近年來，水資源污染問題的日益凸顯，對人們正常的生產(chǎn)和生活用水產(chǎn)生嚴(yán)重影響，甚至?xí)θ藗兘】禈?gòu)成威脅，因此，城市居民應(yīng)對提高水資源的利用率和水資源的再生利用的問題重點關(guān)注，作為環(huán)保行業(yè)重要支柱的污水、廢水處理行業(yè)在我國蓬勃發(fā)展，污水處理廠建設(shè)、運營、管理等方面技術(shù)得到大改進。其中，自動化控制系統(tǒng)作為運營管理的重要組成部分也越來越得到重視。伴隨著行業(yè)監(jiān)管的加強、人工成本的大幅度上升和企業(yè)自身盈利的需要，污水處理自動化、信息化及智能化技術(shù)的發(fā)展空間被打開。污水處理自動化技術(shù)主要通過先進的處理設(shè)備和自動化系統(tǒng)對污水進行處理，從而實現(xiàn)凈化水質(zhì)的目的。當(dāng)前，越來越多的城市開展了智慧城市的建設(shè)。智慧水務(wù)作為其中重要的組成部分，正日益引發(fā)關(guān)注。但到底該如何著手開展智慧水務(wù)建設(shè)？水務(wù)行業(yè)原有的各個環(huán)節(jié)應(yīng)如何變革創(chuàng)新，發(fā)揮自動化控制系統(tǒng)在智慧水務(wù)中的作用。這些關(guān)鍵性的執(zhí)行問題，我認(rèn)為，現(xiàn)階段關(guān)于智慧水務(wù)的探討不能僅停留于概念層面，而要結(jié)合智慧城市的宏觀目標(biāo)，真正從“大數(shù)據(jù)智慧”的目標(biāo)和內(nèi)涵出發(fā)，客觀務(wù)實地對污水處理自動化控制系統(tǒng)的智慧水務(wù)應(yīng)用進行研究分析。
“智慧水務(wù)”利用現(xiàn)代先進技術(shù)，大量收集、深入挖掘水務(wù)信息，建立大數(shù)據(jù)云，廣泛運用數(shù)據(jù)云，全面把握水務(wù)信息，提高水務(wù)管理的效率和質(zhì)量。主要工作對象是城市供水、用水、耗水、排水、污水收集處理、再生水綜合利用等。本文就是介紹智慧水務(wù)在污水處理的應(yīng)用。“智慧水務(wù)”建設(shè)階段主要處于“智慧城市”基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)向智能化建設(shè)過渡的階段，其主要特征體現(xiàn)在以下5個方面： （1）更全面的感知。通過信息收集的全面性、信息處理的快速性，可以全面地把握全局的水務(wù)信息狀況。
（2）更主動的服務(wù)。依靠先進的技術(shù)進行監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)問題，及時作出合理的方案，及時處理問題。
（3）更自動的控制?！爸腔鬯畡?wù)”控制沿用“工業(yè)4.0”的由集中式控制向分散式增強型控制發(fā)展的模式，在集中控制的模式條件下，可以分為防洪工程控制體系、水源工程控制體系、城市供水工程控制體系、城市排水工程控制體系和生態(tài)河湖工程控制體系，實現(xiàn)管理的自動化。
（4）更科學(xué)的決策?；跀?shù)據(jù)云，依靠智能仿真、智能診斷、智能預(yù)報、智能調(diào)度、智能控制和智能服務(wù)于一體，對水務(wù)做出科學(xué)的決策。
（5）更及時的應(yīng)對。對突發(fā)的事件，基于智能化的監(jiān)測、科學(xué)合理的決策，處理工作更加及時、可行。
3、污水處理自動化系統(tǒng)的現(xiàn)狀和處理措施
