污水处理厂智能化和信息化运营平台搭建.pdf

Cleaning World2023年6 月管理与维护第39 卷第6 期洗世清界文章编号：16 7 1-8 90 9（2 0 2 3）6-0 17 8-0 0 3污水处理厂智能化和信息化运营平台搭建丁志钢，张燕（青岛水务集团环境能源有限公司，山东青岛266000)摘要：为了改善污水处理效率，减少建设污水处理厂的人工成本，需要根据新时代发展需要，通过广泛利用大数据信息技术、人工智能、计算机自动化技术和云计算技术，进行城市污水处理厂智能运营平台的运用，实现对污水处理流程的综合管控，使城市污水处理厂的智能管理系统不断完善。基于此，本文系统的论述了构建智慧城市污水处理厂运营平台的基本思路，并期望为城市污水处理厂建设提供一些帮助。关键词：污水处理厂；智能化和信息化；运营平台搭建中图分类号：TP399-CA；X 7 0 3文献标识码：A0引言目前，我国大部分污水处理厂的生产过程都采用基于分布式控制的PLC控制系统，自动控制代替人工控制，改善了操作条件，降低了劳动强度。但在实际生产经营中，往往会出现一些问题，如很多污水处理厂依靠个体技术人员的经验，长时间工作，能耗过大，在污水处理过程中出现操作不规范，设备数量多、维护不便等问题。考虑到污水处理过程的复杂多变，为了提高污水处理厂的管理能力，进一步提高污水处理的效果，需要应用信息化管理系统对污水处理的生产经营进行管理1国国内污水处理厂智能化系统发展现状从总体结构上分析，城市生活污水处理的工作过程难以实现一体化管理，且过程管理、检测手段与操作标准之间存在着一定的差异性。目前大多是建设终端智能化设备、流程智能化测控、企业生产信息收集系统，整个污水处理智能化系统还呕待完善。国内外已有不少城市污水处理厂的控制智能化设备更为完善，这些系统的主要功能有三个：一是利用PLC和电脑实现信息收集、传递和数据储存，利用大数据技术到自动优化过程设置的统计分析。二是对各种泵、通风设备等远程开关进行统一控制，设备变频控制，设备维修周期故障自动报警通知，实现设备全过程控制。三是污水处理厂能源监控系统，基于物联网先进技术，以计算机、通讯模块、测控模块等主要软件，为通过实时信息收集、开关状态的基于平台配电设备监测和远程管理对大型装置实施更细致的控制，将装置的能量、功率、压力、流量等主要性能参数，记录到中控室的能源监测管理系统平台中，从而实现强大数据挖掘。但目前为污水处理厂配置的自动管理系统虽然大多并不具有上述这三种软件的所有特点，但一般都可以进行基本的自动控制、监视和信息收集，无法对系统进行全局控制和优化，反馈模块出现的问题也难以及时调整。2污水处理厂信息化、智能化的发展趋势2.1污水处理信息化，加强智能化设计和自动化控制重点是加强仪器仪表和信息物流网络设施及硬件装置的建设工作，目前国内部分大中型城市污水处理厂已引入计算机管理技术和多级智能化操作网络系统，对整个污水处理过程进行全自动监控。在管理过程中，将各种指令采用相应的变送器传递至下位机上，一般情况下位机使用简单可靠的PLC作者简介：丁志钢（198 1-），男，本科学历，毕业于中国地质大学，研究方向：污水处理收稿日期：2 0 2 3-0 2-14。179丁志钢等.污水处理厂智能化和信息化运营平台搭建第3 9 卷为主控单元，并执行当时最先进的控制算法，完成对现场设备情况的实时监测，2.2精细化管理水平显著提升污水处理成本主要根据其所使用的污水处理方法确定，但当城市废水处理厂建成后，污水处理的实际经营成本则主要与技术设备、人工情况和处理量等因素有关。因为在污水处理过程中，涉及到了复杂的生态化学反应过程，环境影响因素较多，而在未来还将随着我国法律法规的逐步完善，重新建设污水处理厂之后也就必然要求进一步提高管理，从而增加了实际的经营成本。