1. 意义

人工智能是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。目前已经被广泛应用在机器人领域、语音识别领域、图像识别领域和专家系统。

化工作为国民经济的支柱产业，在我国经济中占据举足轻重的地位。《中国制造2025》战略中提出，要在企业推动智能制造工程，搭建智能制造网络系统平台。在化工领域应用人工智能能够提高研发效率、提高化工控制过程稳定性、提高化工生产过程绿色和安全性。

人工智能在环境保护中的发展方向：改变目前污水处理过程的粗放管理，实现混凝预处理，pH控制，溶解氧控制，循环回流控制，COD脱除，氮磷脱除等的自动化优化过程，节省污水处理的能量消耗和物质消耗。

建立水处理工厂的智能化运维服务平台，充分运用“云、物、移、大、智”信息、智能新技术与水处理业务相结合，在互联网思维下探索模式转变，探索水处理的新型服务模式，实现水处理生产的绿色高效、节能降耗、环保安全，促进产业良性可持续发展。

2.发展现状

近年，人工智能已经被应用在物理化学和生物制药领域。主要包括材料合成、构效关系预测、分类预测等。

其中最著名的是近期英国利物浦大学的人工智能实验机器人，登上了《Science》杂志封面。该实验机器人在没有人类干预情况下应用贝叶斯搜索算法在9800万个候选实验中进行十维空间搜索，在7天时间独立进行688次实验，并优化出比初始催化剂催化活性高6倍的光催化催化剂。该实验机器人的研发效率远高于人类，并且实验机器人的实验失败概率也远低于人类。而且理论上机器人研究员的工作效率还可以继续提高。

另外人工智能也被应用在化学化工的其他领域。通过人工智能检查金属氧化物水热合成条件从而预测二氧化钛纳米管合成影响因素。通过人工智能分析毒物相似特征从而建立毒物预测新标准。通过人工之恶能分析催化剂成分从而预测催化剂活性。通过人工智能分析材料表征数据从而分析构效关系。

3.团队发展方向

3.1人工智能开发催化剂

水、空气、食品是人类生命和健康的三大要素。然而，水体污染日益严重。化工是重要支柱产业，为各行各业提供原材料，但产生大量废水。根据我国环境统计公报数据显示，近几年工业废水年排放量近200亿吨。

高级氧化技术是指氧气、臭氧、双氧水等氧化剂在催化剂表面生成强氧化性的羟基自由基，可将废水中的有机污染物直接矿化成二氧化碳和水。第四代水处理技术的特点是运行灵敏、快速、占地少、功耗低、成本低。高级氧化技术属于典型的第四代水处理技术。

我们团队的宗旨是致力于成为工业废水处理技术的领跑者。高级氧化技术目前最主要的问题是运行成本高，催化剂研发周期长。

缩短高级氧化工艺条件优化时间及催化剂开发周期，可解决高级氧化运行成本高的问题。以人工神经网络为基础的人工智能算法，具有泛化能力强和拟合程度高的优点。我们借助人工智能算法，可迅速确定工业废水的最佳处理工艺条件，从而降低运行成本。

以往通过实验试错方式进行的催化剂开发行为通常为人为的经验驱动。人工智能应用在催化剂开发是一种数据驱动，就是将“我认为这个催化剂好”变成“数据认为这个催化剂好”。从催化剂评价结果出发分析催化剂构效关系，再根据已有制备方法数据寻找强化催化剂某种结构的制备方法，实现针对某种特征反应的催化剂设计。这种技术能够大大加速催化剂开发速度。

我们将通过导师团队多种高级氧化体系近10年工艺条件研究数据来建立神经网络模型，用以指导高级氧化技术的变革性突破。

采用团队里催化湿式氧化技术、催化湿式过氧化氢氧化技术以及催化湿式电氧化技术的多年实验数据进行研究，结果表明，AI模型与响应面模型相比，准确度提高了37~76%。

3.2 智能控制

在环保装置中，大部分故障发生都需要一段过程。可以将系统各种故障发生过程的运行数据构建数据库，通过人工智能构建专家系统。相比自动控制，人工智能的控制过程是连续的、不断优化的过程，从而对实际环保装置数据进行实时监测过程中对可能发生的故障进行提前预警和调控避免危险和意外的发生。

 

3.3人工智能管控平台

研究生产作业传感监测、污染排放传感监测、生产作业控制、污染排放处理控制等关键业务环节的专业知识提取技术，进行模型化、软件化、模块化，并封装成可重复使用的标准模块；研制生产管控、污染管控APP，建立领域知识与数据积累机制，通过知识与数据积累，逐步形成细分行业的通用APP。

3.4 智慧水务创新联盟

智慧水务创新联盟平台助企业、高校深度交流，协同共发展！智慧水务创新联盟秉承“资源共享，协同创新，优势互补，合作共赢”的发展信念，交流研讨、分享联盟成员专业优势、谋求合作，为联盟内企业、高校搭建一座沟通交流桥梁。