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隨著人類科技的發展與進步，近年來，智慧水務、數字水務成為水務行業的熱點領域，對于污水處理領域，如何貫徹落實雙碳戰略，積極推進智慧污水廠建設，顯得尤為關鍵。通過近幾天的查閱和學習，發現我國已有部分智慧水務案例，也有許多污水處理廠正在往智慧化方向發展，但整體進程目前還處于一個邊研討邊實踐的階段，尤其是基于當前國內不同區域的經濟形勢，不同水務公司的發展狀況，都直接決定了傳統污水處理廠從自動化到信息化，再到數字化轉型，最后形成智能化這個過程的周期長短，現就當前國內污水處理廠的智慧化建設的幾點思考如下：
01 污水處理廠智慧化建設發展應用的好處
目前普遍的智慧化水務主要是以傳統污水處理廠日常經營過程中在工藝、設備、安全、辦公等方面存在的問題為導向，通過物聯網、云計算、監控安防、工業自動化控制等一系列技術手段，建立起了一個動態管理的智能平臺，提高污水廠運行的自動信息化水平，以智能技術取代人工，打造更精準、更細致、更高效、更便捷的運營管理體系，降低傳統污水處理生產運營中的一些基礎難點：如人工巡檢可能造成的疏忽、手動數據錄入可能出現的錯誤、通過設備表象無法測量的內在參數可能引起的隱患、因點多面廣而無法實現人員全區域覆蓋，和出現異常而后知后覺的時效性等一系列問題。因此，在智能技術推行的年代，傳統污水處理廠智慧化水務的推進和建設是很有必要的。
02 污水處理廠智慧化建設的實際應用
污水處理運營管理主要體現在工藝，設備，安全三個方面，尤其是目前污水處理領域在以工藝為主的基礎之下，設備和安全管理就變成了輔助項，因此，智慧化建設應當從更進一步優化工藝的錦上添花，和設備、安全板塊彌補不足的雪中送炭這兩個層面入手考慮，另外還能畫龍點睛的增設一些輔助功能，使之更加全面化。
1.工藝運行領域
⑴儀表：以全廠工藝運營參數為主，所有儀表參數穩定上傳到中控端，并能自動計量各工段用電、用水、用藥，和污泥脫水含水率、出廠過磅重量等數據，自動形成統計，生成報表。
⑵操作：在智能按需曝氣、按需加藥、配比加藥、排泥、除砂等各個生產現場操作環節采用自動(遠程)控制技術，比如：氨氮和DO儀表設置與風機連鎖、硝氮儀表與碳源投加裝置連鎖等、磷酸鹽儀表與除磷投加裝置連鎖等，減少人工操作，提升生產運營的自動、精準控制。
⑶智能分析：通過視頻感應和儀表智能分析，比人眼更及時、更準確的發現問題，對于現場管網企業偷排、進水異常、微生物數據、和出水數據等重點工段進行分析和監控，比如對來水顏色、數據、污泥濃度、和出水是否跑泥是否澄澈、曝氣是否均勻識別、投加漏藥檢測識別、格柵渣桶充滿識別等，進行感應系統和視頻分析，完全代替人工來實現高智能，高效率和及時性的管控；對企業偷排方面進行智能檢測、監控，和分析，保留數據和影像資料，這樣能規避我方責任和抓實企業偷排的證據。
⑷集中管控平臺：建立廠區一體化運營管理體系，整合水廠、泵站、管網業務數據，比如在系統內設置好廠內外各工段所有建設信息和歷史信息，以及需要控制的參數區間、報警值和異常值、通過儀表分析和智能感知完成全方位場景智能監控，精確識別風險隱患后，通過智能知識庫，基于當前隱患/問題動態推薦最佳解決策略，同時系統主動告警-下發工單，現場核查-處置記錄，業務閉環-臺賬記錄，數據共享等一系列智能化且經驗可沉淀的業務流程，并且能在中控PC端、管理人員的移動終端同步監控，實現精準高效的智慧平臺管理。
2、設備管理領域
