近年來(lái)，水資源污染問(wèn)題的日益凸顯，對(duì)人們正常的生產(chǎn)和生活用水產(chǎn)生嚴(yán)重影響，甚至?xí)?duì)人們健康構(gòu)成威脅，因此，城市居民應(yīng)對(duì)提高水資源的利用率和水資源的再生利用的問(wèn)題重點(diǎn)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(guó)蓬勃發(fā)展，污水處理廠建設(shè)、運(yùn)營(yíng)、管理等方面技術(shù)得到大改進(jìn)。其中，自動(dòng)化控制系統(tǒng)作為運(yùn)營(yíng)管理的重要組成部分也越來(lái)越得到重視。伴隨著行業(yè)監(jiān)管的加強(qiáng)、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(dòng)化、信息化及智能化技術(shù)的發(fā)展空間被打開(kāi)。污水處理自動(dòng)化技術(shù)主要通過(guò)先進(jìn)的處理設(shè)備和自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)污水進(jìn)行處理，從而實(shí)現(xiàn)凈化水質(zhì)的目的。當(dāng)前，越來(lái)越多的城市開(kāi)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(kāi)展智慧水務(wù)建設(shè)？水務(wù)行業(yè)原有的各個(gè)環(huán)節(jié)應(yīng)如何變革創(chuàng)新，發(fā)揮自動(dòng)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(wèn)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(shí)地對(duì)污水處理自動(dòng)化控制系統(tǒng)的智慧水務(wù)應(yīng)用進(jìn)行研究分析。
“智慧水務(wù)”利用現(xiàn)代先進(jìn)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(yùn)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(duì)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?！爸腔鬯畡?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(guò)渡的階段，其主要特征體現(xiàn)在以下5個(gè)方面： （1）更全面的感知。通過(guò)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(dòng)的服務(wù)。依靠先進(jìn)的技術(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)作出合理的方案，及時(shí)處理問(wèn)題。
（3）更自動(dòng)的控制。“智慧水務(wù)”控制沿用“工業(yè)4.0”的由集中式控制向分散式增強(qiáng)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(shí)現(xiàn)管理的自動(dòng)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(bào)、智能調(diào)度、智能控制和智能服務(wù)于一體，對(duì)水務(wù)做出科學(xué)的決策。
（5）更及時(shí)的應(yīng)對(duì)。對(duì)突發(fā)的事件，基于智能化的監(jiān)測(cè)、科學(xué)合理的決策，處理工作更加及時(shí)、可行。
3、污水處理自動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)化控制系統(tǒng)還應(yīng)該在以下方面更好地為水廠運(yùn)營(yíng)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(dòng)化控制系統(tǒng)從經(jīng)驗(yàn)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(jìn)的檢測(cè)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(jì)效益,對(duì)污水廠的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行意義重大。（2）污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)中采用了一些先進(jìn)的自動(dòng)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(dòng)化控制系統(tǒng)實(shí)施過(guò)程中往往注重控制功能和數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性的實(shí)施，對(duì)設(shè)備運(yùn)行記錄、水質(zhì)參數(shù)、設(shè)備報(bào)警等信息只做到了簡(jiǎn)單的存儲(chǔ)功能，缺乏對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行更深程度的統(tǒng)計(jì)分析。此類自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)用很難對(duì)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(dòng)化控制系統(tǒng)采集到的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。對(duì)污水處理廠的進(jìn)、產(chǎn)、排三個(gè)主要環(huán)節(jié)進(jìn)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(shí)時(shí)傳送到遠(yuǎn)端云計(jì)算平臺(tái)，通過(guò)云計(jì)算平臺(tái)進(jìn)行收集、整合、分析和處理，建立各個(gè)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(guò)程管理方案，實(shí)現(xiàn)對(duì)污水處理企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)時(shí)控制與精細(xì)化管理，達(dá)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(hù)無(wú)信息依據(jù)。污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)中記錄了設(shè)備儀表的報(bào)警信息?？勺鳛樵O(shè)備需要緊急處理依據(jù)，對(duì)于設(shè)備的日常維護(hù)信息沒(méi)有記錄，例如：機(jī)械設(shè)備的機(jī)油更換、pH計(jì)、污泥濃度計(jì)、泥位計(jì)等儀器均有嚴(yán)格的使用維護(hù)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(wú)記錄。但自動(dòng)化控制系統(tǒng)可以清晰準(zhǔn)確的記錄每臺(tái)機(jī)械設(shè)備的累積運(yùn)行時(shí)間，這就需要自動(dòng)化控制系統(tǒng)與設(shè)備管理系統(tǒng)共享信息，使每個(gè)設(shè)備的累積運(yùn)行時(shí)間服務(wù)于設(shè)備的日常維修與維護(hù)，為設(shè)備資產(chǎn)管理系統(tǒng)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。（5）自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(jiǎn)明,避免復(fù)雜的控制模式造成系統(tǒng)可靠性下降的問(wèn)題。針對(duì)污水處理工藝特點(diǎn),研究?jī)?yōu)化控制機(jī)理,開(kāi)發(fā)與主導(dǎo)工藝相適應(yīng)的污水處理廠集散式自動(dòng)化控制系統(tǒng)。4、智慧水務(wù)系統(tǒng)及實(shí)現(xiàn)內(nèi)容
