摘要：隨著云時(shí)代的到來，大數(shù)據(jù)應(yīng)用所占領(lǐng)的領(lǐng)域越來越大。污水處理廠通過信息化管理，可以改善勞動(dòng)條件，提高運(yùn)營質(zhì)量和效率。本文主要探討了污水處理廠信息化管理轉(zhuǎn)型過程中存在的難題與相應(yīng)措施。

關(guān)鍵詞：信息化管理;自動(dòng)化;智能化

Abstract：With the advent of the cloud era，big data is applied in more ang more fields.Waste water treatment plant can improve the working conditions and the quality and efficiency of operations through the information management.This paper mainly discusses the problems existing in the information management system of waste water treatment plant and the corresponding measures.

Key words：Information management;Automation;Intelligent

近幾年，我國基于信息化發(fā)展的新技術(shù)與新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)。無人駕駛汽車成為各大行業(yè)津津樂道的話題，短短幾年谷歌就成為無人駕駛汽車行業(yè)的佼佼者;“人工智能”入選2017年度中國媒體十大流行語;2019年阿里巴巴“雙11”創(chuàng)造了2684億的交易額，互聯(lián)網(wǎng)特別是移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新動(dòng)力。由此可見，信息化、智能化成為助力經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的必然趨勢。

1 污水處理廠信息化現(xiàn)狀與趨勢

我國污水處理廠的運(yùn)行管理經(jīng)歷了四個(gè)階段：首先，早期大多為人工就地控制與記錄的粗放控制階段;其次，只能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)監(jiān)控和簡單操作的半自動(dòng)控制階段;然后，應(yīng)環(huán)保管理部門的要求而逐步安裝比較完善的自動(dòng)控制系統(tǒng)，對匯總和儲(chǔ)存數(shù)據(jù)有一定要求的自控控制階段;最后，成為當(dāng)前主要發(fā)展趨勢的信息化階段[1]。

目前，為滿足污水處理量需求，新建污水處理廠日益增多，工藝多樣，設(shè)備種類復(fù)雜[2]，自動(dòng)化控制開始向信息化轉(zhuǎn)型，這對控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)以及要求出現(xiàn)一些新趨勢。

1.1 趨于“少人（無人）值守”發(fā)展

污水處理廠為了提高工作效率，減少工作強(qiáng)度，避免人工操作延時(shí)影響生產(chǎn)，需要實(shí)現(xiàn)工藝、機(jī)械、設(shè)備的遠(yuǎn)程自動(dòng)控制，增加多種智能化檢測手段，通過編程進(jìn)行智能化判斷并發(fā)出相應(yīng)調(diào)控指令。

1.2 降低能耗，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理控制

為推動(dòng)生態(tài)環(huán)境持續(xù)改善，污水處理廠排放標(biāo)準(zhǔn)逐步提升，部分新型工藝使得污水處理廠能耗增大，為落實(shí)“兩降兩提”，污水處理廠也必須重視借助信息化管理實(shí)現(xiàn)精細(xì)化控制。

1.3 加強(qiáng)管理決策，提高信息化管理手段

保護(hù)環(huán)境是我國的基本國策，從中央到地方自上至下的監(jiān)督管理越來越嚴(yán)，污水處理廠對管理決策的需求也越來越高。利用信息化手段，科學(xué)合理、經(jīng)濟(jì)有效的方法實(shí)現(xiàn)對全廠實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地監(jiān)控，可為運(yùn)行管理提供理論依據(jù)，便于建立廠級信息化臺(tái)賬。

1.4 保障人員安全，改善勞動(dòng)條件

污水處理廠在生產(chǎn)或涉及危險(xiǎn)化學(xué)品使用的過程中會(huì)產(chǎn)生有毒有害氣體，而加強(qiáng)信息化管理可減小人員傷害。比如，當(dāng)加藥管道破裂時(shí)，可通過儲(chǔ)藥罐液位檢測第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)，并通過遠(yuǎn)程手段關(guān)閉閥門;再比如，通過信息化調(diào)控生化池風(fēng)機(jī)的運(yùn)行控制DO，可減少人員現(xiàn)場操作的頻率，削減噪聲對聽力的危害。

2 污水處理廠信息化管理的思考與探討

污水處理廠通過監(jiān)控主要的工藝單元，以設(shè)備運(yùn)行狀況與工藝參數(shù)為目標(biāo)，結(jié)合進(jìn)出口水質(zhì)在線儀表，技術(shù)人員可大體掌握全廠的整體運(yùn)行流程與處理情況[3-5]。但相較于自來水廠，污水處理廠工藝復(fù)雜、設(shè)備繁多;相較于化工廠，污水處理廠運(yùn)行參數(shù)靈活、水質(zhì)水量有波動(dòng)。因此，目前污水處理廠的信息化管理水平低于自來水廠與化工廠，推廣難度較大，這也是本文思考與討論的重點(diǎn)。

以成都市中心城區(qū)的再生水廠為例，各廠陸續(xù)從2004～2017年建成投運(yùn)，逐步經(jīng)歷了污水處理廠運(yùn)行管理的四個(gè)階段。目前正在逐步向信息化管理、智能化控制轉(zhuǎn)型，在這一技術(shù)改革的過程中，也存在一些難題。

