智能化信息技术在污水处理中的应用

郝建茹

（普烜物联网智能科技（南京）有限公司，江苏 南京 210000）

前言

水资源是社会重要的基础资源，随着人类的增长和社会发展，对水资源的需求与消耗也越来越大，水资源安全已经越来越受到各国的重视。污水处理是实现水资源循环利用的重要方式之一，而且在回收利用水资源的同时还可以降低环境污染。但是污水处理的能耗较高，其效益与成本常常不成正比，这也造成了很多城镇的中小学污水处理厂并未投入运行之中。污水处理过程中的消耗主要包括电能、水污染处理药剂以及燃料等，其中电能消耗占比70%以上。影响污水处理厂能耗的因素主要是环境、水污染处理工艺以及污水处理系统的自动化程度。其中自动化程度是主要的因素之一，智能信息化技术可以有效提高污水处理的自动化程度，降低污水处理中资源的消耗与人力的投入，并提高污水处理过程中的实时监测能力，可以较为有效的提高污水处理的效果。

1 污水处理运营过程中智能化信息技术的特点

智能化信息技术是现代社会中发展最为迅速的技术之一，其可以有效降低人力劳动程度，提高工作效率，已经在各行各业中获得了极为广泛的应用。智能化信息技术是多种技术的统称，其主要包括了大数据技术、物联网技术、通信技术、数字技术、计算机技术、自动控制技术以及人工智能技术等。将智能化信息技术应用到污水处理之中可以有效提高污水处理的数据收集、分析、处理、存储以及控制等能力。提高污水处理效率，降低人力成本与物力成本。综合而言，在污水处理中，智能化信息技术的应用主要有如下的特点：

（1）现代社会生产生活中污水的来源的数据量非常庞大，智能化信息技术中的大数据技术可以有效提高数据采集的效率和全面性，并且通过云技术进行在线分析处理，有效提高了污水数据信息的处理分析速度，有助于针对污水的来源进行治理。

（2）现代社会生产生活中污水的类型非常多，智能化信息技术可以全面的对污水的类型进行分析，根据污水污染程度与污染物的不同进行分类处理，提高污水处理的准确性和高效性。

（3）相比于传统的污水数据信息分析技术而言，智能化信息技术的数据分析处理速度极快，可以通过超级计算机在云端进行分析，极大的提高了污水处理信息的分析效率，有助于自动控制技术的应用。

（4）在现代社会生产生活中大部分的单一污水数据信息的价值不足，并不能真实反应出污水处理的难度。传统的数据分析处理方式需要对数据信息进行甄别，效率极低。而智能化信息技术是对所有数据进行全面分析，不放过任何一个小数据，因此其反应的结果的价值更高和更全面，可参考性更强。

2 污水处理中智能化信息技术应用存在的问题

虽然智能化信息技术应用到污水处理之中可以有效降低污水处理的成本，提高污水处理的效率。但是在实际中也存在着一些问题影响智能化信息技术在污水处理中的使用，因此在污水处理中应用智能化信息技术一定要注意以下几个问题：

2.1 信息安全性问题

信息安全是现代社会中存在最大的威胁之一，虽然污水处理的数据信息看起来普通，但是其实它包含了很多关乎于个人信息安全的信息，通过专业的数据分析软件从污水数据信息中可以获得大量非常具有价值的信息。但是在污水处理的智能化信息技术应用中，现阶段对于信息安全的重视性还非常不足，智能化信息技术在污水处理中需要大量的数据交互，这个过程中非常容易造成信息泄露，尤其是部分不法人员的恶意挖掘数据，非常容易造成大量用户的个人信息泄露。

2.2 数据完整性问题

智能化信息技术在污水处理中的高效性基于数据的完整程度，但是现阶段由于污水处理系统中信息安全的防护不足，很容易导致黑客恶意入侵，对系统数据信息进行恶意篡改、删除等操作，破坏污水数据信息的完整性，导致数据丢失，从而影响污水处理的效率和准确性。造成污水处理效果不佳，导致环境污染等问题。

2.3 智能化信息技术系统拒绝服务的问题

虽然智能化信息技术的污水处理极为高效，但是其主要是依赖信息设备、数据服务器等实现自动化控制操作。一旦信息设备、数据服务器出现故障、访问量超出数据服务器的承载能力、地震等不可控因素造成服务器物理损坏等，那么就会造成系统宕机问题，影响污水处理系统的正常运行，拒绝进行污水处理服务。

3 智能化信息技术在污水处理中的应用

3.1 物联网技术在污水处理中的应用

物联网是通过互联网将物体上的智慧芯片连接起来，实现万物的自动智慧化，对通讯技术的数据连通速度要求特别高。物联网通过移动互联网连接终端设备与智慧中心，在生活中将带来越来越大的便利，物联网时代是未来的大趋势，应用非常广泛，比如物流、环境监测、智能交通等，直至万物互联。