近年應(yīng)用于污水廠的自動控制系統(tǒng),已廣泛采用集散式監(jiān)控系統(tǒng),應(yīng)用了自動化程度較高的檢側(cè)儀表,各種新工藝、新設(shè)備也大量出現(xiàn)并得到應(yīng)用,并且取得了良好的效果。但污水處理廠自動化控制系統(tǒng)還應(yīng)該在以下方面更好地為水廠運營管理提供服務(wù)。（1）污水處理工藝發(fā)展很快,一些復(fù)雜高效工藝的出現(xiàn),要求自動化控制系統(tǒng)從經(jīng)驗式固定程序向智能化發(fā)展。特別是一些重要的工藝環(huán)節(jié)如絮凝加藥、泵站調(diào)度、二次生化等采用先進的檢測儀器和智能化的控制方式,不僅可以提高處理效果,而且可以獲得明顯的經(jīng)濟效益,對污水廠的經(jīng)濟運行意義重大。（2）污水處理自動控制系統(tǒng)中采用了一些先進的自動化數(shù)據(jù)采集設(shè)備、儀表傳感器、通訊總線技術(shù)，但自動化控制系統(tǒng)實施過程中往往注重控制功能和數(shù)據(jù)實時性的實施，對設(shè)備運行記錄、水質(zhì)參數(shù)、設(shè)備報警等信息只做到了簡單的存儲功能，缺乏對數(shù)據(jù)進行更深程度的統(tǒng)計分析。此類自動化控制系統(tǒng)應(yīng)用很難對污水處理工藝調(diào)整及優(yōu)化、節(jié)約能源等方面提供輔助決策幫助。（3）利用污水處理廠自動化控制系統(tǒng)采集到的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。對污水處理廠的進、產(chǎn)、排三個主要環(huán)節(jié)進行監(jiān)控，將下屬提升泵站和污水處理廠的水量、水位、水質(zhì)、電耗、藥耗、設(shè)備狀態(tài)等信息實時傳送到遠(yuǎn)端云計算平臺，通過云計算平臺進行收集、整合、分析和處理，建立各個環(huán)節(jié)的相互規(guī)約模型，分析生產(chǎn)環(huán)節(jié)水、電、藥的消耗與處理水排水、生產(chǎn)、排放之間的隱含關(guān)系找出污水處理廠的優(yōu)化生產(chǎn)過程管理方案，實現(xiàn)對污水處理企業(yè)生產(chǎn)過程的實時控制與精細(xì)化管理，達到規(guī)范管理、節(jié)能降耗、減員增效的目的。（4）污水處理廠設(shè)備、儀器維修、維護無信息依據(jù)。污水處理自動控制系統(tǒng)中記錄了設(shè)備儀表的報警信息?？勺鳛樵O(shè)備需要緊急處理依據(jù)，對于設(shè)備的日常維護信息沒有記錄，例如：機械設(shè)備的機油更換、pH計、污泥濃度計、泥位計等儀器均有嚴(yán)格的使用維護要求,包括接觸探頭的定期清洗、標(biāo)定,設(shè)備損耗維修等等均無記錄。但自動化控制系統(tǒng)可以清晰準(zhǔn)確的記錄每臺機械設(shè)備的累積運行時間，這就需要自動化控制系統(tǒng)與設(shè)備管理系統(tǒng)共享信息，使每個設(shè)備的累積運行時間服務(wù)于設(shè)備的日常維修與維護，為設(shè)備資產(chǎn)管理系統(tǒng)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。（5）自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)該依據(jù)污水廠的規(guī)模、工藝復(fù)雜程度合理地選擇控制系統(tǒng)。使自控水平、設(shè)備水平與工藝水平相適應(yīng),控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)要力求簡明,避免復(fù)雜的控制模式造成系統(tǒng)可靠性下降的問題。針對污水處理工藝特點,研究優(yōu)化控制機理,開發(fā)與主導(dǎo)工藝相適應(yīng)的污水處理廠集散式自動化控制系統(tǒng)。4、智慧水務(wù)系統(tǒng)及實現(xiàn)內(nèi)容
4.1大數(shù)據(jù)全數(shù)字化