因此，在此过程中，更注重于对所有要素的有效控制与精细化管理，涉及到了污水处理厂实际经营的各个方面，涉及原材料、产品、人员和设施等众多内容2.3在信息管理能力与资源共享水平的提高在未来，企业污水处理数据管理领域也将大大拓宽，并完成了如下任务：完备的企业运营管理数据采集系统，清晰记录了所有的企业运营数据；简便直观的信息填写及记录方式，信息填写操作方便准确；合理的完成校验及报表机制，实现了分步校验及报告；详细的管理机制，将要填报的具体信息元素充分对应，以确保安全；数据更新日志智能记录了准确的数据更新前的各项数据，超强的历史处理机制，当数据超过历史处理期限后，就可以在数据更新的过程中更改历史数据；智能的信息保存体系，按照客户要求，每个产品运行信息均可以得到长久保留。2.4系统功能的扩展、深入和完善污水处理信息系统将按照现实需求，进一步扩展和深入与污水处理有关的功能，扩展的功能如下：数据报表：通过自动系统的实时信息以及系统各功能模块的数据信息，产生各种报告，详细分析运行情况信息，并以图形和详细方式呈现；远程控制：实现远距离控制，平板支持接入计算机、智能手机等移动终端设备。设备发现：全面监控设备状态，提供开机时间、停机时间、维护时间提醒等功能。仪器识别：通过全面的仪器监控，提供波段设定、报警设置、正常工作时间、设备保养提示等功能。运行告警：通过所设定的系统级别，显示通讯、设备计数器、毒气等告警。生产分步安全分析：通过工艺流程特点和风险源识别，对整个生产流程进行安全监控，并通过运营数据分析进行生产安全分析，分析企业安全生产与正常工作的情况过程。效率分析：分析整个生产流程的工作绩效，包含了水电消耗、减排和用电等工作绩效指标。能耗分析：通过能源监测，分析整个装置的能耗情况。员工绩效：通过采集并评估轮班时间的员工登记（主要适用于中央管理人员），并根据各种生产统计分析员工业绩数据检测：根据当前输入水质与当前工艺要求的预测，未来一定时间的出水水质。错误预防：通过收集装置、工具等的数据，并创建数学模型，通过安装可能产生错误隐患等的生产设备和工具，进行错误预防和专家系统，运用生产管理和行业专家的成功经验，根据工艺流程特性，能够产生一些适用的专家机制来处理更复杂的工艺技术问题。随着系统子功能的不断深入发展，也将进行对历史数据收集、保存、管理、分析和呈现的纵向高度整合，实现了不同类型应用的横向集成，如监控管理、数据分析和故障预警。3搭建污水处理厂智能化运营平台的具体方法3.1优化污水处理厂智能化操作平台为了促进我国污水处理行业扎实发展，应构建完善的污水处理智能系统。在城市污水处理厂的智能运行系统建设中，应着重优化技术路径，构建并完善信息服务体系。通过宏观研究利用大量的污水处理资源，提出污水处理厂智能运行系统的总体技术路径。首先，设计污水处理系统、工程自动监控智能网络、设备系统等，分别支持系统和实现三路联网。而智能化控制技术则是为系统服务，即综合决策支持系统的智能升级。另外，综合决策支持系统模块的主要能力还包括大型工程管理、异常检测与预警过程监测、信息存储、流程的设计与问题解决。最后是自动管理系统，将反馈的信息注入工程控制智能网络，从而共同构建城市污水处理厂的智能水务信息网络平台。其次，智能工控网络还必须具备互操作性和独立性，可以同时进行移动网络与普通计算机网络之间的相互连接。这样使污水处理、生产过程的控制、设备运行条件的改善、信息的获取、对异常的感知，以及事故排除都更加方便。.180.第6 期清洗世界3.2全面采用各种先进技术应充分借鉴发达国家的经验，采用各种先进技术，打造高新技术组合，使各项技术都充分发挥各自功用。同时，在平台搭建过程中，还应运用行业技术的各项先进功能、技术层和模型。例如云服务系统，包含了云咨询、云运维、云网络分发、云在线客服系统等。