【厂长说】污水厂智慧化建设必要性大吗？这些难题不能回避
- 2023/11/13 9:02:31
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- 来源：E20水网固废网 谈泰康
- 关键词:智慧水务污水处理厂
随着人类科技的发展与进步，近年来，智慧水务、数字水务成为水务行业的热点领域，对于污水处理领域，如何贯彻落实双碳战略，积极推进智慧污水厂建设，显得尤为关键。通过近几天的查阅和学习，发现我国已有部分智慧水务案例，也有许多污水处理厂正在往智慧化方向发展，但整体进程目前还处于一个边研讨边实践的阶段，尤其是基于当前国内不同区域的经济形势，不同水务公司的发展状况，都直接决定了传统污水处理厂从自动化到信息化，再到数字化转型，最后形成智能化这个过程的周期长短，现就当前国内污水处理厂的智慧化建设的几点思考如下：
01 污水处理厂智慧化建设发展应用的好处
目前普遍的智慧化水务主要是以传统污水处理厂日常经营过程中在工艺、设备、安全、办公等方面存在的问题为导向，通过物联网、云计算、监控安防、工业自动化控制等一系列技术手段，建立起了一个动态管理的智能平台，提高污水厂运行的自动信息化水平，以智能技术取代人工，打造更精准、更细致、更高效、更便捷的运营管理体系，降低传统污水处理生产运营中的一些基础难点：如人工巡检可能造成的疏忽、手动数据录入可能出现的错误、通过设备表象无法测量的内在参数可能引起的隐患、因点多面广而无法实现人员全区域覆盖，和出现异常而后知后觉的时效性等一系列问题。因此，在智能技术推行的年代，传统污水处理厂智慧化水务的推进和建设是很有必要的。
02 污水处理厂智慧化建设的实际应用
污水处理运营管理主要体现在工艺，设备，安全三个方面，尤其是目前污水处理领域在以工艺为主的基础之下，设备和安全管理就变成了辅助项，因此，智慧化建设应当从更进一步优化工艺的锦上添花，和设备、安全板块弥补不足的雪中送炭这两个层面入手考虑，另外还能画龙点睛的增设一些辅助功能，使之更加全面化。
1.工艺运行领域
⑴仪表：以全厂工艺运营参数为主，所有仪表参数稳定上传到中控端，并能自动计量各工段用电、用水、用药，和污泥脱水含水率、出厂过磅重量等数据，自动形成统计，生成报表。
⑵操作：在智能按需曝气、按需加药、配比加药、排泥、除砂等各个生产现场操作环节采用自动(远程)控制技术，比如：氨氮和DO仪表设置与风机连锁、硝氮仪表与碳源投加装置连锁等、磷酸盐仪表与除磷投加装置连锁等，减少人工操作，提升生产运营的自动、精准控制。
⑶智能分析：通过视频感应和仪表智能分析，比人眼更及时、更准确的发现问题，对于现场管网企业偷排、进水异常、微生物数据、和出水数据等重点工段进行分析和监控，比如对来水颜色、数据、污泥浓度、和出水是否跑泥是否澄澈、曝气是否均匀识别、投加漏药检测识别、格栅渣桶充满识别等，进行感应系统和视频分析，完全代替人工来实现高智能，高效率和及时性的管控；对企业偷排方面进行智能检测、监控，和分析，保留数据和影像资料，这样能规避我方责任和抓实企业偷排的证据。
⑷集中管控平台：建立厂区一体化运营管理体系，整合水厂、泵站、管网业务数据，比如在系统内设置好厂内外各工段所有建设信息和历史信息，以及需要控制的参数区间、报警值和异常值、通过仪表分析和智能感知完成全方位场景智能监控，精确识别风险隐患后，通过智能知识库，基于当前隐患/问题动态推荐最佳解决策略，同时系统主动告警-下发工单，现场核查-处置记录，业务闭环-台账记录，数据共享等一系列智能化且经验可沉淀的业务流程，并且能在中控PC端、管理人员的移动终端同步监控，实现精准高效的智慧平台管理。
2、设备管理领域
