污水处理厂信息化管理的思考与探讨

2020-08-14郑茜

环境与发展 2020年7期

摘要：随着云时代的到来，大数据应用所占领的领域越来越大。污水处理厂通过信息化管理，可以改善劳动条件，提高运营质量和效率。本文主要探讨了污水处理厂信息化管理转型过程中存在的难题与相应措施。

关键词：信息化管理;自动化;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

近几年，我国基于信息化发展的新技术与新产品不断涌现。无人驾驶汽车成为各大行业津津乐道的话题，短短几年谷歌就成为无人驾驶汽车行业的佼佼者;“人工智能”入选2017年度中国媒体十大流行语;2019年阿里巴巴“双11”创造了2684亿的交易额，互联网特别是移动互联网已经成为现代经济发展的新动力。由此可见，信息化、智能化成为助力经济、社会、环境可持续发展的必然趋势。

1 污水处理厂信息化现状与趋势

我国污水处理厂的运行管理经历了四个阶段：首先，早期大多为人工就地控制与记录的粗放控制阶段;其次，只能实现数据监控和简单操作的半自动控制阶段;然后，应环保管理部门的要求而逐步安装比较完善的自动控制系统，对汇总和储存数据有一定要求的自控控制阶段;最后，成为当前主要发展趋势的信息化阶段[1]。

目前，为满足污水处理量需求，新建污水处理厂日益增多，工艺多样，设备种类复杂[2]，自动化控制开始向信息化转型，这对控制系统的设计、结构以及要求出现一些新趋势。

1.1 趋于“少人（无人）值守”发展

污水处理厂为了提高工作效率，减少工作强度，避免人工操作延时影响生产，需要实现工艺、机械、设备的远程自动控制，增加多种智能化检测手段，通过编程进行智能化判断并发出相应调控指令。

1.2 降低能耗，实现精细化管理控制

为推动生态环境持续改善，污水处理厂排放标准逐步提升，部分新型工艺使得污水处理厂能耗增大，为落实“两降两提”，污水处理厂也必须重视借助信息化管理实现精细化控制。

1.3 加强管理决策，提高信息化管理手段

保护环境是我国的基本国策，从中央到地方自上至下的监督管理越来越严，污水处理厂对管理决策的需求也越来越高。利用信息化手段，科学合理、经济有效的方法实现对全厂实时动态地监控，可为运行管理提供理论依据，便于建立厂级信息化台账。

1.4 保障人员安全，改善劳动条件

污水处理厂在生产或涉及危险化学品使用的过程中会产生有毒有害气体，而加强信息化管理可减小人员伤害。比如，当加药管道破裂时，可通过储药罐液位检测第一时间发现，并通过远程手段关闭阀门;再比如，通过信息化调控生化池风机的运行控制DO，可减少人员现场操作的频率，削减噪声对听力的危害。

2 污水处理厂信息化管理的思考与探讨

污水处理厂通过监控主要的工艺单元，以设备运行状况与工艺参数为目标，结合进出口水质在线仪表，技术人员可大体掌握全厂的整体运行流程与处理情况[3-5]。但相较于自来水厂，污水处理厂工艺复杂、设备繁多;相较于化工厂，污水处理厂运行参数灵活、水质水量有波动。因此，目前污水處理厂的信息化管理水平低于自来水厂与化工厂，推广难度较大，这也是本文思考与讨论的重点。

以成都市中心城区的再生水厂为例，各厂陆续从2004～2017年建成投运，逐步经历了污水处理厂运行管理的四个阶段。目前正在逐步向信息化管理、智能化控制转型，在这一技术改革的过程中，也存在一些难题。

2.1 部分设备老化，运行稳定性差

部分设备的使用年限已达十余年，稳定性能大幅降低，需要人工操作与干预，是信息化管理、智能化控制需要解决的头等难题。

2.2 新旧设备混搭，信息采集困难

随着污水处理厂排放标准的逐步提升，部分再生水厂进行了扩能提标改造，在改造工程中，新建工艺单元预留了信息采集端口，部分原有设备或缺少信息采集端、或存在采集形式差异，导致实现全厂信息化管理、智能化控制的信息采集困难，信息采集不全。

2.3 配套设施性能缺陷，增加信息化难度

目前常规的自动化控制手段还相对比较粗放，对电耗、药耗控制不够精细化。比如通过采集相关信号后，智能判断自动控制风机运行，可使曝气鼓风机电耗节能10%～20%左右。成都市第十再生水厂于2017年建成投运，鼓风机设备新，风管管路畅通、管压低，有利于精确曝气，成功实现曝气池信息化管理试运行;而部分再生水厂，由于风管弯头多，管压高，风管蝶阀调节灵敏度低等原因，加大了精细化曝气的智能化控制难度;再譬如原有加药系统管路流量计安装位置不佳，同样加大了信息化管理的难度。

2.4 设备信息化联动，准确性要求更高

污水处理厂通过编程智能判断采集到的数据信息、现场情况，发出调控指令，控制设备的运行参数及运行状态，从而实现污水处理厂的信息化管理。因此，必须保证服务器从PLC采集到的数据准确性，追踪源头就是仪表或设备本身的数据准确性，这对仪表本身的准确性要求很高，也对程序编制的判断准确性要求更高。譬如要实现精确曝气的信息化管理，需要保证在线溶解氧仪器探头高灵敏度及高准确性，则需要专人定期清洗、校准探头，并在信息化程序设定时，考虑δDO超过一定范围属于信息误报，设置报警并对风机采取保护措施;再譬如，运用MBR工艺的再生水厂，若需要实现膜池液位与提升泵联动，除保证液位计准确性、安排专人定期清洗、对δH超过一定范围设置报警并保护提升泵外，还可以考虑多参数并联控制提升泵启停，降低污水处理厂运行风险。

针对污水处理厂在信息化管理、智能化控制转型过程中面临的上述难题，在此考虑了几点解决措施。

（1）源头设计。信息化管理是污水处理厂发展的必然趋势，则应将信息化建设纳入新建污水处理厂初步设计，从设计到施工再到安装，一步到位。

（2）翻新改造。对于运行时间较长的污水处理厂，要实现信息化管理需从源头改造，如：更换老旧设备，改造管路，调整阀门位置，更换阀门种类等等。

（3）人才转型与储备。污水处理厂信息化管理、智能化控制的目的之一在于实现“少人（无人）值守”，虽可减少现场值守人员，但需要增加仪表设备维修保养人员，增加电气自动化控制人员。因此，污水处理厂在精简员工人数的同时需要考虑技术人才的转型与储备。

（4）风险评估。污水处理厂在推广实施信息化前，可对各个污水处理单元开展风险评估，结合该单元智能控制带来的效益与其智能化控制存在的风险综合评判是否将其纳入信息化管理中。

3 结语

污水处理厂通过信息化管理，保证工况稳定，水质达标，运行安全，可提高全厂技术控制、生产管理及信息服务水平，还可改善劳动条件，提高运营质量和效率。

参考文献

[1]杨斌，王磊，王小艺，等.信息化管理技术提高污水处理企业运营管理水平[A].2011全国给水排水技术信息网年会暨技术交流会论文集[C].2011.

[2]梁增.探讨设备管理信息化在污水处理厂中的应用[J].计算机产品与流通，2018（1）：277.

[3]张宇，杜庆昌.基于物联网技术的污水处理厂全过程监管系统[J].建设科技，2014（8）：72-73.

[4]韦增.城镇污水处理厂规模化管理技术研究[J].科技风，2011（23）：51-52.