探讨半地下污水厂的智慧化建设和管理

毛正凯

摘 要： 为了实现对污水处理厂效能提升，文中对半地下污水厂的智能化建设与管理进行了探讨，研究了智能化的照明系统、设备管理、全过程监督、曝气控制，希望对半地下污水处理厂建设有所启发。

关键词： 半地下污水厂;智能化;建设;管理

【中图分类号】X799.3 【文献标识码】A 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.27.276

1 智能照明系统

半地下污水处理厂采用传统照明不仅会因回路数量巨大而造成施工成本及线材成本大幅上涨，而且也无法实现智能照明操作的便捷性和照明控制的灵活性。采用智能照明不仅能增加厂区的现代感，而且能营造舒适的照明环境，实现便捷的照明管理，在节约能源的同时也能节约厂区的管理成本。

中控软件：①采用Windows操作系统，简体中文图形操作界面。②提供二次开发工具，支持平面图设计，采用拖放方式编辑平面图。③具有报警管理、日程表、历史记录、密码保护、中文菜单式、图形化编程等软件模块。④具有控制区域及操作管理权限设定功能。⑤提供图形画面功能，可在画面上进行所有的编程设定作业。⑥控制功能。场景控制：可在软件菜单上设置多种场景模式，使用时只需点击相应的模式，系统便自动执行。场景模式根据需要可随时增减和修改;时间控制：根据季节、作息时间、照度变化编制时间控制程序。可通过列表或鼠标点击灯具图形来控制各个回路开光和调光。⑦具有实时监测功能，能在图形界面上显示各照明回路上灯的开关状态。可通过列表及鼠标点击方式显示系统的工作状态，鼠标所指区域显示相应回路和群组的编号及工作状态。⑧具有自检功能，可监视系统所有部件的工作状态。⑨具有报警管理功能，可显示报警区域、报警点的具体地址。⑩具有运行时间及历史纪录功能，并可根据需要灵活设定。

电气系统方面，使用1个4路开关驱动器和1个4路0～10V调光驱动器（均为24V供电），配电箱中需安装1个24V电源模块（为所有智能照明设备供电），包括从配电箱中引出的智能面板及感应器。

2 设备信息化、数字化、网络化建设

半地下污水厂的智慧化管理也是十分重要的環节，会直接影响到污水厂运行的效果以及成本。随着互联网的进一步发展，地下污水厂设备管理的方式也在日新月异的变化着，传统设备管理的方式已经不适用于当下半地下污水厂的智慧化管理需求，滞后性这一缺点也导致管理成本直线上升，通过引进先进的设备管理软件能够在手机上实现远程操控。首先应当将每一台设备配备一个相对应的铭牌，每一个铭牌上面都要设置二维码，通过扫描掌握设备的运行消息，与此同时，设备管理软件也具有警示功能，工作人员在进行设备管理的过程中，一旦发现问题也可以通过扫描二维码进行上报故障信息，会直接传送到控制平台，管理人员会在第一时间知晓问题并进行处理。除此之外，该软件也具有设备保养提醒或是配件管理等功能。

对于全厂全阶段水质和流量、有毒气体等感知层设备数据实现全数字化，对全厂多个设备和仪表实现实时监控，并安装有毒气体探头，实时监控半地下车间各个区域有毒气体浓度。

通过建立多个智能终端，全厂各个设备都可以实现与其他设备的联动，如加药机与污水脱泥机联动自动启停、自动加药，水位仪表与水泵联动，回流阀门与进水流量联动实现回流比控制，例如，某厂14个CN池和8个DN池自动排序，与反冲泵和反冲鼓风机联动，实现自动反冲，自动曝气运行。全厂的设备和仪表数据不仅可以实时传输到厂内数据平台，也可以实时传输到集团数据中心。管理人员可以在手机上实时查看出厂水质等重要数据。

3 全过程监督

运用半地下污水厂智慧化建设与管理手段能够实现污水厂运行的全过程控制，主要包括水质源头管理、工艺管理以及数据传输存储管理等等，水质源头管理，主要是通过总量控制与在线监测仪进行联动，最终实现自动关闭出水口阀门，通过引进系统能够杜绝半地下污水厂偷排偷倒的现象，即节约了运行成本，也能够确保水质。由于半地下污水厂超标的风险很大，因此如何提高水质源头管理也是当下污水厂管理的重点工作，通过选择合理的智慧化管理手段也能够提高半地下污水厂的管理效果。而数据的传输以及工艺的控制也是半地下污水厂这个化建设的关键内容，通过对数据进行分析，从而合理调节控制工业，在确保了时效性的同时也能够确保水质的稳定。除此之外，半地下污水厂的数据也是推动污水厂优化运行的关键因素。

4 曝气控制

随着智能控制方法在各行各业的普及，曝气控制采用智能控制是大势所趋。针对污水处理曝气控制系统，大量研究表明，污水厂的智能控制方法主要包括模糊控制、神经网络、模糊神经网络、遗传算法、支持向量机等一些不依赖与数学模型的控制方法。

对于污水处理厂而言，我国现阶段污水处理行业的自动化水平难以满足其他行业智能控制器的需求;对于污水处理精确曝气控制系统来说，单个的控制器有各自的优缺点，模糊控制器算法相对简单，但需要更多的运行经验;神经网络和遗传算法鲁棒性强，但是算法繁杂且计算量庞大，支持向量机高维模式识别，广泛应用于智能化领域，但是训练时间长且污水处理领域没有应用案例。

控制器的选择应根据污水厂现有的自动化水平与曝气控制系统的实现难易程度决定。模糊控制器符合实际污水处理厂的自动化现状，相关研究与案例较多，有丰富的经验值选取，是实现精确曝气控制的重要智能控制器之一。

5 数据平台建设

整个污水处理系统设立控制中心，通过数据平台建设，实现污水处理过程的“集中管理”。数据平台覆盖大量的监测变量、独立界面，实现全厂多个设备和模拟量的远程监控、数据存储记录、实时及历史查询。平台集成趋势图查询、设备运行状态查询、全厂历史报警查询和生产报表数据定制等功能。数据平台将对采集的数据进行分析计算，经过建模后对各阶段水质进行预测分析，在各平台上直观展示水质分析结果和预警等。污水处理厂数据平台目前能够将排口的水质数据实时上传至集团调度中心及相关部门，并严格遵照标准规范，接口开放，具备与集团大数据平台后期兼容的能力。

6 结语

综上所述，互联网时代的到来使得传统的污水厂管理不能够适应时代发展的需求，半地下污水处理工艺需要更完善、高效、可靠和智慧的智能系统来保障运行。对污水处理过程及设备实现信息化、数字化、网络化管理，能够优化工艺过程，提高污水处理效率和成效，为水质安全提供更多的保障。半地下污水厂管理人员还需不断探索，总结经验，拓宽管理的深度以及广度，推动半地下污水厂智慧化建设的可持续发展。

参考文献

[1] 徐雯，蒲文鹏，张永光，陈永娟，尹亚云，周信哲.污水处理中精确曝气控制的研究进展[J].四川环境，2020，39（04）：182-187.

[2] 巫山峡，薛骁.智能照明系统在地下污水处理厂的应用[J].现代建筑电气，2020，11（07）：40-43.