【廠長說】污水廠智慧化建設(shè)必要性大嗎？這些難題不能回避
時(shí)間：2023-11-17 作者：admin
隨著人類科技的發(fā)展與進(jìn)步，近年來，智慧水務(wù)、數(shù)字水務(wù)成為水務(wù)行業(yè)的熱點(diǎn)領(lǐng)域，對于污水處理領(lǐng)域，如何貫徹落實(shí)雙碳戰(zhàn)略，積極推進(jìn)智慧污水廠建設(shè)，顯得尤為關(guān)鍵。通過近幾天的查閱和學(xué)習(xí)，發(fā)現(xiàn)我國已有部分智慧水務(wù)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(jìn)程目前還處于一個(gè)邊研討邊實(shí)踐的階段，尤其是基于當(dāng)前國內(nèi)不同區(qū)域的經(jīng)濟(jì)形勢，不同水務(wù)公司的發(fā)展?fàn)顩r，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(zhuǎn)型，最后形成智能化這個(gè)過程的周期長短，現(xiàn)就當(dāng)前國內(nèi)污水處理廠的智慧化建設(shè)的幾點(diǎn)思考如下：
01 污水處理廠智慧化建設(shè)發(fā)展應(yīng)用的好處
目前普遍的智慧化水務(wù)主要是以傳統(tǒng)污水處理廠日常經(jīng)營過程中在工藝、設(shè)備、安全、辦公等方面存在的問題為導(dǎo)向，通過物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、監(jiān)控安防、工業(yè)自動化控制等一系列技術(shù)手段，建立起了一個(gè)動態(tài)管理的智能平臺，提高污水廠運(yùn)行的自動信息化水平，以智能技術(shù)取代人工，打造更精準(zhǔn)、更細(xì)致、更高效、更便捷的運(yùn)營管理體系，降低傳統(tǒng)污水處理生產(chǎn)運(yùn)營中的一些基礎(chǔ)難點(diǎn)：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(cuò)誤、通過設(shè)備表象無法測量的內(nèi)在參數(shù)可能引起的隱患、因點(diǎn)多面廣而無法實(shí)現(xiàn)人員全區(qū)域覆蓋，和出現(xiàn)異常而后知后覺的時(shí)效性等一系列問題。因此，在智能技術(shù)推行的年代，傳統(tǒng)污水處理廠智慧化水務(wù)的推進(jìn)和建設(shè)是很有必要的。
02 污水處理廠智慧化建設(shè)的實(shí)際應(yīng)用
污水處理運(yùn)營管理主要體現(xiàn)在工藝，設(shè)備，安全三個(gè)方面，尤其是目前污水處理領(lǐng)域在以工藝為主的基礎(chǔ)之下，設(shè)備和安全管理就變成了輔助項(xiàng)，因此，智慧化建設(shè)應(yīng)當(dāng)從更進(jìn)一步優(yōu)化工藝的錦上添花，和設(shè)備、安全板塊彌補(bǔ)不足的雪中送炭這兩個(gè)層面入手考慮，另外還能畫龍點(diǎn)睛的增設(shè)一些輔助功能，使之更加全面化。
1.工藝運(yùn)行領(lǐng)域
⑴儀表：以全廠工藝運(yùn)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(jì)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(jì)，生成報(bào)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(gè)生產(chǎn)現(xiàn)場操作環(huán)節(jié)采用自動(遠(yuǎn)程)控制技術(shù)，比如：氨氮和DO儀表設(shè)置與風(fēng)機(jī)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(yùn)營的自動、精準(zhǔn)控制。
⑶智能分析：通過視頻感應(yīng)和儀表智能分析，比人眼更及時(shí)、更準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)問題，對于現(xiàn)場管網(wǎng)企業(yè)偷排、進(jìn)水異常、微生物數(shù)據(jù)、和出水?dāng)?shù)據(jù)等重點(diǎn)工段進(jìn)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(jìn)行感應(yīng)系統(tǒng)和視頻分析，完全代替人工來實(shí)現(xiàn)高智能，高效率和及時(shí)性的管控；對企業(yè)偷排方面進(jìn)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(zé)任和抓實(shí)企業(yè)偷排的證據(jù)。
⑷集中管控平臺：建立廠區(qū)一體化運(yùn)營管理體系，整合水廠、泵站、管網(wǎng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，比如在系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置好廠內(nèi)外各工段所有建設(shè)信息和歷史信息，以及需要控制的參數(shù)區(qū)間、報(bào)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(fēng)險(xiǎn)隱患后，通過智能知識庫，基于當(dāng)前隱患/問題動態(tài)推薦最佳解決策略，同時(shí)系統(tǒng)主動告警-下發(fā)工單，現(xiàn)場核查-處置記錄，業(yè)務(wù)閉環(huán)-臺賬記錄，數(shù)據(jù)共享等一系列智能化且經(jīng)驗(yàn)可沉淀的業(yè)務(wù)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(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)高效的智慧平臺管理。
2、設(shè)備管理領(lǐng)域
