與市政污水廠相比，農(nóng)村生活污水處理設(shè)施不僅規(guī)模小、數(shù)量多，而且運(yùn)維資金和技術(shù)人員也都十分缺乏，因而其在線(xiàn)水質(zhì)監(jiān)測(cè)不宜照搬城市污水廠普遍采用國(guó)標(biāo)法在線(xiàn)水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀器的模式。由浙江清華長(zhǎng)三角研究院牽頭，浙江大學(xué)等單位參與的“分散式生活污水處理設(shè)施智慧監(jiān)控運(yùn)行管理工程示范”課題在農(nóng)村生活污水處理設(shè)施在線(xiàn)水質(zhì)監(jiān)測(cè)技術(shù)方面取得新進(jìn)展。課題團(tuán)隊(duì)從農(nóng)村的實(shí)際出發(fā)，開(kāi)發(fā)了基于“農(nóng)污大數(shù)據(jù)+低價(jià)耐用水質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)備+機(jī)器學(xué)習(xí)算法”技術(shù)架構(gòu)的農(nóng)村生活污水處理設(shè)施在線(xiàn)水質(zhì)監(jiān)測(cè)技術(shù)（圖1）。

圖1技術(shù)架構(gòu)圖

選用低價(jià)且低維護(hù)的電導(dǎo)率電極監(jiān)測(cè)農(nóng)村生活污水處理設(shè)施的進(jìn)出水，通過(guò)大數(shù)據(jù)歸納處理結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)算法，不僅可以較好指示設(shè)施進(jìn)水中氨氮、總磷等常規(guī)污染物的濃度，還能判斷設(shè)施排水是否達(dá)標(biāo)以及對(duì)污染物的去除效率。該技術(shù)在保證足夠監(jiān)測(cè)精度的前提下，大大降低了農(nóng)村污水處理設(shè)施的水質(zhì)監(jiān)測(cè)和運(yùn)維成本，為農(nóng)村生活污水處理設(shè)施的提升改造和智慧運(yùn)維提供了技術(shù)支持。

該技術(shù)已在嘉興市700余個(gè)農(nóng)村生活污水處理設(shè)施進(jìn)行為期6個(gè)多月的示范應(yīng)用，其中包括30個(gè)采用“在線(xiàn)模式”的設(shè)施(安裝在線(xiàn)電導(dǎo)率儀并上傳智慧平臺(tái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)判斷)和600多個(gè)采用“移動(dòng)模式”的設(shè)施（運(yùn)維人員使用內(nèi)嵌預(yù)測(cè)模型的便攜式電導(dǎo)率儀進(jìn)行移動(dòng)監(jiān)測(cè)判斷）。

在線(xiàn)模式（圖2a），單個(gè)設(shè)施相應(yīng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)備及安裝成本小于2萬(wàn)元，無(wú)故障運(yùn)行時(shí)間大于1440h，幾乎無(wú)維護(hù)成本，平臺(tái)端算法判斷結(jié)果的準(zhǔn)確率在80%以上。移動(dòng)模式（圖2b），針對(duì)尚未進(jìn)行電導(dǎo)率在線(xiàn)監(jiān)測(cè)的農(nóng)村生活污水處理設(shè)施，由運(yùn)維人員現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試設(shè)施進(jìn)出水電導(dǎo)率，可以在3s內(nèi)得到判斷結(jié)果，且準(zhǔn)確率大于75%。

圖2 (a)電導(dǎo)率在線(xiàn)監(jiān)測(cè)設(shè)備(b)內(nèi)嵌算法的便攜式電導(dǎo)率儀

而傳統(tǒng)國(guó)標(biāo)法的在線(xiàn)水質(zhì)監(jiān)測(cè)模式，一般僅監(jiān)測(cè)出水水質(zhì)，功能單一，雖然準(zhǔn)確度稍高（普遍在90%左右），但單個(gè)站點(diǎn)的安裝成本就大于25萬(wàn)元，且需要專(zhuān)業(yè)人員維護(hù)（單個(gè)站點(diǎn)年維護(hù)費(fèi)用在5萬(wàn)元左右）。課題團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的基于大數(shù)據(jù)+電導(dǎo)率+算法的水質(zhì)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)和模式，真正實(shí)現(xiàn)了農(nóng)村生活污水處理設(shè)施水質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)備測(cè)得準(zhǔn)、用得起、用得好的目標(biāo)。