污水廠智能水務(wù)管理系統(tǒng)建設(shè)方案

陳建軍

摘要隨著國(guó)家《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》的實(shí)施，河、湖等水環(huán)境治理與保護(hù)越來越受到人們的重視。我國(guó)污水處理廠日益增多，且分布廣，傳統(tǒng)的監(jiān)管方式已無法滿足現(xiàn)在的發(fā)展，效益提高的同時(shí)運(yùn)營(yíng)成本也節(jié)節(jié)攀升。如何高效地監(jiān)管好各廠站，這就給水務(wù)集團(tuán)管理水平提出了更高的要求。

關(guān)鍵詞污水廠 智能水務(wù) 管理系統(tǒng)

一、智能優(yōu)化方法及手段

建設(shè)智能水務(wù)，就是要利用計(jì)算機(jī)的輔助作用，充分發(fā)揮人工經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)盡可能克服其缺點(diǎn)。進(jìn)行智能優(yōu)化，對(duì)于處理設(shè)備、單元，擬合其性能曲線、建立其數(shù)學(xué)模型、確定其控制邏輯等，可以采用很多方法。一種是公式法，即可以依據(jù)理論公式、設(shè)計(jì)公式等。另一種是大數(shù)據(jù)分析法，對(duì)于已經(jīng)運(yùn)行一段時(shí)間，保存有較多運(yùn)行數(shù)據(jù)的污水處理廠比較適用。利用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，進(jìn)行數(shù)據(jù)相關(guān)性分析，對(duì)多重影響因素降維確定主成分，建立相關(guān)性方程、曲線等。

二、智能水務(wù)管理系統(tǒng)架構(gòu)與功能

（一）智能水務(wù)管理系統(tǒng)架構(gòu)

1.基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。為了便于數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、管理、使用，應(yīng)建立統(tǒng)一的公共數(shù)據(jù)庫，為其他應(yīng)用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。這個(gè)數(shù)據(jù)庫可以包含各類數(shù)據(jù)，如污水廠每日運(yùn)行數(shù)據(jù)，如進(jìn)水水量、進(jìn)水水質(zhì)、出水水量、出水水質(zhì)、活性污泥濃度、外排污泥量、各種藥耗、能耗等；運(yùn)行過程中設(shè)備、單元的狀態(tài)參數(shù)，壓力、阻力、開度、水位、流量、風(fēng)量、溶解氧、轉(zhuǎn)速、功率等；各類設(shè)備、單元的性能參數(shù)、數(shù)學(xué)模型，設(shè)備的銘牌參數(shù)、處理構(gòu)筑物的尺寸參數(shù)、性能曲線、智能優(yōu)化中建立的各類數(shù)學(xué)模型等；還有就是各類管理數(shù)據(jù)，包括各種經(jīng)過二次計(jì)算生成的數(shù)據(jù)、各類統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)、污水廠日常管理相關(guān)的—些數(shù)據(jù)等。

2.智能操作運(yùn)行系統(tǒng)。智能操作運(yùn)行系統(tǒng)的主要功能就是根據(jù)外部條件的變化，智能預(yù)報(bào)、自動(dòng)控制、調(diào)整、優(yōu)化污水廠的運(yùn)行狀態(tài)，達(dá)到安全運(yùn)行、出水達(dá)標(biāo)、經(jīng)濟(jì)高效的目的。每個(gè)污水處理廠，根據(jù)其自身的實(shí)際情況以及智能控制相關(guān)技術(shù)的發(fā)展水平，其所能達(dá)到的智能操控程度也會(huì)有所不同。隨著智能水務(wù)的不斷發(fā)展，污水處理廠的智能化程度會(huì)不斷提高。

3.專家診斷系統(tǒng)。污水處理廠日常運(yùn)行過程中會(huì)出現(xiàn)一些問題，如出水懸浮物濃度超標(biāo)、污泥上浮、污泥膨脹、泡沫問題等?？梢詫⑦@些問題的解決方法集成到智能水務(wù)管理系統(tǒng)中。另外，工程師的人工經(jīng)驗(yàn)也可以放人專家系統(tǒng)，以便查閱、使用。隨著系統(tǒng)的運(yùn)行，不斷累積經(jīng)驗(yàn)，又可以據(jù)此不斷完善專家診斷系統(tǒng)，逐漸發(fā)展智能診斷、智能處置功能，提高系統(tǒng)處理各類問題的能力。

