能耗也降了。

但几个月后，问题来了：

DO波动变大

有时偏高（浪费电），有时偏低（影响硝化）。

氨氮去除不稳定

出水偶尔超标。

曝气能耗又涨回去了

说好的节能呢？

这时候，技术员懵了：

“明明模型之前好好的，怎么现在不准了？”

答案很简单：

你的模型“过期”了！

2. 为什么精确曝气的模型必须不断更新？

精确曝气不是“设定好就永远有效”的静态系统，而是一个动态适应的过程。因为影响曝气的因素一直在变：

(1) 进水水质和水量在变

雨季、 旱季、季节、温度、COD、氨氮负荷每天都在波动。

模型训练时的数据，只能代表过去的情况

无法预测未来的新变化。

(2) 微生物群落会“进化”

活性污泥里的硝化菌、异养菌比例会随温度、SRT（污泥龄）变化。

夏天硝化快，冬天硝化慢，微生物代谢速率变了，耗氧需求也会变。

(3) 设备性能会衰减

曝气头堵塞、风机效率下降，导致实际曝气效率（KLa）降低。

如果模型不更新，仍然按“新设备”的参数计算，DO就会失控！

(4) 环境因素（温度、pH）影响氧传递

冬天水温低，氧溶解度升高，但微生物活性降低，曝气需求可能减少。

不更新模型，系统还在按夏天的标准曝气，必然浪费能源！

3. 模型不更新的后果：精确曝气变“瞎曝气”

如果长期不调整模型，精确曝气系统会逐渐失效，甚至变成“瞎曝气”：

DO控制不准

曝气量不是太多（费电）就是太少（影响处理效果）。

能耗反弹

初期节能理想，但半年后可能比人工控制还耗电！

出水水质波动

氨氮、TN偶尔超标，环保风险增加。

案例：某污水厂的教训

某厂采用LSTM模型控制曝气，初期DO控制误差±0.3 mg/L，节能18%。

但半年后，DO波动达到±1.5 mg/L，能耗回升到改造前水平！

原因：进水COD升高，但模型仍按旧数据预测，导致曝气不足。

解决方案：每月用新数据重新训练模型，DO控制恢复稳定。

4. 如何让精确曝气模型“永葆青春”？

(1) 定期校准模型参数

机理模型（ASM）

每1-3个月重新校准

机器学习模型（LSTM、XGBoost）

每月增量训练，或设置自动在线学习。

(2) 建立模型监控系统

实时监测DO预测误差、氨氮去除率，超出阈值自动触发模型更新。

使用数据漂移检测工具，发现异常立即调整。

(3) 混合建模：机理+数据驱动

机理模型（ASM）

提供长期稳定性，机器学习模型适应短期变化。

例如：用ASM计算基础曝气量，再用LSTM修正预测偏差。

(4) 强化学习（RL）让系统自我进化

让AI根据实时反馈（DO、能耗、出水水质）自动调整曝气策略。

适用场景

：进水波动大、传统模型难以适应的污水厂。

5. 结论：精确曝气不是“一次性工程”，而是“持续优化”的过程！

模型会“老化”——进水、微生物、设备都在变，模型必须跟着变！

不更新的模型=过期的地图——用它导航，只会越走越偏！

定期训练+动态调整——才能让精确曝气长期稳定、持续节能！

如果你的精确曝气系统越来越“不准”，别怪技术，先问问：

**——你的模型，多久没更新了？**

本文图片由AI生成。