【廠長說】污水廠智慧化建設必要性大嗎？這些難題不能回避
時間：2023-11-17 作者：admin
隨著人類科技的發(fā)展與進步，近年來，智慧水務、數(shù)字水務成為水務行業(yè)的熱點領域，對于污水處理領域，如何貫徹落實雙碳戰(zhàn)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(fā)現(xiàn)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(fā)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(nèi)不同區(qū)域的經(jīng)濟形勢，不同水務公司的發(fā)展狀況，都直接決定了傳統(tǒng)污水處理廠從自動化到信息化，再到數(shù)字化轉型，最后形成智能化這個過程的周期長短，現(xiàn)就當前國內(nèi)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(fā)展應用的好處
目前普遍的智慧化水務主要是以傳統(tǒng)污水處理廠日常經(jīng)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(lián)網(wǎng)、云計算、監(jiān)控安防、工業(yè)自動化控制等一系列技術手段，建立起了一個動態(tài)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(tǒng)污水處理生產(chǎn)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(shù)據(jù)錄入可能出現(xiàn)的錯誤、通過設備表象無法測量的內(nèi)在參數(shù)可能引起的隱患、因點多面廣而無法實現(xiàn)人員全區(qū)域覆蓋，和出現(xiàn)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(tǒng)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(xiàn)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(yōu)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(shù)為主，所有儀表參數(shù)穩(wěn)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(shù)據(jù)，自動形成統(tǒng)計，生成報表。
?、撇僮鳎涸谥悄馨葱杵貧?、按需加藥、配比加藥、排泥、除砂等各個生產(chǎn)現(xiàn)場操作環(huán)節(jié)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(chǎn)運營的自動、精準控制。
?、侵悄芊治觯和ㄟ^視頻感應和儀表智能分析，比人眼更及時、更準確的發(fā)現(xiàn)問題，對于現(xiàn)場管網(wǎng)企業(yè)偷排、進水異常、微生物數(shù)據(jù)、和出水數(shù)據(jù)等重點工段進行分析和監(jiān)控，比如對來水顏色、數(shù)據(jù)、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(tǒng)和視頻分析，完全代替人工來實現(xiàn)高智能，高效率和及時性的管控；對企業(yè)偷排方面進行智能檢測、監(jiān)控，和分析，保留數(shù)據(jù)和影像資料，這樣能規(guī)避我方責任和抓實企業(yè)偷排的證據(jù)。
?、燃泄芸仄脚_：建立廠區(qū)一體化運營管理體系，整合水廠、泵站、管網(wǎng)業(yè)務數(shù)據(jù)，比如在系統(tǒng)內(nèi)設置好廠內(nèi)外各工段所有建設信息和歷史信息，以及需要控制的參數(shù)區(qū)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(jiān)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(tài)推薦最佳解決策略，同時系統(tǒng)主動告警-下發(fā)工單，現(xiàn)場核查-處置記錄，業(yè)務閉環(huán)-臺賬記錄，數(shù)據(jù)共享等一系列智能化且經(jīng)驗可沉淀的業(yè)務流程，并且能在中控PC端、管理人員的移動終端同步監(jiān)控，實現(xiàn)精準高效的智慧平臺管理。
2、設備管理領域
?、旁O備監(jiān)控：全廠所有設備均設置自動感應和數(shù)據(jù)上傳，對開關、故障、頻率、開度、電流、流量、壓力等狀態(tài)和參數(shù)進行全面監(jiān)控和分析，能夠通過曲線查到該設備所有的運行參數(shù)， 通過溫度、電流、流量、振動、溫度、加速度等數(shù)據(jù)進行設備預防性維護，對設備進行按需保養(yǎng)，增加設備使用壽命，在此基礎上對設備突發(fā)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(fā)工單處理，并在周期內(nèi)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(fā)生。
?、圃O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(chǎn)日期和廠家、采購安裝驗收日期與合同、設備狀態(tài)各項參數(shù)、維修保養(yǎng)記錄和全流程參與人員等一系列信息，并生成數(shù)字化臺賬，實時調(diào)度查閱，同時具備設備報修、冷備庫存統(tǒng)計、保養(yǎng)提醒等功能，通過以上資產(chǎn)數(shù)據(jù)、變動數(shù)據(jù)、運行數(shù)據(jù)、維保數(shù)據(jù)、設備健康度評估等，建立圍繞設備全生命周期的現(xiàn)代化管理體系。
?、窃O備操作：在中控端對設備進行開、停的基礎上，設備可以根據(jù)設定好的時間、液位、壓力、 流量等控制參數(shù)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(tǒng)，根據(jù)季節(jié)變化和需求溫度自動控制空調(diào)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(chǎn)運營的自動、精準控制。
⑷設備檢修：根據(jù)設備管理系統(tǒng)智能識別和人為掃碼報修，對于設備檢修和保養(yǎng)維護工作采取工單派發(fā)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(guī)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
?、?智能感知系統(tǒng)對安全管理的輔助：