針對我國現(xiàn)有排水系統(tǒng)信息化發(fā)展不均衡、系統(tǒng)功能不完善，應(yīng)用系統(tǒng)缺少統(tǒng)籌規(guī)劃利用程度底、共享程度低等不足，大數(shù)據(jù)全數(shù)字化自控系統(tǒng)已經(jīng)不僅僅限于自動化，重要的還在于基于污水處理廠運營管理體制的信息化與智能化技術(shù)應(yīng)用。大數(shù)據(jù)應(yīng)用實踐創(chuàng)新主要體現(xiàn)在工業(yè)自動化設(shè)備的大數(shù)據(jù)收集，監(jiān)控操作以及大數(shù)據(jù)管理運行維護的趨勢分析。主要分三個方面：
4.1.1數(shù)據(jù)收集
將單一水廠或數(shù)個水廠自動化系統(tǒng)中的儀表讀數(shù)與運行數(shù)據(jù)（包含水量、水位、水質(zhì)、電耗、藥耗、設(shè)備狀態(tài)與環(huán)境條件等信息）做遠(yuǎn)程傳輸監(jiān)控，減少人工收集可能的失誤，提高資訊準(zhǔn)確性。
4.1.2監(jiān)控操作
由中控室與外部連接對運行設(shè)備進行操控；運用監(jiān)控錄像或報警判斷所需操作模式；利用云計算平臺搭配移動式設(shè)備，實現(xiàn)現(xiàn)場報警，人機合一的現(xiàn)場加遠(yuǎn)端的監(jiān)控模式。
4.1.3數(shù)據(jù)分析
設(shè)定運行數(shù)據(jù)的歷史數(shù)據(jù)趨勢，以圖形界面提高直觀比較；水質(zhì)數(shù)據(jù)與運行模式和原廢水變化的交叉分析；報警處理的過程追蹤與統(tǒng)計分析未來故障前兆之預(yù)警。
4.2云平臺化常態(tài)管理
大數(shù)據(jù)的應(yīng)用需求將以服務(wù)方式通過平臺的管理得到滿足。利用云計算的彈性資源等特性，污水處理廠可以通過多層次信息化平臺將設(shè)備維護、企業(yè)資產(chǎn)管理、財務(wù)ERP、OA平臺、監(jiān)控平臺、GIS、采購、知識庫等不同模塊訊息平臺有機銜接到一個完整的污水管控云平臺，實現(xiàn)實時線上和線下O2O的工作流程對接，明確職責(zé)分配與考核標(biāo)準(zhǔn)，提高整體效率。利用云計算平臺，把所有污水管理的共性功能和服務(wù)聚集成平臺，利用平臺便利性提升資訊處理效率，從被動維護轉(zhuǎn)換成主動性維護，提升設(shè)備和污水運行設(shè)備的可靠性。
4.3經(jīng)營模式創(chuàng)新
形成“水物聯(lián)網(wǎng)”，從人人互聯(lián)、物物互聯(lián)、產(chǎn)品與服務(wù)互聯(lián)，到公眾與政府互聯(lián)，通過風(fēng)險評估與客觀事實記錄輔佐決策，事先統(tǒng)一污水處理全產(chǎn)業(yè)鏈的風(fēng)險矩陣參數(shù)定義、評估方法以及結(jié)構(gòu)的對應(yīng)處理原則，轉(zhuǎn)變經(jīng)營模式，避免主觀、感觀式判斷，降低無效損耗、閑置設(shè)備維護成本，在有限資源基礎(chǔ)下發(fā)揮效益。5、智慧水務(wù)系統(tǒng)未來的發(fā)展方向和實施經(jīng)驗
5.1利用大數(shù)據(jù)技術(shù)開展污水處理自動化控制智慧水務(wù)建設(shè)
水務(wù)行業(yè)正面臨宏觀外部環(huán)境的挑戰(zhàn)。一是水資源稀缺和水污染日益嚴(yán)重，亟須借助科技手段應(yīng)對嚴(yán)重的危機；二是城市的污水處理正發(fā)展為“智慧化”的新范式，城市的“智慧”特征更突出：一方面，管理者通過運用各類新興技術(shù)手段來滿足城市內(nèi)污水處理需求；另一方面，城市內(nèi)不同業(yè)務(wù)部門之間乃至各城市之間需有效貫通，通過數(shù)據(jù)的智慧化分析、信息整合和數(shù)據(jù)挖掘，更好地實現(xiàn)污水處理自動化控制智慧水務(wù)的應(yīng)用。
5.2增強污水處理數(shù)據(jù)采集能力，奠定智慧水務(wù)的感知基礎(chǔ)
水行業(yè)信息密集。為有效地采集數(shù)據(jù)、豐富信息流，必須不斷地研發(fā)、改進技術(shù)以增強設(shè)備的采集能力，加大流量、水質(zhì)、水壓等方面各類新型傳感設(shè)備的應(yīng)用部署和普及。