⑴設備監控：全廠所有設備均設置自動感應和數據上傳，對開關、故障、頻率、開度、電流、流量、壓力等狀態和參數進行全面監控和分析，能夠通過曲線查到該設備所有的運行參數， 通過溫度、電流、流量、振動、溫度、加速度等數據進行設備預防性維護，對設備進行按需保養，增加設備使用壽命，在此基礎上對設備突發的異常做到及時自動停機，自動切換備用設備，并自動報警報修后派發工單處理，并在周期內對設備腐蝕、沉降等信息進行感知更新，降低設備隱患和事故的發生。
⑵設備臺賬信息管理：對全廠所有設備均按照動、靜、電、儀設備分類并設置設備位號，每臺設備安裝對應的二維碼，通過掃碼可以查閱到設備生產日期和廠家、采購安裝驗收日期與合同、設備狀態各項參數、維修保養記錄和全流程參與人員等一系列信息，并生成數字化臺賬，實時調度查閱，同時具備設備報修、冷備庫存統計、保養提醒等功能，通過以上資產數據、變動數據、運行數據、維保數據、設備健康度評估等，建立圍繞設備全生命周期的現代化管理體系。
⑶設備操作：在中控端對設備進行開、停的基礎上，設備可以根據設定好的時間、液位、壓力、 流量等控制參數無需人工干預自動進行開、停。 比如配電房、儀表間、水質檢測間的重點點位設置溫度感應系統，根據季節變化和需求溫度自動控制空調的啟停和溫度設置，主要是通過設備自控減少人工操作，提升生產運營的自動、精準控制。
⑷設備檢修：根據設備管理系統智能識別和人為掃碼報修，對于設備檢修和保養維護工作采取工單派發制，從報修-派單-維修-驗收，一整條設備檢修任務到人的管理流程，能有效識別出設備維修人員責任心、維修技能、每日工作量和工作效率的同時，自動形成設備維修臺賬，對維修頻次高和效能低的設備能及時辨別，提醒設備管理人員及時采取相應措施，規避了人工檢修導致的選擇性失明，提升設備管理效率。同時對于關鍵的大型動設備，構建故障維修設備圖譜，可依托AR技術進行設備維修指導和培訓演示，設備關鍵部件的故障及維修方式可以進行可視化展示和查詢。
3、安全管理領域
⑴ 智能感知系統對安全管理的輔助：
①人的不安全行為：通過監控智能感知系統來替代人工來發現不安全行為，通過視頻感應對于人員禁止進入的點位，和操作人員勞保著裝的穿戴來代替安全員進行現場管控，比如：通過智能識別，對人員入侵、人員摔倒、勞保佩戴、物品搬遷、人員睡崗等自動識別并報警；外管網的泵站普遍為無人值守狀態，設置該功能可以識別有人偷電和牲畜進入等問題，降低安全隱患；還能通過智能手環的佩戴，實現對現場操作、維修人員位置、身體狀態，如血壓、心率、疲勞度等生命體征進行全面掌握，能實現比人眼更及時、更準確、高效率的發現安全問題，降低人員事故風險。
②物的不安全狀態：在危險化學品庫房、污泥池，進水泵房等區域設置有毒有害氣體和化學品揮發成份的相關檢測儀器，對針對地面積水、管道泄漏、煙霧明火等自動識別并報警，減少安全事故的發生，在污水管網里面設置壓力傳感和監控智能感應等技術手段，對于管網的堵塞，損壞，漫水等問題能以最快的速度找到問題根源，同時對污水井蓋可以設置gps/北斗追蹤系統，能及時進行定位追蹤，避免井蓋被盜和缺失造成的安全事故。同時對井蓋和篦子等靜態排水資產的監管還可以通過巡檢車的方式進行動態識別井蓋丟失、井周破損、井蓋破損、井蓋沉陷、篦周破損、篦子沉陷等狀態，提高人員巡檢效率。
③環境的不安全因素：在廠區周界安防、地面油污、配電間煙火/煙霧、地面雜亂、排河口水體顏色突變等場景中，通過及時的視覺識別，擴大人工干預危險事件的窗口期，來減少安全隱患發展成生產安全事故發生的概率。工作場所的溫度、濕度、通風、換氣、照明等環境條件可能不合適，例如過熱、過冷、潮濕、通風不暢、照明不足等，這些環境條件可能會影響員工的身體健康和生產安全。工作場所中可能存在粉塵、氣味、噪聲等有害物質，這些物質可能會對員工的身體健康產生負面影響，例如引起呼吸道疾病、聽力損傷等。工作場所中可能存在設備、物料等的不安全狀態，例如設備故障、物料泄漏等，這些不安全狀態可能會對員工的生命安全和生產安全產生威脅。
