在水厂制水工艺中，高密度澄清工艺因占地面积小、抗冲击能力强等优势被广泛应用，但其药剂投加控制一直是行业痛点 —— 人工经验调节易出现反应延迟、对水质水量变化不敏感、投加精度低等问题，既可能导致出水水质不稳定，又可能造成药剂浪费。如今，这一难题迎来突破性解决方案！
上海城市水资源开发利用国家工程中心有限公司的祝嘉禄博士团队，针对高密度澄清工艺药剂投加控制瓶颈展开深入研究，成果《模型辅助高密度澄清工艺药剂投加控制决策方法与应用》已发表于中国科技核心期刊《净水技术》2025 年第 10 期（刊号 CN 31-1513/TQ），为水厂精细化、智慧化运行提供了可落地的技术支撑。
传统水厂的药剂投加多依赖运行人员观察出水浊度、絮体状态手动调节，不仅对经验要求极高，还会因 “滞后调节” 错过水质波动应对时机。祝嘉禄博士团队的研究，通过 “数据驱动 + 模型辅助” 的思路，实现了两大关键突破：
团队以上海某设计规模 70 万 m³/d 的水厂为研究对象，收集 2021-2023 年近 2 年的实际运行数据（涵盖高水量、低流量、水源切换等多工况），经时间序列函数法清洗后，获得 71 万组有效数据用于模型训练。基于反向传播神经网络（BPNN）构建的预测模型，可同时精准预测混凝剂（硫酸铝）和絮凝剂（聚丙烯酰胺）的加注率。
训练结果显示，模型对两种药剂加注率的预测相对误差均小于 10%，平均绝对误差分别低至 1.84 mg/L（硫酸铝）和 0.012 mg/L（聚丙烯酰胺），远高于人工经验调节的精度。更重要的是，模型能实时捕捉进水温度、浊度、流量等参数变化，提前调整药剂投加量 —— 例如 2023 年 4 月进水浊度骤升时，模型可在人工调节前预判加药量，避免 “浊度高峰过了才调药” 的滞后问题。
考虑到水厂生产安全，团队并未采用完全自动控制，而是创新设计 “半自动控制策略”：模型管理平台每分钟获取实时数据并预测加药量，水厂上位机每 30 分钟对比当前投加量与预测值，根据调整幅度分级执行 ——
小幅度调整（硫酸铝变化＜1 mg/L、PAM 变化＜0.003 mg/L）：不调整，避免频繁波动；
中幅度调整（1 mg/L≤硫酸铝变化＜2 mg/L、0.003 mg/L≤PAM 变化＜0.006 mg/L）：自动下发新投加量；
大幅度调整（硫酸铝变化≥2 mg/L、PAM 变化≥0.006 mg/L）：弹窗提示人工确认，保障生产安全。
实际应用中，该策略表现亮眼：2023 年 11 月某晚，水厂进水流量骤升至设计负荷的 95%，模型辅助控制的澄清池因提前提升药剂投加量，未出现 “跑矾花”（絮体流失导致出水浑浊）现象；而同期人工控制的澄清池则出现明显异常。此外，在水质峰值过后，模型还能主动减药，在保证出水浊度稳定于 0.5 NTU 左右的前提下，减少药剂消耗，降低运行成本。
此前，行业内针对混凝沉淀工艺的药剂投加研究多聚焦于传统平流式沉淀池，高密度澄清工艺因涉及 “混凝 - 絮凝 - 沉淀 - 污泥回流” 多环节、参数非线性影响，相关研究几乎空白。祝嘉禄博士团队的成果，不仅首次建立了针对高密度澄清工艺的药剂投加预测模型，更通过 “模型 + 平台 + 控制策略” 的完整方案，实现了技术从 “实验室” 到 “生产端” 的落地。
目前，该模型已加载于水厂模型管理平台，计算频率达 1 分钟 / 次，计算时长＜10 秒，可实时支撑生产决策。未来，团队还计划进一步优化模型 —— 例如结合 PID 控制理论，让模型预测值作为 “前馈信号”，再根据出水浊度目标值微调，进一步提升控制精度；同时增加 “参数影响反馈” 功能，明确告知运行人员 “哪项水质参数导致加药量变化”，助力工况异常快速排查。
作为本次成果发表的平台，《净水技术》是中国科技论文统计源期刊（中国科技核心）、科学引文数据库（SCD）来源期刊，长期聚焦水处理工艺创新、智慧水务、水质保障等核心领域，收录内容兼具 “生产实用性” 与 “科研前沿性”。
除了祝嘉禄博士团队的研究，期刊还常设 “实践经典”“创新案例”“科研前瞻” 等栏目，定期发布国内外水务企业的一线实践经验（如深圳水务、上海城投水务的智慧化改造案例）、SCI 期刊精选论文译介，是水务行业技术人员、管理人员获取最新技术动态、对标国际先进水平的重要渠道。
2026 年《净水技术》征订已开启，订阅即可持续获取高密度澄清工艺优化、膜分离技术、水质监测新方法等领域的前沿研究，助力个人技术提升与企业工艺升级。如需订阅，可访问期刊官网（
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从 “人工经验” 到 “模型辅助”，祝嘉禄博士团队的研究为水务行业智能化转型提供了生动范例。未来，随着更多创新技术的落地，我们有理由相信，高品质供水的保障能力将持续提升，智慧水务的蓝图也将愈发清晰！