2.1 部分設(shè)備老化，運(yùn)行穩(wěn)定性差

部分設(shè)備的使用年限已達(dá)十余年，穩(wěn)定性能大幅降低，需要人工操作與干預(yù)，是信息化管理、智能化控制需要解決的頭等難題。

2.2 新舊設(shè)備混搭，信息采集困難

隨著污水處理廠排放標(biāo)準(zhǔn)的逐步提升，部分再生水廠進(jìn)行了擴(kuò)能提標(biāo)改造，在改造工程中，新建工藝單元預(yù)留了信息采集端口，部分原有設(shè)備或缺少信息采集端、或存在采集形式差異，導(dǎo)致實(shí)現(xiàn)全廠信息化管理、智能化控制的信息采集困難，信息采集不全。

2.3 配套設(shè)施性能缺陷，增加信息化難度

目前常規(guī)的自動(dòng)化控制手段還相對比較粗放，對電耗、藥耗控制不夠精細(xì)化。比如通過采集相關(guān)信號(hào)后，智能判斷自動(dòng)控制風(fēng)機(jī)運(yùn)行，可使曝氣鼓風(fēng)機(jī)電耗節(jié)能10%～20%左右。成都市第十再生水廠于2017年建成投運(yùn)，鼓風(fēng)機(jī)設(shè)備新，風(fēng)管管路暢通、管壓低，有利于精確曝氣，成功實(shí)現(xiàn)曝氣池信息化管理試運(yùn)行;而部分再生水廠，由于風(fēng)管彎頭多，管壓高，風(fēng)管蝶閥調(diào)節(jié)靈敏度低等原因，加大了精細(xì)化曝氣的智能化控制難度;再譬如原有加藥系統(tǒng)管路流量計(jì)安裝位置不佳，同樣加大了信息化管理的難度。

2.4 設(shè)備信息化聯(lián)動(dòng)，準(zhǔn)確性要求更高

污水處理廠通過編程智能判斷采集到的數(shù)據(jù)信息、現(xiàn)場情況，發(fā)出調(diào)控指令，控制設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)及運(yùn)行狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)污水處理廠的信息化管理。因此，必須保證服務(wù)器從PLC采集到的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，追蹤源頭就是儀表或設(shè)備本身的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，這對儀表本身的準(zhǔn)確性要求很高，也對程序編制的判斷準(zhǔn)確性要求更高。譬如要實(shí)現(xiàn)精確曝氣的信息化管理，需要保證在線溶解氧儀器探頭高靈敏度及高準(zhǔn)確性，則需要專人定期清洗、校準(zhǔn)探頭，并在信息化程序設(shè)定時(shí)，考慮δDO超過一定范圍屬于信息誤報(bào)，設(shè)置報(bào)警并對風(fēng)機(jī)采取保護(hù)措施;再譬如，運(yùn)用MBR工藝的再生水廠，若需要實(shí)現(xiàn)膜池液位與提升泵聯(lián)動(dòng)，除保證液位計(jì)準(zhǔn)確性、安排專人定期清洗、對δH超過一定范圍設(shè)置報(bào)警并保護(hù)提升泵外，還可以考慮多參數(shù)并聯(lián)控制提升泵啟停，降低污水處理廠運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。

針對污水處理廠在信息化管理、智能化控制轉(zhuǎn)型過程中面臨的上述難題，在此考慮了幾點(diǎn)解決措施。

（1）源頭設(shè)計(jì)。信息化管理是污水處理廠發(fā)展的必然趨勢，則應(yīng)將信息化建設(shè)納入新建污水處理廠初步設(shè)計(jì)，從設(shè)計(jì)到施工再到安裝，一步到位。

（2）翻新改造。對于運(yùn)行時(shí)間較長的污水處理廠，要實(shí)現(xiàn)信息化管理需從源頭改造，如：更換老舊設(shè)備，改造管路，調(diào)整閥門位置，更換閥門種類等等。

（3）人才轉(zhuǎn)型與儲(chǔ)備。污水處理廠信息化管理、智能化控制的目的之一在于實(shí)現(xiàn)“少人（無人）值守”，雖可減少現(xiàn)場值守人員，但需要增加儀表設(shè)備維修保養(yǎng)人員，增加電氣自動(dòng)化控制人員。因此，污水處理廠在精簡員工人數(shù)的同時(shí)需要考慮技術(shù)人才的轉(zhuǎn)型與儲(chǔ)備。

（4）風(fēng)險(xiǎn)評估。污水處理廠在推廣實(shí)施信息化前，可對各個(gè)污水處理單元開展風(fēng)險(xiǎn)評估，結(jié)合該單元智能控制帶來的效益與其智能化控制存在的風(fēng)險(xiǎn)綜合評判是否將其納入信息化管理中。

3 結(jié)語

污水處理廠通過信息化管理，保證工況穩(wěn)定，水質(zhì)達(dá)標(biāo)，運(yùn)行安全，可提高全廠技術(shù)控制、生產(chǎn)管理及信息服務(wù)水平，還可改善勞動(dòng)條件，提高運(yùn)營質(zhì)量和效率。

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收稿日期：2020-05-14

作者簡介：鄭茜（1991-），女，漢族，碩士研究生，市政工程師，研究方向?yàn)槲鬯幚怼?/p>