⑴設(shè)備監(jiān)控：全廠所有設(shè)備均設(shè)置自動感應(yīng)和數(shù)據(jù)上傳，對開關(guān)、故障、頻率、開度、電流、流量、壓力等狀態(tài)和參數(shù)進(jìn)行全面監(jiān)控和分析，能夠通過曲線查到該設(shè)備所有的運(yùn)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(jìn)行設(shè)備預(yù)防性維護(hù)，對設(shè)備進(jìn)行按需保養(yǎng)，增加設(shè)備使用壽命，在此基礎(chǔ)上對設(shè)備突發(fā)的異常做到及時(shí)自動停機(jī)，自動切換備用設(shè)備，并自動報(bào)警報(bào)修后派發(fā)工單處理，并在周期內(nèi)對設(shè)備腐蝕、沉降等信息進(jìn)行感知更新，降低設(shè)備隱患和事故的發(fā)生。
⑵設(shè)備臺賬信息管理：對全廠所有設(shè)備均按照動、靜、電、儀設(shè)備分類并設(shè)置設(shè)備位號，每臺設(shè)備安裝對應(yīng)的二維碼，通過掃碼可以查閱到設(shè)備生產(chǎn)日期和廠家、采購安裝驗(yàn)收日期與合同、設(shè)備狀態(tài)各項(xiàng)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(shí)時(shí)調(diào)度查閱，同時(shí)具備設(shè)備報(bào)修、冷備庫存統(tǒng)計(jì)、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(yùn)行數(shù)據(jù)、維保數(shù)據(jù)、設(shè)備健康度評估等，建立圍繞設(shè)備全生命周期的現(xiàn)代化管理體系。
⑶設(shè)備操作：在中控端對設(shè)備進(jìn)行開、停的基礎(chǔ)上，設(shè)備可以根據(jù)設(shè)定好的時(shí)間、液位、壓力、 流量等控制參數(shù)無需人工干預(yù)自動進(jìn)行開、停。 比如配電房、儀表間、水質(zhì)檢測間的重點(diǎn)點(diǎn)位設(shè)置溫度感應(yīng)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(shè)置，主要是通過設(shè)備自控減少人工操作，提升生產(chǎn)運(yùn)營的自動、精準(zhǔn)控制。
⑷設(shè)備檢修：根據(jù)設(shè)備管理系統(tǒng)智能識別和人為掃碼報(bào)修，對于設(shè)備檢修和保養(yǎng)維護(hù)工作采取工單派發(fā)制，從報(bào)修-派單-維修-驗(yàn)收，一整條設(shè)備檢修任務(wù)到人的管理流程，能有效識別出設(shè)備維修人員責(zé)任心、維修技能、每日工作量和工作效率的同時(shí)，自動形成設(shè)備維修臺賬，對維修頻次高和效能低的設(shè)備能及時(shí)辨別，提醒設(shè)備管理人員及時(shí)采取相應(yīng)措施，規(guī)避了人工檢修導(dǎo)致的選擇性失明，提升設(shè)備管理效率。同時(shí)對于關(guān)鍵的大型動設(shè)備，構(gòu)建故障維修設(shè)備圖譜，可依托AR技術(shù)進(jìn)行設(shè)備維修指導(dǎo)和培訓(xùn)演示，設(shè)備關(guān)鍵部件的故障及維修方式可以進(jìn)行可視化展示和查詢。
3、安全管理領(lǐng)域
⑴ 智能感知系統(tǒng)對安全管理的輔助：
①人的不安全行為：通過監(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(yīng)對于人員禁止進(jìn)入的點(diǎn)位，和操作人員勞保著裝的穿戴來代替安全員進(jìn)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(bào)警；外管網(wǎng)的泵站普遍為無人值守狀態(tài)，設(shè)置該功能可以識別有人偷電和牲畜進(jìn)入等問題，降低安全隱患；還能通過智能手環(huán)的佩戴，實(shí)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(jìn)行全面掌握，能實(shí)現(xiàn)比人眼更及時(shí)、更準(zhǔn)確、高效率的發(fā)現(xiàn)安全問題，降低人員事故風(fēng)險(xiǎn)。
②物的不安全狀態(tài)：在危險(xiǎn)化學(xué)品庫房、污泥池，進(jìn)水泵房等區(qū)域設(shè)置有毒有害氣體和化學(xué)品揮發(fā)成份的相關(guān)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(bào)警，減少安全事故的發(fā)生，在污水管網(wǎng)里面設(shè)置壓力傳感和監(jiān)控智能感應(yīng)等技術(shù)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(shí)對污水井蓋可以設(shè)置gps/北斗追蹤系統(tǒng)，能及時(shí)進(jìn)行定位追蹤，避免井蓋被盜和缺失造成的安全事故。同時(shí)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(jìn)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。
③環(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(shí)的視覺識別，擴(kuò)大人工干預(yù)危險(xiǎn)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(fēng)、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(fēng)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(zhì)，這些物質(zhì)可能會對員工的身體健康產(chǎn)生負(fù)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(shè)備、物料等的不安全狀態(tài)，例如設(shè)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。