将物联网技术应用到污水处理中可以极大的提高污水处理的效力和智能化程度。尤其是应用到污水处理厂的设备之中，可以有效实现智能自动化分污水处理。通过物联网技术将污水处理厂的各种传感器进行相连，提高针对污水处理的实时监测能力，数据获取后传输到决策中心，决策中心可以根据数据分析处理的结果实时调整污水处理的各个流程，比如阀门的开度、药物的添加量、温度和PH 的控制等。而且可以针对紧急情况进行应急处理，降低事故造成的损失。

3.2 大数据技术在污水处理中的应用

大数据技术是近年来发展起来的一种数据分析技术，其主要的特点是可以对大量数据进行全面准确快速的分析，并提供可供参考的结果。随着现代社会生活水平的提高，污水的来源与类型越来越多样化，且存在着显著的动态变化性的特点。传统的数据分析技术由于数据处理能力不足，需要先对污水信息进行甄选，提取价值较高的信息进行分析，分析的结果的全面性与代表性不足。而大数据技术可以将所有的数据采集起来集中进行分析，数据分析的全面性极高，即便是价值较低的数据，通过整合后也可以体现出较高的价值。

大数据技术应用与污水处理中可以建立科学的污水处理数学模型，该模型对污水处理具有一定的指导意义，且可以建立污水处理的平台，该平台可以实时展现污水处理的情况，并与超标的企业进行联系，为节能减排提供指导。

4 智能化信息技术应用与污水处理厂自动控制系统的结构设计

目前污水处理厂的二级处理系统主要是采用CAST工艺（循环式活性污泥法），具体过程是将待处理的污水通过提升泵站运送到粗、细格栅处拦截处理，拦截处理后再流入沉砂池中进行沉淀处理，最后经过CAST 生化池和紫外线消毒处理，成为可循环利用的无害水。智能化信息技术主要是对污水处理厂的主要污水处理设备进行控制，实现自动化污水处理过程。控制系统主要包括执行层、设备控制层以及中央监控层。他们之间都是通过独立的控制器进行工艺连接的，每台控制器都可以看做独立的控制站，它可以独立的发送指令到设备之中，同时可以汇总污水处理线程的数据，并对反馈信息作出处理和回应。整个智能化信息技术包括四个控制站组成，以下分别介绍：

4.1 污泥脱水机房工作站

污泥脱水机房工作站也叫一级控制站，其主要的任务是对污水处理厂的进水水质进行监控采集，根据水质的处理需求对应的调整格栅系统、旋流沉砂系统和污泥浓缩系统，并对每个系统工序的处理数据进行采集并分析，然后通过反馈进行设备调整，保证污水处理的第一道工序的处理效果达标。

4.2 鼓风机房工作站

鼓风机房工作站又叫二级控制站，是污水处理的第二道系统工序。它的工作任务是对CASS 池的水质进行监控和数据采集，并实时调整监视搅拌系统、滗水系统和曝气系统，根据实时的反馈信号和数据变化，对其中的主要设备进行控制，保证污水处理效果达标。

4.3 曝气生物滤池工作站

曝气生物滤池工作站是污水处理的第三道系统工序，对应的也叫作三级控制站。三级控制站主要是对曝气生物滤池的水质进行监控和数据采集，并实时监控调整二次提升系统、曝气系统和反冲洗系统，对其中的主要设备数据进行采集并根据数据变化控制设备运行，保证污水处理的效果达到预期。

4.4 V 型滤池工作站

V 型滤池工作站是污水处理系统的最后一道系统工序，也叫作四级控制站。四级控制站主要是监控V 型滤池的水质，并采集对应数据，然后根据数据变化实时调整反冲洗系统和出水系统运行设备的工作状态，保证最后一道工序完成，污水处理效果整体达标。

5 结束语

污水处理具有非线性、时变性以及不确定性的特点，在中小型污水处理厂建立智能化信息技术，可以实现指令自动发送，及时对反馈信号做出反应，从技术和管理上简化了工艺流程，保证污水处理设备与污水处理的流量适配，提高污水处理效率，降低污水处理无意义的能耗。中小型污水处理厂应用智能化信息技术，不仅更为灵活，而且还降低了人工成本，通过对各个子系统的适当调控，对当前污水处理的实际需求进行相应的处理，既保证了污水处理的效果同时也降低了污水处理的成本。现代科技发展迅速，未来必将出现更多的新技术新设备提高污水处理的效益，而污水处理厂也应该与时俱进，积极发展，跟上时代的步伐。