郑州石佛智慧水厂：以全工艺智慧化建设打造城市供水新标杆

在城市供水从安全稳定迈向优质高效的新阶段，水厂不再只是工艺设施的集合，更是数据、模型、装备与运营能力协同生长的智慧化系统。在此背景下，威派格对石佛水厂进行智慧化建设，以全流程工艺升级夯实水质底盘，以自动化全覆盖提升运行稳定性，以智慧平台和AI模型释放管理效能，打造面向未来的城市供水新样板。

项目背景：一座民生水厂的系统性升级

石佛水厂位于郑州市高新技术开发区西三环西侧，1997年建成通水，设计规模10万吨/日。2025年4月，水厂完成深度处理及工艺改造，供水服务覆盖郑州主城区部分居民生活及工业用水区域。项目作为郑州市2024年重点民生工程，承担着提升区域供水保障能力、优化水质体验、缓解高峰期用水压力的重要任务。

在水源侧，项目以南水北调+黄河水为双水源保障；在工艺侧，项目构建“预处理+常规处理+深度处理+双膜处理”的完整工艺链，从原水进入到清水输送，覆盖水厂生产运行的关键环节。

图1石佛水厂厂区实景

图2石佛水厂整体规划展示

核心挑战：复杂工艺如何实现稳定、低耗、少人运行

随着原水水质波动、出水品质要求提升和运行管理精细化程度提高，传统水厂面临三类典型挑战：一是工艺链条更长，设备联动更复杂；二是水质调控需要更快响应、更精准决策；三是生产值守、巡检、调度等工作对人员经验和持续投入依赖较高。

对石佛水厂而言，智慧化建设的关键不是单点上系统，而是要把工艺、设备、数据、模型和人员组织起来，形成覆盖全厂、贯通全流程、支撑少人值守的整体能力。

建设路径：以工艺固本，以自控提稳，以平台统管，以数智赋能

石佛水厂的智慧化建设，首先从工艺全覆盖开始。项目采用进水格栅池、预臭氧、折板絮凝、平流式沉淀池、后臭氧接触池、活性炭滤池、V型砂滤池、超滤膜、纳滤膜、清水池、送水泵房等工艺单元，形成高标准深度处理路线。

在自动化层面，系统集成传统常规工艺、预处理工艺、双膜处理工艺和送水泵房控制工艺，建立覆盖10大工艺单元、26类设备联锁的智能控制网络。通过全流程自控联调联试，水厂将复杂工艺从“分段控制”升级为“全流程协同控制”，显著提升运行连续性、稳定性与可管可控水平。

在平台层面，石佛水厂搭建智慧水厂管控平台，将全厂数据、设备、人员统一纳入一体化管理。关键指标一屏感知，工艺状态实时掌握，运行事件及时联动，管理者可以围绕水质、水量、能耗、设备与安全开展综合决策，推动水厂从经验驱动走向数据驱动。

在智能模型层面，项目将智能加药模型嵌入生产调控链路，围绕原水水质、流量变化、絮凝状态、沉后水浊度等关键变量进行综合分析，并结合矾花识别图像数据，自动给出更匹配工况的加药建议或控制策略。由此，石佛水厂形成“数据感知、模型判断、自动调节、效果反馈”的闭环，让平台不只是展示运行状态，更能参与工艺优化和水质稳定控制。

图3智慧管控中心：生产运行集中监视与协同调度

全工艺亮点：从过程监测到智能决策的闭环能力

石佛水厂的亮点，体现在看得全、控得准、调得快。在监测侧，系统覆盖原水COD、氨氮、溶解氧、电导率等季节性特殊指标，同时采集絮凝池前pH、沉后水浊度、复合滤池后浊度、液位、压力、流量、阀门状态等数据，实现全厂过程水全面监测。

针对沉淀环节，项目创新采用沉后水双池比对监测技术，实现工艺段水质波动±2%内的精准感知，帮助运行人员更早发现波动、更快调整参数。面对南水北调水与黄河水的水源切换，系统也可结合水源变化快速调整工艺参数，提升水厂应急响应能力。

模型赋能：自动加药降低沉后浊度，稳定水质也降低成本

在药剂投加这个高度依赖经验判断的关键场景，石佛水厂搭载智能加药模型，并结合矾花识别高清摄像头，通过“数字模型+图像识别模型”综合研判水质、水量和絮凝状态，自动计算更合理的加药量，并实现药剂自动投加。形成数据前馈+矾花后馈+精准投加的智能化控制闭环。

这一能力让加药从人工经验调节走向模型辅助决策，有效应对水质突变，既有助于沉后水浊度稳定达标，也可减少药剂浪费。根据项目测算，智能加药模型预计可节省约5%药剂投加量，在保障出水品质的同时推动水厂精细化、高效率运行。

图4智能加药模型：模型驱动药剂投加优化

图5矾花识别

平台提人效：从人盯现场到系统主动值守

智慧水厂建设的价值，最终要落到运营效率上。石佛水厂通过智慧管控中心实现关键指标集中展示、运行状态实时联动、异常信息主动提醒，为无人值守、少人值班创造条件。资料显示，平台化管理可助力综合效能提升，节省约30%人力成本。

同时，项目按照等保2.0要求建设“网络+数据+物理”三维防护体系，对工艺数据、视频安防、设备控制、用户信息等进行安全保护，为智慧化运行筑牢安全底座。

图6智慧水厂运营管控平台：关键指标集中展示与异常联动

AI巡检升级：数字人全线上巡检，机器狗无死角覆盖

在AI能力建设方面，石佛水厂构建“河图AI”水务智能底座，形成“1个基础+4个平台+N个应用”的矩阵式架构，为生产环境下的智能体构建和应用孵化提供支撑。

其中，AI数字人构建“值守+接待”一体化新范式：对内可自动解析工艺参数、研判运行健康度，将被动值守升级为主动交互式管控；对外可化身AI接待员“黄小禹”，承担智能讲解与互动接待，展示水厂科技形象。

图7数字人大屏界面：生产运行状态集中呈现

图8AI数字人：与模型交互辅助运行研判

案例价值：智慧水厂不是叠加系统，而是重构运行方式

石佛智慧水厂的建设经验表明，水厂智慧化的核心不是把更多屏幕、更多设备接入系统，而是围绕供水安全、水质稳定、运行提效和人员减负，形成从工艺感知、自动控制、模型决策到智能巡检的闭环。

从全工艺深度处理，到自动化全覆盖；从智能加药降低沉后浊度，到平台化管理提升人效；从无人值守、少人值班，到数字人与机器狗协同巡检，石佛水厂都为城市供水行业提供了一条清晰可见的智慧水厂建设路径。

未来，随着AI模型、智能装备和生产数据的持续沉淀，石佛水厂将进一步释放智慧化运营价值，同时，威派格也将持续凭借全流程综合解决方案能力为城市供水保障和水务行业数字化转型提供更具示范意义的样板。