蔣銳

【摘 要】：在我國智慧城市已經(jīng)上升到國家的經(jīng)濟、科技戰(zhàn)略層面，水務(wù)管理是城市管理的重要組成部分，智慧水務(wù)是智慧城市建設(shè)的必然延伸，“智慧水務(wù)”理念也隨之產(chǎn)生。隨著全球云計算、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)等新一輪信息技術(shù)迅速發(fā)展和深入應(yīng)用，城市信息化發(fā)展正醞釀著重大變革和新的突破，由對象、過程數(shù)字化為主要特征的數(shù)字化城市向智能化發(fā)展已成為必然趨勢。在這個日新月異的新經(jīng)濟時代中，城市水務(wù)管理效率和服務(wù)水平只有順應(yīng)大勢，全面應(yīng)用最新科技與互聯(lián)網(wǎng)思維才能獲得長足提升，利用智慧水務(wù)平臺從根本上解決人們對城市供水、用水和水污染等問題的訴求與矛盾。

【關(guān)鍵詞】：大數(shù)據(jù)；污水；系統(tǒng)；智能

污水處理系統(tǒng)是城市水務(wù)系統(tǒng)重要組成部分，與整個城市乃至整個國家的生態(tài)環(huán)境息息相關(guān)。我國的污水處理技術(shù)目前已實現(xiàn)完全自動化控制，在計算機自動化控制系統(tǒng)中可以實現(xiàn)對污水處理過程中的突發(fā)情況的自動報警、操作和調(diào)節(jié)等功能。然而，污水處理過程是一個處理工藝及其復(fù)雜的生化過程，不可能長期穩(wěn)定的處于正常狀態(tài)。管理和操作人員長期以來是根據(jù)多年的積累和經(jīng)驗對污水處理過程進行管理，這就要求這些管理和操作人員具有較長時間的實際操作經(jīng)驗和廣泛的知識，且要時刻駐守在現(xiàn)場，以處理各種可能發(fā)生的問題。

1、污水廠運營模式的特點

從單個污水廠運營的角度來看，目前的處理技術(shù)和管理模式基本上可以滿足日常污水處理的需求。但從市場的角度來看，需要額外增加很多人工成本來應(yīng)對各類問題的發(fā)生，且問題解決的效率和掌控能力完全取決于現(xiàn)場管理人員所掌握經(jīng)驗的程度。然而，對于數(shù)量龐大的鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠來說，卻是一個需要關(guān)注的難題。鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠具有如下幾個特點：①小型且高度集成化；②分布較廣且分散，有些處于偏遠地區(qū)；③水質(zhì)水量非常不穩(wěn)定；④對運營成本控制比較苛刻；⑤缺少具備經(jīng)驗的專業(yè)管理人員。這些特點無疑會增加小型污水處理廠后期運營的難度，將會成為需要廣泛關(guān)注并亟待解決的問題。

2、物聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)處理下的污水處理系統(tǒng)

新興技術(shù)的產(chǎn)生往往是為了幫助人們更好的解決問題。物聯(lián)網(wǎng)+大數(shù)據(jù)與污水處理系統(tǒng)結(jié)合成為智能污水處理系統(tǒng)，將會非常有效的解決這些問題。有一點需要說明，這里所指的大數(shù)據(jù)，是指基于云存儲和云計算平臺，對海量數(shù)據(jù)進行篩選、統(tǒng)計、分析等，最終得到一組具有重要價值的信息。污水處理廠檢測的指標較多，如 PH 值、流量、氨氮濃度、COD、懸浮固體濃度、溶解氧濃度、ORP、轉(zhuǎn)速等，某個站點出現(xiàn)故障問題將會在檢測的指標中體現(xiàn)，污水處理中處理效果不佳、運行費用高和污染環(huán)境等現(xiàn)象常常是由運行的異常引起的，對這些異常處理的恰當與及時可以提高污水處理的效率。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)通過射頻識別（RFID）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備實時監(jiān)測系統(tǒng)各關(guān)鍵環(huán)節(jié)的指標數(shù)據(jù)，并實時上傳到中央處理系統(tǒng)以分析和存儲，一旦出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)，則會產(chǎn)生報警，并根據(jù)歷史經(jīng)驗數(shù)據(jù)的分析，輸出診斷結(jié)果，并自動發(fā)送指令讓系統(tǒng)進行修復(fù)調(diào)試，如需要人工干預(yù)，則會自動推送信息給相應(yīng)的管理人員。待這些數(shù)據(jù)積累到一定規(guī)模，達到大數(shù)據(jù)的級別，則會針對不同需求，建立運算模型和仿真系統(tǒng)，對數(shù)據(jù)進行篩選、計算、分析，再呈現(xiàn)在仿真系統(tǒng)里，來顯示過往運行的綜合狀況，并預(yù)測未來運營的可能的走勢。例如，系統(tǒng)中某一個環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)開始出現(xiàn)微小的波動，不足以觸發(fā)告警，但是根據(jù)建模和仿真系統(tǒng)，可以預(yù)測并判斷出未來該環(huán)節(jié)是否會出現(xiàn)問題，并給予應(yīng)對建議，將問題盡量消滅在萌芽階段，從而消除或降低該問題及次生問題所帶來的負面影響，并以此降低為解決問題而額外投入的成本，進而保障污水處理運營系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性和污水處理效率。智能污水處理系統(tǒng)不僅能在大城市的污水處理廠發(fā)揮重要作用，更能在無人值守的小微型污水處理廠大顯神通，這些污水處理廠數(shù)量龐大，分布較廣，且有些地處偏遠，很難統(tǒng)一管理起來。智能污水處理系統(tǒng)將會實時采集每個污水處理設(shè)施的各項數(shù)據(jù)，基于所建立的模型進行計算、分析，從而得出系統(tǒng)的運行狀況，并判斷出后續(xù)運行的走勢。尤其是在不同地域、不同季節(jié)、不同環(huán)保要求、水質(zhì)水量非常不穩(wěn)定的條件下，更能根據(jù)實際情況，自動調(diào)節(jié)加藥頻率和劑量，從而將運營成本控制在最經(jīng)濟范圍內(nèi)，并且能預(yù)測出后續(xù)一段時間內(nèi)各項運營成本的需求信息，以提醒管理人員及時分配資源。

結(jié)束語

據(jù)初步調(diào)研，該項技術(shù)在國內(nèi)仍處于起步階段，市場應(yīng)用案例也相對較少。河南大河工業(yè)水處理大數(shù)據(jù)云平臺是目前應(yīng)用較好的大數(shù)據(jù)污水處理管理云平臺之一，其可以幫助提高污水綜合利用率，降低故障停機頻次，提高相關(guān)設(shè)備的安全可靠運行。同時也可以有效降低人工成本 30%以上，并減少藥劑、耗材等材料費用 20% ～30%，實現(xiàn)整體運營成本降低 30%以上。雖然物聯(lián)網(wǎng)+大數(shù)據(jù)已開始在水務(wù)領(lǐng)域里嶄露頭角，但是其實際應(yīng)用仍存在一些問題，如信息安全性問題，數(shù)據(jù)完整性問題，大數(shù)據(jù)系統(tǒng)穩(wěn)定性問題等等，這也在一定程度上限制著該項技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用，而隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的不斷發(fā)展完善，這些問題也會得到相應(yīng)解決，物聯(lián)網(wǎng)+大數(shù)據(jù)在污水處理領(lǐng)域的前景將會更加廣闊。

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