通过智能计算先进技术的运用，建立了高效的管理策略和企业流程模式，提高了云计算管理水平。之后，通过对企业业务流程的管理有效性做出分析，找到企业管理中出现的根本问题，从而有效消除企业业务流程问题，才能充分发挥技术功能，体现区块链技术的作用。在此过程中，存储的数据或信息保证了污水处理过程的安全性，使智能污水处理平台更加完善3.3坚持标准设计原则在设计城市污水处理厂等智慧信息服务平台系统时，应当贯彻如下三个共同的标准设计原则：一是总体框架的整体规划原则。在整体规划过程中，利用网络技术和人工智能信息技术对建设智慧平台系统做出合理规划，并尽可能分析不确定因素，从而做好在建设平台系统设定、系统模型设定、关键信息设定，及监控布局，做好设计管理以及软硬件系统配置等方面的有关人员管理工作。二是功能设计原则。工程技术人员要本着求真务实的原则，着力丰富和补充智能城市污水处理厂工程平台的系统功能。逐步完成对各职能模块的开发创新工作，并按照标准要求逐步开发新功能，以提高工程软硬件体系的开放性、通用性和标准性。同时，逐步扩大系统软件存储容量，进一步完善系统接口技术，便于系统的更新和数据共享等。三是按照通信安全与自动化原则进行建设。在具体设计中，应根据企业所管理的生产污水系统的主要特点（如水质、水量、过程控制、人员水平等）建设污水处理通信网络，并使用中央服务器保证平台连接到网络。3.4强化智能水务信息化建设为全面做好污水处理工作，积极构建全国智能污水处理信息网络平台，应当着重强化智能水务信息化建设。因此，建设城市污水处理厂应该按照持续发展、”循序渐进”的原则，针对不同行业体系的不同功能，分别遵循如下四大步骤，（1）建立管理平台，形成完善的数据库体系。为建立城市污水处理厂自动化运营平台，奠定了良好的物质基础。同时增加必要的在线测点，获取数据和自动控制采集的信息（包括水质指标、工艺参数等）、实验室检测结果、人员服务日志、仓库管理、核算等。秘密管理以及生产数据库的收益。此外，污水处理厂可以将大型数据库划分为设备分库、工艺分库、能耗分库和检测分库等，避免生产数据信息的消耗，提高信息传递。使用效率和速度。（2）实现数据自动分析，自动生成趋势显示结果。污水自动化系统必须能够根据进水、出水、水质参数、工艺参数、设备运行参数和能耗数据，自动形成动态趋势报表或分类图表，进行精确管理、精细监控和节能降耗，以降低环境污染和提高生产效率为宗旨，并充分掌握城市污水处理厂工作的基本原理。（3）设置自动标准控制器，以优化报告效果。首先，城市污水处理厂要结合分析历史数据，建立各城市污水处理厂的”卫生标准。系统把采集的信息和正确指标加以对比的目的是使系统判断信息的性质并通过采集的信息判断错误的异常情况。其次，利用系统的传输及发送功能，使系统可以主动提醒，并向中控设备发出短信，在确认系统存在故障或异常后，可以自动向工作人员发送警示信息。（4）开展人员持续培训。根据实际情况准备培训手册，定期进行运营管理培训，使员工能够有效使用智能运营平台，并定期维护并更新平台，消除系统缺陷及隐患，不断优化系统的各项功能。4结论综上所述，打造污水处理厂智能服务系统，完善服务内容，应当贯彻主流理论，充分运用大数据信息技术、物联网、人工智能技术、区块链和云计算技术进行污水处理厂智能服务系统建设等，不断加强智慧水务现代化建设。参考文献：1赵永威.污水处理厂智能化和信息化运营平台搭建思路探讨 J.科技资讯，2 0 2 0,18(2 6):2 1-2 3.2 段旭，杨勇。城市污水处理厂的污水处理工艺探析.智能城市，2 0 2 0,6(16):10 2-10 3.3 王兴宝人工湿地处理污水的机理与效率探寻 .智能城市，2 0 2 0,6(12):16 1-16 2.4陈贺添，李伟，丁日新，等.污水处理厂智能化运营平台搭建思路探讨 .给水排水，2016,52(S1):293-296.