⑵網(wǎng)絡(luò)信息安全平臺的建立：將水廠區(qū)域網(wǎng)絡(luò)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(luò)安全管理中心，設(shè)置安全通信網(wǎng)絡(luò)，安全區(qū)域邊界，安全計(jì)算環(huán)境等，打造可防御、可檢測、可響應(yīng)、可預(yù)測的安全管理體系。
4、智慧水務(wù)的多元化建設(shè)
根據(jù)污水處理廠已建設(shè)完成的智慧化數(shù)字管理平臺，在應(yīng)用層級進(jìn)行有效拓展：
⑴ 設(shè)置企業(yè)信息專欄：對本企業(yè)文化、企業(yè)新聞、榮譽(yù)、技術(shù)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。
⑵ 設(shè)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(shù)應(yīng)用等方面進(jìn)行有效學(xué)習(xí)和注解，讓員工更加了解當(dāng)下的環(huán)保行業(yè)狀態(tài)和局勢。
⑶設(shè)置技術(shù)培訓(xùn)專欄：結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際工況和行業(yè)基礎(chǔ)規(guī)范制定批量培訓(xùn)資料供員工學(xué)習(xí)，針對員工入場教育和工藝、設(shè)備、安全一系列技能掌握的培訓(xùn)，提高崗位任職技能，重點(diǎn)落實(shí)培訓(xùn):現(xiàn)場實(shí)操+理論培訓(xùn)，培訓(xùn)后考試資料全部上傳存檔，加強(qiáng)廠區(qū)員工技能培養(yǎng)和人員梯隊(duì)建設(shè)。
⑷設(shè)置智慧友好提醒：針對不同季節(jié)和天氣預(yù)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(shè)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(xué)習(xí)提醒、重點(diǎn)工作內(nèi)容提醒、等友好一系列提醒，給日常生產(chǎn)運(yùn)營保駕護(hù)航。
(5)設(shè)置人機(jī)交互體驗(yàn)：相對于傳統(tǒng)文本和語音交互技術(shù)，數(shù)字人最重要的價(jià)值是在智能迎賓、來訪講解的場景中，給用戶提供更真實(shí)自然的交互方式，體驗(yàn)更加人性化，服務(wù)更加標(biāo)準(zhǔn)化。
03 污水處理廠智慧化建設(shè)目前存在的困難
⑴受經(jīng)濟(jì)影響：自從去年疫情解除以來全球整體經(jīng)濟(jì)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(xiàng)開支，也成為企業(yè)不得不的選擇，考慮到當(dāng)下形勢嚴(yán)峻，不少污水處理廠的回款無法保障基礎(chǔ)的經(jīng)營活動，無力支付藥劑、設(shè)備、檢測等一系列費(fèi)用，也造成了下游供貨商、生產(chǎn)商現(xiàn)金流周轉(zhuǎn)不濟(jì)，而投資智慧水務(wù)建設(shè)和運(yùn)維過程都需要一定資金作為支撐，這就導(dǎo)致了承運(yùn)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(gè)試點(diǎn)項(xiàng)目，而智慧水務(wù)建設(shè)的受眾群體只能是具備一定實(shí)力的大型企業(yè)。
⑵受行業(yè)發(fā)展影響：智慧化水務(wù)建設(shè)屬于本行業(yè)一種先驅(qū)性理念和實(shí)踐相結(jié)合而打造的項(xiàng)目，整體進(jìn)程目前還處于一個(gè)邊研討邊實(shí)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(yùn)作，甚至不少設(shè)計(jì)院、研究院在規(guī)劃階段在定性和設(shè)計(jì)選型方面仍執(zhí)行十年前的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，基于當(dāng)前國內(nèi)不同區(qū)域的經(jīng)濟(jì)形勢，不同水務(wù)公司的發(fā)展?fàn)顩r，造成了目前行業(yè)的分化嚴(yán)重，大多數(shù)污水處理廠運(yùn)營門檻較低，對于人員素質(zhì)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(yùn)營可以分為很多層級標(biāo)準(zhǔn)，水務(wù)是傳統(tǒng)公共事業(yè)服務(wù)行業(yè)，所以行業(yè)的不均衡發(fā)展造成了智慧水務(wù)建設(shè)只能是大多數(shù)污水處理廠只能遙望的天花板工程。
04 結(jié)語
污水處理廠的智慧水務(wù)建設(shè)給我們傳統(tǒng)的廠區(qū)運(yùn)營管理來了創(chuàng)新的變革。通過實(shí)時(shí)監(jiān)測、智能感應(yīng)、預(yù)測預(yù)警等手段，極大程度解決運(yùn)營過程中的人工運(yùn)維無法實(shí)現(xiàn)的眾多難點(diǎn)和困惑，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，智慧水務(wù)會在污水處理領(lǐng)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(yùn)行提供有力支持和保障，但是此項(xiàng)工程需要長期持續(xù)投入資金、人力、物力來維護(hù)支撐平臺運(yùn)行的設(shè)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(wù)建設(shè)演衍生成產(chǎn)品而被廣泛應(yīng)用的一條重要路徑，那么到底智慧化水務(wù)能夠給企業(yè)帶來多大經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，仍需要持續(xù)觀察和考量。
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