污水處理廠智能化和信息化運營平臺搭建思路探討

趙永威

摘? 要：提高污水處理效果，降低污水處理廠人工成本，則需要結合時代發展需求，綜合運用大數據技術、人工智能技術、計算機自動化技術和云計算等各種先進的技術構建污水處理廠智能化運營平臺，并通過運營該平臺對污水處理流程進行一體化管理，不斷健全污水處理廠智能化系統。該文將系統論述污水處理廠智能化運營平臺搭建思路，希望能為污水處理工作提供參考與借鑒。

關鍵詞：污水處理廠? 智慧水務? 技術? 智能化信息化運營平臺

中圖分類號：X703? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1672-3791（2020）09（b）-0021-03

Discussion on the Construction of Intelligent and Information Operation Platform of Sewage Treatment Plant

ZHAO Yongwei

（Zhongyuan Environmental Protection Yichuan Water Co.， Ltd.， Luoyang， Henan Province， 471300? China）

Abstract： To improve the effect of sewage treatment and reduce the labor cost of sewage treatment plant， we need to combine the development needs of the times， comprehensively use various advanced technologies such as big data technology， artificial intelligence technology， computer automation technology and cloud computing to build an intelligent operation platform of sewage treatment plant， and conduct integrated management of sewage treatment process through the operation of the platform， so as to continuously improve sewage treatment Factory intelligent system. This paper will systematically discuss the idea of building intelligent operation platform of sewage treatment plant， hoping to provide reference for sewage treatment work.

Key Words： Sewage treatment plant; Smart water utilities; Technology; Intelligent information operation platform

1? 國內污水處理廠智能化系統現狀

從總體結構來分析，國內污水處理工作流程很難統一，從工藝控制、管理模式、運營水平兼具不統一性、差異性、規律小等特征。目前，主要是建成了終端自動化儀表、過程自動化監視控制和日常生產數據采集系統，整個污水處理自動化控制管理系統依然待優化。相比而言，國內也有不少污水廠自動化控制系統還比較先進，系統功能主要有3項：第一，采集數據信息，通過PLC及計算機做好傳輸與信息存儲，利用大數據技術進行統計分析，從而自動優化工藝調整。第二，針對各類泵及曝氣設備等遠程開關和設備變頻控制以及設備保養周期預警故障自動報警推送等工作進行統一管理，實現設備全流程控制。第三，污水處理設施電力監控系統，依托先進的物聯網技術，以計算機、通信模塊、測控模塊為基本工具，為配電系統的實時數據采集、開關狀態檢測以及遠程控制提供了基礎平臺，提升大功率設備精細化管理水平，將設備電能、功率、電壓、電流等電力參數均采集至中控室電力監控系統平臺，從而接入大數據分析平臺當中。但目前大多數污水處理廠內部所配置的自動化控制系統尚且不完全具備這3項功能，通常只能試試簡單的自動控制、監控與數據采集，無法進行全局控制，不能優化系統，很難及時反饋模塊調整問題。

2? 如何搭建污水處理廠智能化運營平臺

2.1 優化污水處理廠智能化運營平臺搭建技術路線

推動中國污水處理行業的良好發展，健全污水處理自動化系統，科學搭建智能化運營平臺，必須著重優化污水廠智能化運營平臺搭建技術路線，建立并完善信息化平臺功能。從宏觀層次來分析污水處理大數據，設計完整的污水廠智能化運營平臺技術路線，首先，要分別設計污水處理系統、智能化工業控制網絡、設備電力系統與決策支持系統，處理好這三者的銜接關系。自動化控制屬于前饋系統，是決策支持系統的智能化升級。此外，決策支持系統組合模塊與功能包括生產大數據庫、電力監控異常預報預警、倉儲數據、工藝模擬優化和故障診斷修復等。最終，自動化控制系統會將反饋數據一并輸入智能化工業控制網絡之中，形成污水處理廠的智慧水務信息化平臺。其次，智能化工業控制網絡應具備兼容性與獨立性，這樣方能實現移動互聯網和傳統PC互聯網的同步訪問，使得污水處理從進水、處理過程管控、工況優化、信息挖掘、異常感知和故障修復移動便捷。

2.2 充分引入各種先進技術

應充分借助發達國家經驗，引入各種先進技術，構建技術結合體，將大數據、物聯網、人工智能、計算機自動化和云計算等技術一并納入污水處理廠智能化運營平臺之中，確保各項技術能夠發揮各自的功能，設計好不同分支技術的層次與模塊。例如，對于云計算技術來講，包括云硬件技術、軟件技術和云安全管理技術。云服務產品包括云咨詢、云運維、云網絡分發、在線云服務。