⑴设备监控：全厂所有设备均设置自动感应和数据上传，对开关、故障、频率、开度、电流、流量、压力等状态和参数进行全面监控和分析，能够通过曲线查到该设备所有的运行参数， 通过温度、电流、流量、振动、温度、加速度等数据进行设备预防性维护，对设备进行按需保养，增加设备使用寿命，在此基础上对设备突发的异常做到及时自动停机，自动切换备用设备，并自动报警报修后派发工单处理，并在周期内对设备腐蚀、沉降等信息进行感知更新，降低设备隐患和事故的发生。
⑵设备台账信息管理：对全厂所有设备均按照动、静、电、仪设备分类并设置设备位号，每台设备安装对应的二维码，通过扫码可以查阅到设备生产日期和厂家、采购安装验收日期与合同、设备状态各项参数、维修保养记录和全流程参与人员等一系列信息，并生成数字化台账，实时调度查阅，同时具备设备报修、冷备库存统计、保养提醒等功能，通过以上资产数据、变动数据、运行数据、维保数据、设备健康度评估等，建立围绕设备全生命周期的现代化管理体系。
⑶设备操作：在中控端对设备进行开、停的基础上，设备可以根据设定好的时间、液位、压力、 流量等控制参数无需人工干预自动进行开、停。 比如配电房、仪表间、水质检测间的重点点位设置温度感应系统，根据季节变化和需求温度自动控制空调的启停和温度设置，主要是通过设备自控减少人工操作，提升生产运营的自动、精准控制。
⑷设备检修：根据设备管理系统智能识别和人为扫码报修，对于设备检修和保养维护工作采取工单派发制，从报修-派单-维修-验收，一整条设备检修任务到人的管理流程，能有效识别出设备维修人员责任心、维修技能、每日工作量和工作效率的同时，自动形成设备维修台账，对维修频次高和效能低的设备能及时辨别，提醒设备管理人员及时采取相应措施，规避了人工检修导致的选择性失明，提升设备管理效率。同时对于关键的大型动设备，构建故障维修设备图谱，可依托AR技术进行设备维修指导和培训演示，设备关键部件的故障及维修方式可以进行可视化展示和查询。
3、安全管理领域
⑴ 智能感知系统对安全管理的辅助：
①人的不安全行为：通过监控智能感知系统来替代人工来发现不安全行为，通过视频感应对于人员禁止进入的点位，和操作人员劳保着装的穿戴来代替安全员进行现场管控，比如：通过智能识别，对人员入侵、人员摔倒、劳保佩戴、物品搬迁、人员睡岗等自动识别并报警；外管网的泵站普遍为无人值守状态，设置该功能可以识别有人偷电和牲畜进入等问题，降低安全隐患；还能通过智能手环的佩戴，实现对现场操作、维修人员位置、身体状态，如血压、心率、疲劳度等生命体征进行全面掌握，能实现比人眼更及时、更准确、高效率的发现安全问题，降低人员事故风险。
②物的不安全状态：在危险化学品库房、污泥池，进水泵房等区域设置有毒有害气体和化学品挥发成份的相关检测仪器，对针对地面积水、管道泄漏、烟雾明火等自动识别并报警，减少安全事故的发生，在污水管网里面设置压力传感和监控智能感应等技术手段，对于管网的堵塞，损坏，漫水等问题能以最快的速度找到问题根源，同时对污水井盖可以设置gps/北斗追踪系统，能及时进行定位追踪，避免井盖被盗和缺失造成的安全事故。同时对井盖和篦子等静态排水资产的监管还可以通过巡检车的方式进行动态识别井盖丢失、井周破损、井盖破损、井盖沉陷、篦周破损、篦子沉陷等状态，提高人员巡检效率。
③环境的不安全因素：在厂区周界安防、地面油污、配电间烟火/烟雾、地面杂乱、排河口水体颜色突变等场景中，通过及时的视觉识别，扩大人工干预危险事件的窗口期，来减少安全隐患发展成生产安全事故发生的概率。工作场所的温度、湿度、通风、换气、照明等环境条件可能不合适，例如过热、过冷、潮湿、通风不畅、照明不足等，这些环境条件可能会影响员工的身体健康和生产安全。工作场所中可能存在粉尘、气味、噪声等有害物质，这些物质可能会对员工的身体健康产生负面影响，例如引起呼吸道疾病、听力损伤等。工作场所中可能存在设备、物料等的不安全状态，例如设备故障、物料泄漏等，这些不安全状态可能会对员工的生命安全和生产安全产生威胁。
