中铁城际智能加药系统通过AI算法驱动、多模态数据融合与智能硬件协同，解决了污水处理中药剂投加不精准、能耗高、人工依赖强等难题，具体技术路径如下：

一、核心技术方案

矾花图像识别+水质参数联动控制

部署防腐型工业相机实时拍摄矾花形态，通过CNN图像处理算法提取矾花密度、粒径等特征参数；结合浊度、pH、温度等在线传感器数据，利用LSTM神经网络预测未来15-30分钟水质变化趋势，动态调整混凝剂（如PAC）基础投加量；强化学习（RL）算法优化长期投药策略，减少药剂浪费（某污水厂应用后药耗降低15%-20%）。

前馈-反馈双闭环控制机制

前馈控制：基于进水流量、浊度等参数预测药剂需求，提前调整投加量（如高浊度冲击时自动增加絮凝剂）；反馈控制：通过实时监测出水水质（如COD、SS），利用PID算法动态修正投加量（误差控制在3%以内）。

多药剂协同与工艺优化

针对含油废水等复杂场景，开发色度-PAC补偿模型，联动在线色度仪动态调节投加量（某工业项目改造后药剂成本下降40%）；与曝气系统、污泥处理系统联动，实现曝气量-药剂投加-污泥回流的四级协同控制，综合能耗降低25%。

二、关键技术突破

智能硬件升级

采用碳化硅计量泵，寿命从6个月延长至3年，耐腐蚀性提升3倍；防腐型设备设计（IP68防护），适应海水、高盐废水等极端环境。

AI算法迭代能力

滚动优化的神经网络模型每15分钟自动更新参数，适应水质突变；支持强化学习（DQN算法），通过试错学习优化投药策略（某案例药耗降低28%）。

故障预警与低碳管理

提前7天预警设备故障（如加药泵轴承磨损），减少非计划停机损失；自动统计吨水药耗碳排放，生成《减碳报告》（如PAC每kg对应0.28kg CO₂）。

三、应用效果与优势

指标                             传统方式            中铁城际系统                          提升效果

药剂消耗成本    高（依赖人工经验）    降低15%-28%    年节约超百万（某钢厂案例）    

出水水质达标率    95%左右    99.8%    减少罚款与环保风险    

人工运维强度    三班制6人    远程无人值守（1人巡检）    人力成本下降80%    

设备寿命    1-2年    3-5年    维护费用降低50%    

四、典型场景案例

工业废水处理（河北某污水厂）

难题：碳源投加过量导致成本高，低温期反应效率低；方案：AI预测COD/TP比值，动态调节碳源投加量，联动铁盐投加模型；效果：药耗成本下降28%，总氮稳定低于10mg/L。

雨季浊度冲击应对（某自来水厂）

难题：暴雨导致原水浊度突增，传统方式投加滞后；方案：LSTM预测浊度趋势，提前切换混凝剂配方；效果：矾花沉降速度提升40%，出水浊度稳定达标。

中铁城际智能加药系统通过“感知-决策-执行”全链路智能化，将药剂投加从“经验驱动”升级为“数据驱动”，实现精准控制、降本增效与低碳运营，为污水处理行业提供了可复制的智慧化解决方案。