?、偃说牟话踩袨椋和ㄟ^監(jiān)控智能感知系統(tǒng)來替代人工來發(fā)現(xiàn)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(xiàn)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(wǎng)的泵站普遍為無人值守狀態(tài)，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(huán)的佩戴，實現(xiàn)對現(xiàn)場操作、維修人員位置、身體狀態(tài)，如血壓、心率、疲勞度等生命體征進行全面掌握，能實現(xiàn)比人眼更及時、更準確、高效率的發(fā)現(xiàn)安全問題，降低人員事故風險。
?、谖锏牟话踩珷顟B(tài)：在危險化學品庫房、污泥池，進水泵房等區(qū)域設置有毒有害氣體和化學品揮發(fā)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(fā)生，在污水管網(wǎng)里面設置壓力傳感和監(jiān)控智能感應等技術手段，對于管網(wǎng)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(tǒng)，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(tài)排水資產(chǎn)的監(jiān)管還可以通過巡檢車的方式進行動態(tài)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(tài)，提高人員巡檢效率。
?、郗h(huán)境的不安全因素：在廠區(qū)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(fā)展成生產(chǎn)安全事故發(fā)生的概率。工作場所的溫度、濕度、通風、換氣、照明等環(huán)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(huán)境條件可能會影響員工的身體健康和生產(chǎn)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(chǎn)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(tài)，例如設備故障、物料泄漏等，這些不安全狀態(tài)可能會對員工的生命安全和生產(chǎn)安全產(chǎn)生威脅。
?、凭W(wǎng)絡信息安全平臺的建立：將水廠區(qū)域網(wǎng)絡系統(tǒng)分為辦公網(wǎng)、工控網(wǎng)、外管網(wǎng)泵站無線專網(wǎng)、建立網(wǎng)絡安全管理中心，設置安全通信網(wǎng)絡，安全區(qū)域邊界，安全計算環(huán)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(jù)污水處理廠已建設完成的智慧化數(shù)字管理平臺，在應用層級進行有效拓展：
?、?設置企業(yè)信息專欄：對本企業(yè)文化、企業(yè)新聞、榮譽、技術核心、通告信息、企業(yè)活動等內(nèi)容一一展示，使自身企業(yè)文化和動態(tài)能直接貫徹到一線員工，使之對自身企業(yè)有更清晰的了解。
?、?設置行業(yè)專欄：對環(huán)保行業(yè)信息、國家政策、發(fā)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(huán)保行業(yè)狀態(tài)和局勢。
?、窃O置技術培訓專欄：結合現(xiàn)場實際工況和行業(yè)基礎規(guī)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(xiàn)場實操+理論培訓，培訓后考試資料全部上傳存檔，加強廠區(qū)員工技能培養(yǎng)和人員梯隊建設。
⑷設置智慧友好提醒：針對不同季節(jié)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(jié)人員防暑、現(xiàn)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(nèi)容提醒、等友好一系列提醒，給日常生產(chǎn)運營保駕護航。
(5)設置人機交互體驗：相對于傳統(tǒng)文本和語音交互技術，數(shù)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(jīng)濟影響：自從去年疫情解除以來全球整體經(jīng)濟發(fā)展放緩，環(huán)保行業(yè)也受到較大影響，造成企業(yè)回款難，發(fā)展難，縮減各項開支，也成為企業(yè)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(jīng)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(chǎn)商現(xiàn)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(yè)有心無力，中型企業(yè)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(yè)。
⑵受行業(yè)發(fā)展影響：智慧化水務建設屬于本行業(yè)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(shù)傳統(tǒng)污水處理廠還依賴于傳統(tǒng)運作，甚至不少設計院、研究院在規(guī)劃階段在定性和設計選型方面仍執(zhí)行十年前的標準和規(guī)范，基于當前國內(nèi)不同區(qū)域的經(jīng)濟形勢，不同水務公司的發(fā)展狀況，造成了目前行業(yè)的分化嚴重，大多數(shù)污水處理廠運營門檻較低，對于人員素質要求也專業(yè)技能配備同樣也是如此，一座污水處理廠的規(guī)范運營可以分為很多層級標準，水務是傳統(tǒng)公共事業(yè)服務行業(yè)，所以行業(yè)的不均衡發(fā)展造成了智慧水務建設只能是大多數(shù)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(tǒng)的廠區(qū)運營管理來了創(chuàng)新的變革。通過實時監(jiān)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(xiàn)的眾多難點和困惑，隨著技術的不斷發(fā)展，智慧水務會在污水處理領域發(fā)揮越來越重要的作用，為水行業(yè)可持續(xù)發(fā)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(xù)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(tǒng)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(chǎn)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(yè)帶來多大經(jīng)濟效益和社會效益，仍需要持續(xù)觀察和考量。
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