5.3通過數(shù)據(jù)資產(chǎn)的有效積累和處理應(yīng)用，實現(xiàn)智慧水務(wù)
如何應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)開展污水處理智慧水務(wù)建設(shè)？我們可以借鑒其他污水處理廠開展智慧大數(shù)據(jù)建設(shè)的一些經(jīng)驗。
5.4數(shù)據(jù)智慧水務(wù)系統(tǒng)的未來發(fā)展趨勢
智慧水務(wù)可以促進水務(wù)與如火如荼的智慧城市“互聯(lián)網(wǎng)+”創(chuàng)新相融合。比如，智慧水務(wù)可以成為尋常百姓日常生活中的“智能單元”，為生活帶來更多的便利與可能。這類應(yīng)用場景需要不斷地創(chuàng)造誕生、普及擴散、井噴發(fā)展。智慧水務(wù)與智慧城市的融合，甚至可以給國家大政方針政策的決斷提供可靠的依據(jù)。總之，動態(tài)、精細(xì)、個性、洞察和科學(xué)決策、開放、融合、創(chuàng)新等等這些都是智慧水務(wù)的應(yīng)有之義。而要實現(xiàn)這些目標(biāo)，智慧水務(wù)的建設(shè)就必須依賴先進的大數(shù)據(jù)技術(shù)。大數(shù)據(jù)是推進智慧水務(wù)建設(shè)的核心問題。如果缺乏大數(shù)據(jù)分析處理，智慧水務(wù)的“大腦”就不夠發(fā)達，“智商”就不夠高，能力就不夠強。大數(shù)據(jù)處理、挖掘模型等技術(shù)相對通用，但產(chǎn)生融合智慧的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，卻需要一點一滴地積累。當(dāng)前建設(shè)智慧水務(wù)，積累有效的“海量數(shù)據(jù)”已成為當(dāng)務(wù)之急。
6、實現(xiàn)智慧水務(wù)給污水處理自動化控制帶來的的好處
6.1有助于科學(xué)的處理污水
水務(wù)行業(yè)復(fù)雜而多變，各種現(xiàn)象背后，往往是多種因素相互作用的綜合結(jié)果。在以往，更多是依賴資深員工的專家經(jīng)驗來分析和解決各類問題。但這類經(jīng)驗難以沉淀、提煉和復(fù)制，更難以量化推廣。建設(shè)智慧水務(wù)，不僅能實現(xiàn)“過去憑專家級的經(jīng)驗才能獲取的對未來的預(yù)測，現(xiàn)在通過數(shù)據(jù)分析也能做到”的目標(biāo)，而且有助于打破認(rèn)知局限，破除經(jīng)驗的混沌性和局限性，從具體中抽象出規(guī)律，從規(guī)律中推斷一些具體的結(jié)果，從而達到預(yù)測、預(yù)警，并提供多個具體操作建議，改善污水處理自動化控制系統(tǒng)整體運行的科學(xué)性。
6.2有助于實現(xiàn)更精細(xì)、更差異化的污水處理
污水處理自動化控制系統(tǒng)實現(xiàn)智慧水務(wù)的應(yīng)用可以對不同地區(qū)、不同場景的污水進行針對性的污水處理。目前工業(yè)用戶已經(jīng)在要求更精細(xì)、動態(tài)的污水處理監(jiān)測和管理服務(wù)。所以若是應(yīng)用智慧水務(wù)在污水處理中可以實現(xiàn)更精細(xì)和差異化的污水處理。近年來，自動控制系統(tǒng)在污水處理中得以廣泛應(yīng)用，這樣有利于降低因人為因素所造成的安全隱患，提升污水處理效率，使其滿足國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。但自動控制系統(tǒng)在應(yīng)用過程中仍存在諸多不足之處，因此要加強部門和機構(gòu)之間的合作，把智慧水務(wù)應(yīng)用于污水處理自動控制系統(tǒng)，這樣污水處理問題便能更好的解決，為我國水資源短缺問題做出貢獻。