⑵網絡信息安全平臺的建立：將水廠區域網絡系統分為辦公網、工控網、外管網泵站無線專網、建立網絡安全管理中心，設置安全通信網絡，安全區域邊界，安全計算環境等，打造可防御、可檢測、可響應、可預測的安全管理體系。
4、智慧水務的多元化建設
根據污水處理廠已建設完成的智慧化數字管理平臺，在應用層級進行有效拓展：
⑴ 設置企業信息專欄：對本企業文化、企業新聞、榮譽、技術核心、通告信息、企業活動等內容一一展示，使自身企業文化和動態能直接貫徹到一線員工，使之對自身企業有更清晰的了解。
⑵ 設置行業專欄：對環保行業信息、國家政策、發展方向、技術應用等方面進行有效學習和注解，讓員工更加了解當下的環保行業狀態和局勢。
⑶設置技術培訓專欄：結合現場實際工況和行業基礎規范制定批量培訓資料供員工學習，針對員工入場教育和工藝、設備、安全一系列技能掌握的培訓，提高崗位任職技能，重點落實培訓:現場實操+理論培訓，培訓后考試資料全部上傳存檔，加強廠區員工技能培養和人員梯隊建設。
⑷設置智慧友好提醒：針對不同季節和天氣預警，形成智慧友好提醒，比如：雨季防汛排撈提醒、高溫季節人員防暑、現場設施降溫遮陽提醒、冬季管道保溫，巡檢通道、除雪車輛防滑提醒、安全月學習提醒、重點工作內容提醒、等友好一系列提醒，給日常生產運營保駕護航。
(5)設置人機交互體驗：相對于傳統文本和語音交互技術，數字人最重要的價值是在智能迎賓、來訪講解的場景中，給用戶提供更真實自然的交互方式，體驗更加人性化，服務更加標準化。
03 污水處理廠智慧化建設目前存在的困難
⑴受經濟影響：自從去年疫情解除以來全球整體經濟發展放緩，環保行業也受到較大影響，造成企業回款難，發展難，縮減各項開支，也成為企業不得不的選擇，考慮到當下形勢嚴峻，不少污水處理廠的回款無法保障基礎的經營活動，無力支付藥劑、設備、檢測等一系列費用，也造成了下游供貨商、生產商現金流周轉不濟，而投資智慧水務建設和運維過程都需要一定資金作為支撐，這就導致了承運污水處理廠的小微企業有心無力，中型企業只能選擇量力而行承建一兩個試點項目，而智慧水務建設的受眾群體只能是具備一定實力的大型企業。
⑵受行業發展影響：智慧化水務建設屬于本行業一種先驅性理念和實踐相結合而打造的項目，整體進程目前還處于一個邊研討邊實踐的階段，目前我國大多數傳統污水處理廠還依賴于傳統運作，甚至不少設計院、研究院在規劃階段在定性和設計選型方面仍執行十年前的標準和規范，基于當前國內不同區域的經濟形勢，不同水務公司的發展狀況，造成了目前行業的分化嚴重，大多數污水處理廠運營門檻較低，對于人員素質要求也專業技能配備同樣也是如此，一座污水處理廠的規范運營可以分為很多層級標準，水務是傳統公共事業服務行業，所以行業的不均衡發展造成了智慧水務建設只能是大多數污水處理廠只能遙望的天花板工程。
04 結語
污水處理廠的智慧水務建設給我們傳統的廠區運營管理來了創新的變革。通過實時監測、智能感應、預測預警等手段，極大程度解決運營過程中的人工運維無法實現的眾多難點和困惑，隨著技術的不斷發展，智慧水務會在污水處理領域發揮越來越重要的作用，為水行業可持續發展和安全運行提供有力支持和保障，但是此項工程需要長期持續投入資金、人力、物力來維護支撐平臺運行的設備及軟件系統的更新迭代，如何能做到更親民、更便捷、普惠化，是智慧水務建設演衍生成產品而被廣泛應用的一條重要路徑，那么到底智慧化水務能夠給企業帶來多大經濟效益和社會效益，仍需要持續觀察和考量。
本文作者：談泰康（中信環境技術-孝昌信環水務有限公司廠長）
原標題：【廠長說】污水廠智慧化建設必要性大嗎？這些難題不能回避
