污水处理厂智能化和信息化运营平台搭建思路探讨

赵永威

摘  要：提高污水处理效果，降低污水处理厂人工成本，则需要结合时代发展需求，综合运用大数据技术、人工智能技术、计算机自动化技术和云计算等各种先进的技术构建污水处理厂智能化运营平台，并通过运营该平台对污水处理流程进行一体化管理，不断健全污水处理厂智能化系统。该文将系统论述污水处理厂智能化运营平台搭建思路，希望能为污水处理工作提供参考与借鉴。

關键词：污水处理厂  智慧水务  技术  智能化信息化运营平台

中图分类号：X703                            文献标识码：A                   文章编号：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  国内污水处理厂智能化系统现状

从总体结构来分析，国内污水处理工作流程很难统一，从工艺控制、管理模式、运营水平兼具不统一性、差异性、规律小等特征。目前，主要是建成了终端自动化仪表、过程自动化监视控制和日常生产数据采集系统，整个污水处理自动化控制管理系统依然待优化。相比而言，国内也有不少污水厂自动化控制系统还比较先进，系统功能主要有3项：第一，采集数据信息，通过PLC及计算机做好传输与信息存储，利用大数据技术进行统计分析，从而自动优化工艺调整。第二，针对各类泵及曝气设备等远程开关和设备变频控制以及设备保养周期预警故障自动报警推送等工作进行统一管理，实现设备全流程控制。第三，污水处理设施电力监控系统，依托先进的物联网技术，以计算机、通信模块、测控模块为基本工具，为配电系统的实时数据采集、开关状态检测以及远程控制提供了基础平台，提升大功率设备精细化管理水平，将设备电能、功率、电压、电流等电力参数均采集至中控室电力监控系统平台，从而接入大数据分析平台当中。但目前大多数污水处理厂内部所配置的自动化控制系统尚且不完全具备这3项功能，通常只能试试简单的自动控制、监控与数据采集，无法进行全局控制，不能优化系统，很难及时反馈模块调整问题。

2  如何搭建污水处理厂智能化运营平台

2.1 优化污水处理厂智能化运营平台搭建技术路线

推动中国污水处理行业的良好发展，健全污水处理自动化系统，科学搭建智能化运营平台，必须着重优化污水厂智能化运营平台搭建技术路线，建立并完善信息化平台功能。从宏观层次来分析污水处理大数据，设计完整的污水厂智能化运营平台技术路线，首先，要分别设计污水处理系统、智能化工业控制网络、设备电力系统与决策支持系统，处理好这三者的衔接关系。自动化控制属于前馈系统，是决策支持系统的智能化升级。此外，决策支持系统组合模块与功能包括生产大数据库、电力监控异常预报预警、仓储数据、工艺模拟优化和故障诊断修复等。最终，自动化控制系统会将反馈数据一并输入智能化工业控制网络之中，形成污水处理厂的智慧水务信息化平台。其次，智能化工业控制网络应具备兼容性与独立性，这样方能实现移动互联网和传统PC互联网的同步访问，使得污水处理从进水、处理过程管控、工况优化、信息挖掘、异常感知和故障修复移动便捷。

2.2 充分引入各种先进技术

应充分借助发达国家经验，引入各种先进技术，构建技术结合体，将大数据、物联网、人工智能、计算机自动化和云计算等技术一并纳入污水处理厂智能化运营平台之中，确保各项技术能够发挥各自的功能，设计好不同分支技术的层次与模块。例如，对于云计算技术来讲，包括云硬件技术、软件技术和云安全管理技术。云服务产品包括云咨询、云运维、云网络分发、在线云服务。

合理规划先进信息技术应用，建立高效的控制策略及工艺综合模型，运用云计算技术层次，预测工艺的处理效果、发现系统所存在的问题、及时修补工艺缺陷，方能充分发挥技术功能，应用区块链技术发挥其不可伪造、全程留痕、可以追溯、公开透明等特征，存储于其中的数据或信息，确保污水处理流程的安全性，使污水处理智能化平台功能更完善。

