毛正凱

摘?要： 為了實(shí)現(xiàn)對(duì)污水處理廠效能提升，文中對(duì)半地下污水廠的智能化建設(shè)與管理進(jìn)行了探討，研究了智能化的照明系統(tǒng)、設(shè)備管理、全過(guò)程監(jiān)督、曝氣控制，希望對(duì)半地下污水處理廠建設(shè)有所啟發(fā)。

關(guān)鍵詞： 半地下污水廠;智能化;建設(shè);管理

【中圖分類號(hào)】X799.3?【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A?【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.27.276

1?智能照明系統(tǒng)

半地下污水處理廠采用傳統(tǒng)照明不僅會(huì)因回路數(shù)量巨大而造成施工成本及線材成本大幅上漲，而且也無(wú)法實(shí)現(xiàn)智能照明操作的便捷性和照明控制的靈活性。采用智能照明不僅能增加廠區(qū)的現(xiàn)代感，而且能營(yíng)造舒適的照明環(huán)境，實(shí)現(xiàn)便捷的照明管理，在節(jié)約能源的同時(shí)也能節(jié)約廠區(qū)的管理成本。

中控軟件：①采用Windows操作系統(tǒng)，簡(jiǎn)體中文圖形操作界面。②提供二次開發(fā)工具，支持平面圖設(shè)計(jì)，采用拖放方式編輯平面圖。③具有報(bào)警管理、日程表、歷史記錄、密碼保護(hù)、中文菜單式、圖形化編程等軟件模塊。④具有控制區(qū)域及操作管理權(quán)限設(shè)定功能。⑤提供圖形畫面功能，可在畫面上進(jìn)行所有的編程設(shè)定作業(yè)。⑥控制功能。場(chǎng)景控制：可在軟件菜單上設(shè)置多種場(chǎng)景模式，使用時(shí)只需點(diǎn)擊相應(yīng)的模式，系統(tǒng)便自動(dòng)執(zhí)行。場(chǎng)景模式根據(jù)需要可隨時(shí)增減和修改;時(shí)間控制：根據(jù)季節(jié)、作息時(shí)間、照度變化編制時(shí)間控制程序?？赏ㄟ^(guò)列表或鼠標(biāo)點(diǎn)擊燈具圖形來(lái)控制各個(gè)回路開光和調(diào)光。⑦具有實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能，能在圖形界面上顯示各照明回路上燈的開關(guān)狀態(tài)?？赏ㄟ^(guò)列表及鼠標(biāo)點(diǎn)擊方式顯示系統(tǒng)的工作狀態(tài)，鼠標(biāo)所指區(qū)域顯示相應(yīng)回路和群組的編號(hào)及工作狀態(tài)。⑧具有自檢功能，可監(jiān)視系統(tǒng)所有部件的工作狀態(tài)。⑨具有報(bào)警管理功能，可顯示報(bào)警區(qū)域、報(bào)警點(diǎn)的具體地址。⑩具有運(yùn)行時(shí)間及歷史紀(jì)錄功能，并可根據(jù)需要靈活設(shè)定。

電氣系統(tǒng)方面，使用1個(gè)4路開關(guān)驅(qū)動(dòng)器和1個(gè)4路0～10V調(diào)光驅(qū)動(dòng)器（均為24V供電），配電箱中需安裝1個(gè)24V電源模塊（為所有智能照明設(shè)備供電），包括從配電箱中引出的智能面板及感應(yīng)器。

2?設(shè)備信息化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)

半地下污水廠的智慧化管理也是十分重要的環(huán)節(jié)，會(huì)直接影響到污水廠運(yùn)行的效果以及成本。隨著互聯(lián)網(wǎng)的進(jìn)一步發(fā)展，地下污水廠設(shè)備管理的方式也在日新月異的變化著，傳統(tǒng)設(shè)備管理的方式已經(jīng)不適用于當(dāng)下半地下污水廠的智慧化管理需求，滯后性這一缺點(diǎn)也導(dǎo)致管理成本直線上升，通過(guò)引進(jìn)先進(jìn)的設(shè)備管理軟件能夠在手機(jī)上實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控。首先應(yīng)當(dāng)將每一臺(tái)設(shè)備配備一個(gè)相對(duì)應(yīng)的銘牌，每一個(gè)銘牌上面都要設(shè)置二維碼，通過(guò)掃描掌握設(shè)備的運(yùn)行消息，與此同時(shí)，設(shè)備管理軟件也具有警示功能，工作人員在進(jìn)行設(shè)備管理的過(guò)程中，一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題也可以通過(guò)掃描二維碼進(jìn)行上報(bào)故障信息，會(huì)直接傳送到控制平臺(tái)，管理人員會(huì)在第一時(shí)間知曉問(wèn)題并進(jìn)行處理。除此之外，該軟件也具有設(shè)備保養(yǎng)提醒或是配件管理等功能。

對(duì)于全廠全階段水質(zhì)和流量、有毒氣體等感知層設(shè)備數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化，對(duì)全廠多個(gè)設(shè)備和儀表實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，并安裝有毒氣體探頭，實(shí)時(shí)監(jiān)控半地下車間各個(gè)區(qū)域有毒氣體濃度。

