污水處理廠信息化管理的思考與探討

摘要：隨著云時代的到來，大數據應用所占領的領域越來越大。污水處理廠通過信息化管理，可以改善勞動條件，提高運營質量和效率。本文主要探討了污水處理廠信息化管理轉型過程中存在的難題與相應措施。

關鍵詞：信息化管理;自動化;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，我國基于信息化發展的新技術與新產品不斷涌現。無人駕駛汽車成為各大行業津津樂道的話題，短短幾年谷歌就成為無人駕駛汽車行業的佼佼者;“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”創造了2684億的交易額，互聯網特別是移動互聯網已經成為現代經濟發展的新動力。由此可見，信息化、智能化成為助力經濟、社會、環境可持續發展的必然趨勢。

1 污水處理廠信息化現狀與趨勢

我國污水處理廠的運行管理經歷了四個階段：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，只能實現數據監控和簡單操作的半自動控制階段;然后，應環保管理部門的要求而逐步安裝比較完善的自動控制系統，對匯總和儲存數據有一定要求的自控控制階段;最后，成為當前主要發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，設備種類復雜[2]，自動化控制開始向信息化轉型，這對控制系統的設計、結構以及要求出現一些新趨勢。

1.1 趨于“少人（無人）值守”發展

污水處理廠為了提高工作效率，減少工作強度，避免人工操作延時影響生產，需要實現工藝、機械、設備的遠程自動控制，增加多種智能化檢測手段，通過編程進行智能化判斷并發出相應調控指令。

1.2 降低能耗，實現精細化管理控制

為推動生態環境持續改善，污水處理廠排放標準逐步提升，部分新型工藝使得污水處理廠能耗增大，為落實“兩降兩提”，污水處理廠也必須重視借助信息化管理實現精細化控制。

1.3 加強管理決策，提高信息化管理手段

保護環境是我國的基本國策，從中央到地方自上至下的監督管理越來越嚴，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，科學合理、經濟有效的方法實現對全廠實時動態地監控，可為運行管理提供理論依據，便于建立廠級信息化臺賬。

1.4 保障人員安全，改善勞動條件

污水處理廠在生產或涉及危險化學品使用的過程中會產生有毒有害氣體，而加強信息化管理可減小人員傷害。比如，當加藥管道破裂時，可通過儲藥罐液位檢測第一時間發現，并通過遠程手段關閉閥門;再比如，通過信息化調控生化池風機的運行控制DO，可減少人員現場操作的頻率，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

污水處理廠通過監控主要的工藝單元，以設備運行狀況與工藝參數為目標，結合進出口水質在線儀表，技術人員可大體掌握全廠的整體運行流程與處理情況[3-5]。但相較于自來水廠，污水處理廠工藝復雜、設備繁多;相較于化工廠，污水處理廠運行參數靈活、水質水量有波動。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。

以成都市中心城區的再生水廠為例，各廠陸續從2004～2017年建成投運，逐步經歷了污水處理廠運行管理的四個階段。目前正在逐步向信息化管理、智能化控制轉型，在這一技術改革的過程中，也存在一些難題。

2.1 部分設備老化，運行穩定性差

部分設備的使用年限已達十余年，穩定性能大幅降低，需要人工操作與干預，是信息化管理、智能化控制需要解決的頭等難題。

2.2 新舊設備混搭，信息采集困難

隨著污水處理廠排放標準的逐步提升，部分再生水廠進行了擴能提標改造，在改造工程中，新建工藝單元預留了信息采集端口，部分原有設備或缺少信息采集端、或存在采集形式差異，導致實現全廠信息化管理、智能化控制的信息采集困難，信息采集不全。

2.3 配套設施性能缺陷，增加信息化難度

目前常規的自動化控制手段還相對比較粗放，對電耗、藥耗控制不夠精細化。比如通過采集相關信號后，智能判斷自動控制風機運行，可使曝氣鼓風機電耗節能10%～20%左右。成都市第十再生水廠于2017年建成投運，鼓風機設備新，風管管路暢通、管壓低，有利于精確曝氣，成功實現曝氣池信息化管理試運行;而部分再生水廠，由于風管彎頭多，管壓高，風管蝶閥調節靈敏度低等原因，加大了精細化曝氣的智能化控制難度;再譬如原有加藥系統管路流量計安裝位置不佳，同樣加大了信息化管理的難度。

2.4 設備信息化聯動，準確性要求更高

污水處理廠通過編程智能判斷采集到的數據信息、現場情況，發出調控指令，控制設備的運行參數及運行狀態，從而實現污水處理廠的信息化管理。因此，必須保證服務器從PLC采集到的數據準確性，追蹤源頭就是儀表或設備本身的數據準確性，這對儀表本身的準確性要求很高，也對程序編制的判斷準確性要求更高。譬如要實現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確性，則需要專人定期清洗、校準探頭，并在信息化程序設定時，考慮δDO超過一定范圍屬于信息誤報，設置報警并對風機采取保護措施;再譬如，運用MBR工藝的再生水廠，若需要實現膜池液位與提升泵聯動，除保證液位計準確性、安排專人定期清洗、對δH超過一定范圍設置報警并保護提升泵外，還可以考慮多參數并聯控制提升泵啟停，降低污水處理廠運行風險。

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

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

（2）翻新改造。對于運行時間較長的污水處理廠，要實現信息化管理需從源頭改造，如：更換老舊設備，改造管路，調整閥門位置，更換閥門種類等等。

（3）人才轉型與儲備。污水處理廠信息化管理、智能化控制的目的之一在于實現“少人（無人）值守”，雖可減少現場值守人員，但需要增加儀表設備維修保養人員，增加電氣自動化控制人員。因此，污水處理廠在精簡員工人數的同時需要考慮技術人才的轉型與儲備。

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

3 結語

污水處理廠通過信息化管理，保證工況穩定，水質達標，運行安全，可提高全廠技術控制、生產管理及信息服務水平，還可改善勞動條件，提高運營質量和效率。

參考文獻

[1]楊斌，王磊，王小藝，等.信息化管理技術提高污水處理企業運營管理水平[A].2011全國給水排水技術信息網年會暨技術交流會論文集[C].2011.

[2]梁增.探討設備管理信息化在污水處理廠中的應用[J].計算機產品與流通，2018（1）：277.

[3]張宇，杜慶昌.基于物聯網技術的污水處理廠全過程監管系統[J].建設科技，2014（8）：72-73.

[4]韋增.城鎮污水處理廠規模化管理技術研究[J].科技風，2011（23）：51-52.

[5]鄭豐收，常松，潘良波，等.基于物聯網的污水處理智能監控系統[J].辦公自動化，2014，40（S1）：274-277.

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，研究方向為污水處理。