污水厂智能水务管理系统建设方案

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污水厂智能水务管理系统建设方案

本文以某城市污水处理厂为例，介绍了智能水务管理系统建设的目标、工作范

围及内容、智能优化方法及手段、系统架构及功能等。智能水务管理系统可以

分为基础数据库、智能操作运行系统、专家诊断系统、智能仿真培训系统、公

共管理系统等几个部分。建设智能水务，将极大提高水厂的运营管理水平，经

济、高效地发挥好污水厂环境治理主力军的作用。

关键词：污水厂、智能水务、管理系统

随着国家《水污染防治行动计划》的实施，河、湖等水环境治理与保护越来越

受到人们的重视。

我国污水处理厂日益增多，且分布广，传统的监管方式已无法满足现在的发展，

效益提高的同时运营成本也节节攀升。

如何高效地监管好各厂站，这就给水务集团管理水平提出了更高的要求。

借鉴“智慧地球”的理念，在“智慧城市”的引领下，国内外相继开展了“智慧水务”

的建设实践。通过传感器技术、网络和移动系统与水务信息系统的结合，构建

成全方位的智能水务管理系统。

这将极大地提高污水处理厂的运营管理水平，经济、高效地发挥好污水厂在水

环境治理中的主力军作用。下面以某水务集团的一个城市污水处理厂为例，介

绍智能水务管理系统建设方案。

污水处理厂概况

华北地区某城市污水处理厂，当前处理规模约为 5万吨/天，分两个序列并联运

行，远期规划处理能力为 7万吨/天，增加一个序列。

采用“多点进水、多点回流 A2/O 底曝氧化沟+三级处理+辅助化学除磷”工艺，执

行国家一级 A排放标准，出水指标良好。

污水厂主要的处理及辅助单元包括：粗格栅、进水泵房、细格栅、旋流沉砂池、

氧化沟生化反应池、二沉池、调节池及中水提升泵、高效澄清池、变孔隙滤池、

以及鼓风机房、污泥泵房、污泥脱水机房、加药间等。

智能水务建设目标

进行智能水务建设，首先要保证运行安全、出水水质达标，这是建设智能水厂

的前提。在此基础上，对污水处理系统进行全面检视、改进、优化，提高污水

厂运行的自动化、信息化、智能化水平，减少污水厂的能耗、药耗，降低运维

人工成本，提升污水厂的经济、环境、社会效益，这是智能水务建设的目标。

提高污水厂运行的自动化水平，可以减少人工操作，既降低了工人的劳动强度，

又减少了误操作，同时，提高了工作效率、降低了人工成本。

实现管理的信息化，进行设备、系统的远端监视、操作，污水厂与集团总部之

间通过互联网进行连接，各类数据、报表、管理信息等远程互传，极大提高了

管理效率。

污水厂运行智能化，就是要尽可能减少人对污水处理系统运行的干预，根据进

水水量、进水水质等信息，智能水务管理系统制定出最优的运行策略、控制方

式等，指导甚至自动控制污水处理工艺的运行，使出水水质达标、运维成本最

低。

工作范围及内容

对污水处理厂进行智能优化，可以从设备、处理单元、全厂系统三个层面开展

工作。

设备层

全面清点污水厂各类设备，包括风机、水泵、阀门等，编制设备清册。

对设备情况进行排查，一是看设备操作模式，是自动操作还是手动操作，是频

繁操作、偶尔操作，还是整定后基本不需变动；二是看设备运行情况，与原设

计性能是否相符，是否有优化空间；三是看设备在污水处理系统运行中发挥的

作用，是主工艺关键设备，还是辅助设备、对全厂能耗及药耗影响如何、对智

能管理系统建设有哪些影响，等等。

据此，可以将设备分成两类，一类是主工艺关键设备、操作较频繁、对污水厂

能源及药耗影响较大、关系到污水厂智能化运行的，另一类是对智能水务管理

系统建设影响较小的设备。

前一类设备列入智能水务建设清单，首先要实现设备运行的自动化，状态参数

自动采集、传输，设备远端自动控制。然后看设备性能是否能进一步提升，在

计算机内建立设备性能曲线。

后一类设备，可以综合考虑投入产出效益等多方面因素，决定是否进行自动化、

智能化改造。

例如该城市污水处理厂，当前采用 3台多级离心变频调速鼓风机，2用1备。3

台风机各项参数完全一致，能够同时并联运行或各自独立运行，可以自动切换。

通过母管向两个并联处理序列供气。

两个生化池供气干管上分别设置气动蝶阀，进行气量调节。鼓风机是主工艺上

的关键设备，耗能在整个污水厂的占比非常大，直接影响智能水务建设，所以

列入清单。

该鼓风机已经能够自动运行，主要看其当前性能是否与出厂设计一致。另外，

实际运行操作中变频调节范围很小，在水量较低时往往造成了过度曝气，能源

浪费。因此，对鼓风机进行性能试验，确定其性能曲线及变频调节范围等，建

模输入计算机。

单元层

逐一检视各处理单元，一是看其运行工况能否通过远程自动控制进行调整；二

是看确定其运行工况的外部输入条件参数、描述其运行状态的内部参数等是否

能够自动采集、传输；三是寻找该单元在不同外部输入条件下，达到一定处理

要求的最优运行工况。

建立单元数学模型、控制逻辑等；根据外部输入条件参数等，确定处理单元最

优运行工况，通过远程控制调整单元的实时运行工况；收集描述单元运行状态

的内部参数，分析其实际运行状态。

根据外部参数、内部参数及其变化情况，不断调整单元运行工况至最优；使处

理单元能够根据外部条件尽可能实现自动运行，处理效果达标，并且能耗、药

耗最低。

例如，该城市污水处理厂的氧化沟生化反应池，为多点进水、多点活性污泥回

流、底曝式、A2/O 工艺，各点进水量、各点活性污泥回流量可以单独自动调节，

但曝气量只能通过干管上设置的气动蝶阀进行总量调节，无法进行分区段调节。

为了提高曝气的可调性、精确性、智能性，在供气支管上增设自动调节阀门，

单独控制各段曝气量的大小。

此外，在生化池的不同区段增设在线溶解氧测定仪，及时采集缺氧、厌氧、好

氧各区及关键位置更小分段内溶解氧浓度数据，以更好地了解生化池的运行状

态。

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摘要：

污水厂智能水务管理系统建设方案本文以某城市污水处理厂为例，介绍了智能水务管理系统建设的目标、工作范围及内容、智能优化方法及手段、系统架构及功能等。智能水务管理系统可以分为基础数据库、智能操作运行系统、专家诊断系统、智能仿真培训系统、公共管理系统等几个部分。建设智能水务，将极大提高水厂的运营管理水平，经济、高效地发挥好污水厂环境治理主力军的作用。关键词：污水厂、智能水务、管理系统随着国家《水污染防治行动计划》的实施，河、湖等水环境治理与保护越来越受到人们的重视。我国污水处理厂日益增多，且分布广，传统的监管方式已无法满足现在的发展，效益提高的同时运营成本也节节攀升。如何高效地监管好各厂站，这就给...

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