4智能仿真培訓(xùn)系統(tǒng)。一般情況下，污水處理廠運(yùn)行工程師培訓(xùn)需要在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行，費(fèi)用較高，而且由于正在運(yùn)行的工藝不可能隨意調(diào)整工況，很難進(jìn)行全面培訓(xùn)，特別是不常見工況、突發(fā)狀況等。智能操作運(yùn)行系統(tǒng)已經(jīng)對(duì)全廠處理工藝進(jìn)行了數(shù)學(xué)建模，在此基礎(chǔ)上可以建立污水廠的智能仿真系統(tǒng)。通過該系統(tǒng)，可以很方便地開展日常狀態(tài)、應(yīng)急狀態(tài)等各種培訓(xùn)。而且，還可以將污水廠運(yùn)行歷史記錄、專家知識(shí)等整合進(jìn)智能仿真培訓(xùn)系統(tǒng)，使其具有更全面的培訓(xùn)功能。

5.公共管理系統(tǒng)。污水處理廠內(nèi)部有很多日常管理工作，如藥品庫存、運(yùn)行排班、人員調(diào)度、巡查檢修、各種報(bào)表、總結(jié)等。對(duì)于一個(gè)水務(wù)集團(tuán)，污水廠和總部之間有很多數(shù)據(jù)、信息需要傳遞。此外，污水廠還有外部客戶、公共關(guān)系需要維護(hù)，如中水用戶、政府等。因此，可以建立—個(gè)公共管理系統(tǒng)，提高效率。

（二）污水廠智能水務(wù)管理系統(tǒng)功能

1.生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理：通過管控一體化技術(shù)將水廠的生產(chǎn)運(yùn)行監(jiān)視、設(shè)備設(shè)施維護(hù)、資產(chǎn)動(dòng)態(tài)管理、運(yùn)行成本分析有機(jī)地結(jié)合起來，有效消除信息孤島。

2.中央調(diào)度管理：幫助水務(wù)企業(yè)建立跨地域的分布式生產(chǎn)調(diào)度和輔助決策支持平臺(tái)。

3.污水廠績(jī)效評(píng)價(jià)：通過流程化、自動(dòng)化的處理方式提高數(shù)據(jù)處理效率，減少人工處理方式中常出現(xiàn)的統(tǒng)計(jì)誤差。在此基礎(chǔ)上建立自動(dòng)報(bào)表生成機(jī)制，由計(jì)算機(jī)根據(jù)模板自動(dòng)產(chǎn)生各類監(jiān)管評(píng)價(jià)報(bào)表。

4.運(yùn)行智能決策：全面地分析污水水質(zhì)分析、仿真模擬污水廠處理各過程并優(yōu)化工藝的運(yùn)行參數(shù)，達(dá)到以最小的能耗和藥耗獲得較佳的出水水質(zhì)，軟件接入系統(tǒng)，提高污水廠的自動(dòng)化控制水平。

5.化驗(yàn)室信息管理：通過先進(jìn)的數(shù)據(jù)處理技術(shù)對(duì)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行全面管理，不僅可以促進(jìn)實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)流程的信息化、規(guī)范化，同時(shí)強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)數(shù)據(jù)的組織、分析、查詢和輸出，并對(duì)實(shí)驗(yàn)過程中的管理。

6.智能巡檢：即巡檢員通過專業(yè)手持終端設(shè)備按照巡檢計(jì)劃，并通過終端直接上傳巡檢結(jié)果的巡檢方式，提高工作效率。巡視設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)自動(dòng)化：巡視時(shí)根據(jù)所巡視設(shè)備各檢測(cè)指標(biāo)的閾值，在移動(dòng)終端上自動(dòng)報(bào)警，根據(jù)巡視的結(jié)果自動(dòng)判斷設(shè)備異?；蛳荩⑻峁┛蛇x維修方案。

三、結(jié)語

綜上所述，進(jìn)行智能水務(wù)建設(shè)，將極大提高水廠運(yùn)行的自動(dòng)化、信息化、智能化水平，使水廠的運(yùn)營(yíng)管理能力提升到一個(gè)新的高度，使其能夠更加經(jīng)濟(jì)、高效地發(fā)揮好環(huán)境效益，為社會(huì)發(fā)展做出更大貢獻(xiàn)。