⑵网络信息安全平台的建立：将水厂区域网络系统分为办公网、工控网、外管网泵站无线专网、建立网络安全管理中心，设置安全通信网络，安全区域边界，安全计算环境等，打造可防御、可检测、可响应、可预测的安全管理体系。
4、智慧水务的多元化建设
根据污水处理厂已建设完成的智慧化数字管理平台，在应用层级进行有效拓展：
⑴ 设置企业信息专栏：对本企业文化、企业新闻、荣誉、技术核心、通告信息、企业活动等内容一一展示，使自身企业文化和动态能直接贯彻到一线员工，使之对自身企业有更清晰的了解。
⑵ 设置行业专栏：对环保行业信息、国家政策、发展方向、技术应用等方面进行有效学习和注解，让员工更加了解当下的环保行业状态和局势。
⑶设置技术培训专栏：结合现场实际工况和行业基础规范制定批量培训资料供员工学习，针对员工入场教育和工艺、设备、安全一系列技能掌握的培训，提高岗位任职技能，重点落实培训:现场实操+理论培训，培训后考试资料全部上传存档，加强厂区员工技能培养和人员梯队建设。
⑷设置智慧友好提醒：针对不同季节和天气预警，形成智慧友好提醒，比如：雨季防汛排捞提醒、高温季节人员防暑、现场设施降温遮阳提醒、冬季管道保温，巡检通道、除雪车辆防滑提醒、安全月学习提醒、重点工作内容提醒、等友好一系列提醒，给日常生产运营保驾护航。
(5)设置人机交互体验：相对于传统文本和语音交互技术，数字人最重要的价值是在智能迎宾、来访讲解的场景中，给用户提供更真实自然的交互方式，体验更加人性化，服务更加标准化。
03 污水处理厂智慧化建设目前存在的困难
⑴受经济影响：自从去年疫情解除以来全球整体经济发展放缓，环保行业也受到较大影响，造成企业回款难，发展难，缩减各项开支，也成为企业不得不的选择，考虑到当下形势严峻，不少污水处理厂的回款无法保障基础的经营活动，无力支付药剂、设备、检测等一系列费用，也造成了下游供货商、生产商现金流周转不济，而投资智慧水务建设和运维过程都需要一定资金作为支撑，这就导致了承运污水处理厂的小微企业有心无力，中型企业只能选择量力而行承建一两个试点项目，而智慧水务建设的受众群体只能是具备一定实力的大型企业。
⑵受行业发展影响：智慧化水务建设属于本行业一种先驱性理念和实践相结合而打造的项目，整体进程目前还处于一个边研讨边实践的阶段，目前我国大多数传统污水处理厂还依赖于传统运作，甚至不少设计院、研究院在规划阶段在定性和设计选型方面仍执行十年前的标准和规范，基于当前国内不同区域的经济形势，不同水务公司的发展状况，造成了目前行业的分化严重，大多数污水处理厂运营门槛较低，对于人员素质要求也专业技能配备同样也是如此，一座污水处理厂的规范运营可以分为很多层级标准，水务是传统公共事业服务行业，所以行业的不均衡发展造成了智慧水务建设只能是大多数污水处理厂只能遥望的天花板工程。
04 结语
污水处理厂的智慧水务建设给我们传统的厂区运营管理来了创新的变革。通过实时监测、智能感应、预测预警等手段，极大程度解决运营过程中的人工运维无法实现的众多难点和困惑，随着技术的不断发展，智慧水务会在污水处理领域发挥越来越重要的作用，为水行业可持续发展和安全运行提供有力支持和保障，但是此项工程需要长期持续投入资金、人力、物力来维护支撑平台运行的设备及软件系统的更新迭代，如何能做到更亲民、更便捷、普惠化，是智慧水务建设演衍生成产品而被广泛应用的一条重要路径，那么到底智慧化水务能够给企业带来多大经济效益和社会效益，仍需要持续观察和考量。
本文作者：谈泰康（中信环境技术-孝昌信环水务有限公司厂长）
原标题：【厂长说】污水厂智慧化建设必要性大吗？这些难题不能回避
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