在普通人看来，自动化控制和污水处理完全是两个毫不相关的领域。而置身于智能化控制的城市污水处理厂，你会亲眼见证覆盖所有出水检测指标、精确到毫秒级的出水水质在线测量；亲眼见证即使面对特征极为复杂的污水水质，也仅需少量工作人员即可保证整座水厂污水处理的高精度和稳定性的神奇技术……

这背后，离不开一位长期致力于城市污水处理过程的智能优化控制研究的80后教授、北京工业大学信息学部博士生导师韩红桂。目前，他带领的青年团队已在该领域取得了多项重大技术突破。

早在十年前，还在攻读博士的韩红桂就立志要以自己所学的自动化科学服务于国家和北京市的经济社会发展。凭着坚持不懈的努力，他将自己所学应用于智慧城市建设，用“人工智能+”的科技力量为生态文明建设赋能，奋力书写“打好污染防治攻坚战”的科技答卷。

出水水质是衡量城市污水处理出水质量优劣程度和变化趋势的重要指标，也是城市污水处理厂达标运行的重要依据，然而如何实现出水水质在线测量一直是国内外悬而未决的问题。经过多年的刻苦钻研，韩红桂团队在国际上首次提出了城市污水处理过程智能特征检测方法，突破了出水水质不能在线测量的技术瓶颈，研制出了出水水质智能特征检测装置，解决了长期困扰城市污水处理行业的世界级难题。这一突破不仅颠覆了传统的检测原理，甚至改变了传统的检测方法。“我们的这套‘城市污水处理出水水质实时检测技术’目前已经更新至第三代，达到了毫秒级的检测速度。检测仪器突破了传统触水式直接测量的方式，采用接入水厂的多个探头收集参数，通过大数据计算出当前出水水质实时的生化需氧量、化学需氧量、总磷、总氮等全部指标。”

韩红桂团队研发的出水水质智能特征检测技术填补了技术空白，解决了污水处理行业的世界性难题。目前，该技术已通过了国家质量检测部门认证，并在北京、广东、山东等11个省（市）污水处理厂成功应用，保证了出水水质实时达标排放。

“众所周知，一座城市污水处理厂的入水是被动接受的，入水流量、成分、污染物种类、有机物浓度等都不确定，是一个典型的非平稳系统，这就导致我们常规的控制技术无法直接使用。”面对一个个复杂的难题，韩红桂带领他的团队一路攻坚克难，在惊喜中收获幸福，在沮丧中汲取前行的养分。经过十几年不懈的努力，他们创造性地提出了城市污水处理过程关键变量的自组织模糊控制方法，攻克了自组织模糊滑模控制技术，研发出高性能城市污水处理过程智能优化控制系统，解决了城市污水处理运行过程的高精度稳定控制难题，打破了国外著名公司的技术垄断。

“我们将数据和知识融合，最终形成的这套控制系统更加智能化，它不需要十分专业的人员操作，即便污水的入水水质突然发生改变，我们的控制系统仍然可以自行动态分析、调整参数设定，最终生产出达标的中水，这就解决了此前很多水厂使用国外设备时遇到的‘卡脖子’难题。”目前，这套技术也已在北京、广东、山东、江苏、安徽等17个省（市）污水处理厂成功应用，实现了城市污水处理厂低成本稳定运行，显著提高了我国城市污水处理行业的智能化水平，吨水处理电耗平均减少5%，药耗降低10%，新增运营能力约20%，取得重大经济、社会和环境效益，为北京市和全国环保事业做出了重要贡献。

文/北京青年报记者 王薇
摄影/北京青年报记者 刘畅
编辑/谭卫平