合理規劃先進信息技術應用，建立高效的控制策略及工藝綜合模型，運用云計算技術層次，預測工藝的處理效果、發現系統所存在的問題、及時修補工藝缺陷，方能充分發揮技術功能，應用區塊鏈技術發揮其不可偽造、全程留痕、可以追溯、公開透明等特征，存儲于其中的數據或信息，確保污水處理流程的安全性，使污水處理智能化平臺功能更完善。

2.3 堅持標準設計原則

在設計污水處理廠智能化信息化運營平臺的過程中，必須堅持3項標準設計原則：第一，總體結構設計原則。在設計過程中，充分借助網絡技術和人工智能技術對智能化平臺系統進行總體設計，盡可能分析不確定因素，然后，依次從平臺系統設計、模塊設計、重要基礎設計、監測布局設計和軟硬件配置設計等入手。第二，功能化設計原則。設計師應堅持求真務實的方針，注重優化補充污水處理廠智能化運營平臺系統功能，做好各項功能模塊的技術研發工作，結合標準要求，適當拓展業務，加強軟硬件設備的開放性、通用性和標準性，擴大硬件存儲容量，優化軟件接口，以此促進系統升級與數據信息共享。第三，通信保障自動化原則。設計師應根據本地生產生活污水實際情況（如水質、水量、工藝控制、員工水平等）構建污水處理通信網絡，并借助中心服務器促進平臺網絡的互聯性。

2.4 加強智慧水務信息化建設

全面做好污水處理工作，搭建污水處理智能化平臺，須重視加強智慧水務信息化建設。在此環節，污水處理廠應秉承“由簡入難”“逐層開發”“逐步見效”的方針，根據各分支系統的不同功能，依次做好以下四步工作。

（1）搭建信息集中管理平臺，組建完備的數據庫，為搭建污水處理廠智能化運營平臺提供良好的基礎。與此同時，增加必要在線測量儀點位獲得數據，將自動控制系統所采集的信息（包括水質指標、過程參數等）、化驗室檢測報告結果、工作人員值班日志、倉庫管理進銷存賬單等分類管理，一并收入生產大數據庫之中。此外，污水處理廠可以將大數據庫分為設備子庫、工藝子庫、能耗子庫和檢測子庫等，這樣能夠避免生產數據信息零散化，提高信息傳輸效率和利用率。

（2）實現數據自動化分析，自動生成趨勢顯示結果。污水處理自動化系統應能夠根據進水量、出水流量、水質參數、過程參數、設備運行參數與能耗數據信息自動生成動態趨勢報表或者分析圖，以便于實現精確控制、精細化管理，達到節能降耗、減污增效的目的，全面了解污水處理廠基本運行情況。

（3）建立自動化標準管理系統，優化異常報警功能。污水處理廠應全面分析挖掘歷史數據，制定各自水廠的“健康標準”，設計采集數據與健康標準的自動比對程序，確保該程序能根據所采集數據，對工藝運行情況進行評價并判斷異常或異常征兆。其次，開發信息發布平臺，使該平臺能自動在中控電腦提醒并發送手機短信，如果發現設備出現故障或異常情況，能自動將預警信息發送至工作人員。

（4）持續開展員工培訓。根據實際情況編制運營培訓教材，定期舉辦運營管理培訓班，確保職工能夠有效查看并操作控制智能化運營平臺，能夠日常維護搭建平臺，校正補充平臺不足。

3? 結語

綜上所述，搭建污水處理廠智能化信息化運營平臺，優化平臺功能，則必須堅持標準原則，充分借助大數據技術、物聯網、人工智能技術、區塊鏈和云計算等先進技術做好污水處理廠智能化運營平臺設計工作，不斷加強智慧水務信息化建設。

參考文獻

[1] 彭智欣，徐嘉祺.智慧水務的思考[J].中國水運，2015（9）：234-236.

[2] 張敏.智能化污水處理研究及發展應用[J].決策探索，2019（10）：85-86.

[3] 謝懿鑫，姚書成.大型污水處理廠管理[J].科技資訊，2019（7）：96-97.

[4] 張宇龍，霍利，徐志成.污水廠智能水務管理系統建設方案[J].科技創新導報，2017（31）：144-145，147.

[5] 徐超.城鎮污水處理廠的科學監管研究[J].中國資源綜合利用，2020（5）：196-198.

[6] 楊棟，王濤，王宇，等.淺談污水處理信息化、智能化[J].化工管理，2019（18）：61-62.

[7] 吳曼琳，唐若竹，梁軍.移動信息化在污水處理廠生產管理中的應用[J].凈水技術，2018，37（S1）：261-264，270.

[8] 周波.污水處理企業信息化建設的探索[J].城鎮供水，2017（1）：49-51，61.