通過(guò)建立多個(gè)智能終端，全廠各個(gè)設(shè)備都可以實(shí)現(xiàn)與其他設(shè)備的聯(lián)動(dòng)，如加藥機(jī)與污水脫泥機(jī)聯(lián)動(dòng)自動(dòng)啟停、自動(dòng)加藥，水位儀表與水泵聯(lián)動(dòng)，回流閥門與進(jìn)水流量聯(lián)動(dòng)實(shí)現(xiàn)回流比控制，例如，某廠14個(gè)CN池和8個(gè)DN池自動(dòng)排序，與反沖泵和反沖鼓風(fēng)機(jī)聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)反沖，自動(dòng)曝氣運(yùn)行。全廠的設(shè)備和儀表數(shù)據(jù)不僅可以實(shí)時(shí)傳輸?shù)綇S內(nèi)數(shù)據(jù)平臺(tái)，也可以實(shí)時(shí)傳輸?shù)郊瘓F(tuán)數(shù)據(jù)中心。管理人員可以在手機(jī)上實(shí)時(shí)查看出廠水質(zhì)等重要數(shù)據(jù)。

3?全過(guò)程監(jiān)督

運(yùn)用半地下污水廠智慧化建設(shè)與管理手段能夠?qū)崿F(xiàn)污水廠運(yùn)行的全過(guò)程控制，主要包括水質(zhì)源頭管理、工藝管理以及數(shù)據(jù)傳輸存儲(chǔ)管理等等，水質(zhì)源頭管理，主要是通過(guò)總量控制與在線監(jiān)測(cè)儀進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，最終實(shí)現(xiàn)自動(dòng)關(guān)閉出水口閥門，通過(guò)引進(jìn)系統(tǒng)能夠杜絕半地下污水廠偷排偷倒的現(xiàn)象，即節(jié)約了運(yùn)行成本，也能夠確保水質(zhì)。由于半地下污水廠超標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)很大，因此如何提高水質(zhì)源頭管理也是當(dāng)下污水廠管理的重點(diǎn)工作，通過(guò)選擇合理的智慧化管理手段也能夠提高半地下污水廠的管理效果。而數(shù)據(jù)的傳輸以及工藝的控制也是半地下污水廠這個(gè)化建設(shè)的關(guān)鍵內(nèi)容，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而合理調(diào)節(jié)控制工業(yè)，在確保了時(shí)效性的同時(shí)也能夠確保水質(zhì)的穩(wěn)定。除此之外，半地下污水廠的數(shù)據(jù)也是推動(dòng)污水廠優(yōu)化運(yùn)行的關(guān)鍵因素。

4?曝氣控制

隨著智能控制方法在各行各業(yè)的普及，曝氣控制采用智能控制是大勢(shì)所趨。針對(duì)污水處理曝氣控制系統(tǒng)，大量研究表明，污水廠的智能控制方法主要包括模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、支持向量機(jī)等一些不依賴與數(shù)學(xué)模型的控制方法。

對(duì)于污水處理廠而言，我國(guó)現(xiàn)階段污水處理行業(yè)的自動(dòng)化水平難以滿足其他行業(yè)智能控制器的需求;對(duì)于污水處理精確曝氣控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，單個(gè)的控制器有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，模糊控制器算法相對(duì)簡(jiǎn)單，但需要更多的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn);神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳算法魯棒性強(qiáng)，但是算法繁雜且計(jì)算量龐大，支持向量機(jī)高維模式識(shí)別，廣泛應(yīng)用于智能化領(lǐng)域，但是訓(xùn)練時(shí)間長(zhǎng)且污水處理領(lǐng)域沒(méi)有應(yīng)用案例。

控制器的選擇應(yīng)根據(jù)污水廠現(xiàn)有的自動(dòng)化水平與曝氣控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)難易程度決定。模糊控制器符合實(shí)際污水處理廠的自動(dòng)化現(xiàn)狀，相關(guān)研究與案例較多，有豐富的經(jīng)驗(yàn)值選取，是實(shí)現(xiàn)精確曝氣控制的重要智能控制器之一。

5?數(shù)據(jù)平臺(tái)建設(shè)

整個(gè)污水處理系統(tǒng)設(shè)立控制中心，通過(guò)數(shù)據(jù)平臺(tái)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)污水處理過(guò)程的“集中管理”。數(shù)據(jù)平臺(tái)覆蓋大量的監(jiān)測(cè)變量、獨(dú)立界面，實(shí)現(xiàn)全廠多個(gè)設(shè)備和模擬量的遠(yuǎn)程監(jiān)控、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)記錄、實(shí)時(shí)及歷史查詢。平臺(tái)集成趨勢(shì)圖查詢、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)查詢、全廠歷史報(bào)警查詢和生產(chǎn)報(bào)表數(shù)據(jù)定制等功能。數(shù)據(jù)平臺(tái)將對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算，經(jīng)過(guò)建模后對(duì)各階段水質(zhì)進(jìn)行預(yù)測(cè)分析，在各平臺(tái)上直觀展示水質(zhì)分析結(jié)果和預(yù)警等。污水處理廠數(shù)據(jù)平臺(tái)目前能夠?qū)⑴趴诘乃|(zhì)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳至集團(tuán)調(diào)度中心及相關(guān)部門，并嚴(yán)格遵照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，接口開放，具備與集團(tuán)大數(shù)據(jù)平臺(tái)后期兼容的能力。

6?結(jié)語(yǔ)

綜上所述，互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來(lái)使得傳統(tǒng)的污水廠管理不能夠適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的需求，半地下污水處理工藝需要更完善、高效、可靠和智慧的智能系統(tǒng)來(lái)保障運(yùn)行。對(duì)污水處理過(guò)程及設(shè)備實(shí)現(xiàn)信息化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化管理，能夠優(yōu)化工藝過(guò)程，提高污水處理效率和成效，為水質(zhì)安全提供更多的保障。半地下污水廠管理人員還需不斷探索，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，拓寬管理的深度以及廣度，推動(dòng)半地下污水廠智慧化建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。

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