2.3 坚持标准设计原则

在设计污水处理厂智能化信息化运营平台的过程中，必须坚持3项标准设计原则：第一，总体结构设计原则。在设计过程中，充分借助网络技术和人工智能技术对智能化平台系统进行总体设计，尽可能分析不确定因素，然后，依次从平台系统设计、模块设计、重要基础设计、监测布局设计和软硬件配置设计等入手。第二，功能化设计原则。设计师应坚持求真务实的方针，注重优化补充污水处理厂智能化运营平台系统功能，做好各项功能模块的技术研发工作，结合标准要求，适当拓展业务，加强软硬件设备的开放性、通用性和标准性，扩大硬件存储容量，优化软件接口，以此促进系统升级与数据信息共享。第三，通信保障自动化原则。设计师应根据本地生产生活污水实际情况（如水质、水量、工艺控制、员工水平等）构建污水处理通信网络，并借助中心服务器促进平台网络的互联性。

2.4 加强智慧水务信息化建设

全面做好污水处理工作，搭建污水处理智能化平台，须重视加强智慧水务信息化建设。在此环节，污水处理厂应秉承“由简入难”“逐层开发”“逐步见效”的方针，根据各分支系统的不同功能，依次做好以下四步工作。

（1）搭建信息集中管理平台，组建完备的数据库，为搭建污水处理厂智能化运营平台提供良好的基礎。与此同时，增加必要在线测量仪点位获得数据，将自动控制系统所采集的信息（包括水质指标、过程参数等）、化验室检测报告结果、工作人员值班日志、仓库管理进销存账单等分类管理，一并收入生产大数据库之中。此外，污水处理厂可以将大数据库分为设备子库、工艺子库、能耗子库和检测子库等，这样能够避免生产数据信息零散化，提高信息传输效率和利用率。

（2）实现数据自动化分析，自动生成趋势显示结果。污水处理自动化系统应能够根据进水量、出水流量、水质参数、过程参数、设备运行参数与能耗数据信息自动生成动态趋势报表或者分析图，以便于实现精确控制、精细化管理，达到节能降耗、减污增效的目的，全面了解污水处理厂基本运行情况。

（3）建立自动化标准管理系统，优化异常报警功能。污水处理厂应全面分析挖掘历史数据，制定各自水厂的“健康标准”，设计采集数据与健康标准的自动比对程序，确保该程序能根据所采集数据，对工艺运行情况进行评价并判断异常或异常征兆。其次，开发信息发布平台，使该平台能自动在中控电脑提醒并发送手机短信，如果发现设备出现故障或异常情况，能自动将预警信息发送至工作人员。

（4）持续开展员工培训。根据实际情况编制运营培训教材，定期举办运营管理培训班，确保职工能够有效查看并操作控制智能化运营平台，能够日常维护搭建平台，校正补充平台不足。

3  结语

综上所述，搭建污水处理厂智能化信息化运营平台，优化平台功能，则必须坚持标准原则，充分借助大数据技术、物联网、人工智能技术、区块链和云计算等先进技术做好污水处理厂智能化运营平台设计工作，不断加强智慧水务信息化建设。

参考文献

[1] 彭智欣，徐嘉祺.智慧水务的思考[J].中国水运，2015（9）：234-236.

[2] 张敏.智能化污水处理研究及发展应用[J].决策探索，2019（10）：85-86.

[3] 谢懿鑫，姚书成.大型污水处理厂管理[J].科技资讯，2019（7）：96-97.

[4] 张宇龙，霍利，徐志成.污水厂智能水务管理系统建设方案[J].科技创新导报，2017（31）：144-145，147.

[5] 徐超.城镇污水处理厂的科学监管研究[J].中国资源综合利用，2020（5）：196-198.

[6] 杨栋，王涛，王宇，等.浅谈污水处理信息化、智能化[J].化工管理，2019（18）：61-62.

[7] 吴曼琳，唐若竹，梁军.移动信息化在污水处理厂生产管理中的应用[J].净水技术，2018，37（S1）：261-264，270.

[8] 周波.污水处理企业信息化建设的探索[J].城镇供水，2017（1）：49-51，61.