4.1大數(shù)據(jù)全數(shù)字化
針對(duì)我國(guó)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(dòng)化，重要的還在于基于污水處理廠運(yùn)營(yíng)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(shí)踐創(chuàng)新主要體現(xiàn)在工業(yè)自動(dòng)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(yùn)行維護(hù)的趨勢(shì)分析。主要分三個(gè)方面：
4.1.1數(shù)據(jù)收集
將單一水廠或數(shù)個(gè)水廠自動(dòng)化系統(tǒng)中的儀表讀數(shù)與運(yùn)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(duì)運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行操控；運(yùn)用監(jiān)控錄像或報(bào)警判斷所需操作模式；利用云計(jì)算平臺(tái)搭配移動(dòng)式設(shè)備，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警，人機(jī)合一的現(xiàn)場(chǎng)加遠(yuǎn)端的監(jiān)控模式。
4.1.3數(shù)據(jù)分析
設(shè)定運(yùn)行數(shù)據(jù)的歷史數(shù)據(jù)趨勢(shì)，以圖形界面提高直觀比較；水質(zhì)數(shù)據(jù)與運(yùn)行模式和原廢水變化的交叉分析；報(bào)警處理的過(guò)程追蹤與統(tǒng)計(jì)分析未來(lái)故障前兆之預(yù)警。
4.2云平臺(tái)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(guò)平臺(tái)的管理得到滿足。利用云計(jì)算的彈性資源等特性，污水處理廠可以通過(guò)多層次信息化平臺(tái)將設(shè)備維護(hù)、企業(yè)資產(chǎn)管理、財(cái)務(wù)ERP、OA平臺(tái)、監(jiān)控平臺(tái)、GIS、采購(gòu)、知識(shí)庫(kù)等不同模塊訊息平臺(tái)有機(jī)銜接到一個(gè)完整的污水管控云平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)線上和線下O2O的工作流程對(duì)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(jì)算平臺(tái)，把所有污水管理的共性功能和服務(wù)聚集成平臺(tái)，利用平臺(tái)便利性提升資訊處理效率，從被動(dòng)維護(hù)轉(zhuǎn)換成主動(dòng)性維護(hù)，提升設(shè)備和污水運(yùn)行設(shè)備的可靠性。
4.3經(jīng)營(yíng)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(guò)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與客觀事實(shí)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(xiǎn)矩陣參數(shù)定義、評(píng)估方法以及結(jié)構(gòu)的對(duì)應(yīng)處理原則，轉(zhuǎn)變經(jīng)營(yíng)模式，避免主觀、感觀式判斷，降低無(wú)效損耗、閑置設(shè)備維護(hù)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(lái)的發(fā)展方向和實(shí)施經(jīng)驗(yàn)
5.1利用大數(shù)據(jù)技術(shù)開(kāi)展污水處理自動(dòng)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(duì)嚴(yán)重的危機(jī)；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(guò)運(yùn)用各類新興技術(shù)手段來(lái)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(guò)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(shí)現(xiàn)污水處理自動(dòng)化控制智慧水務(wù)的應(yīng)用。
5.2增強(qiáng)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(jìn)技術(shù)以增強(qiáng)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(guò)數(shù)據(jù)資產(chǎn)的有效積累和處理應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)智慧水務(wù)
如何應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)開(kāi)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(kāi)展智慧大數(shù)據(jù)建設(shè)的一些經(jīng)驗(yàn)。
5.4數(shù)據(jù)智慧水務(wù)系統(tǒng)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)
智慧水務(wù)可以促進(jìn)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(lái)更多的便利與可能。這類應(yīng)用場(chǎng)景需要不斷地創(chuàng)造誕生、普及擴(kuò)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(guó)家大政方針政策的決斷提供可靠的依據(jù)。總之，動(dòng)態(tài)、精細(xì)、個(gè)性、洞察和科學(xué)決策、開(kāi)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(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，智慧水務(wù)的建設(shè)就必須依賴先進(jìn)的大數(shù)據(jù)技術(shù)。大數(shù)據(jù)是推進(jìn)智慧水務(wù)建設(shè)的核心問(wèn)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(dá)，“智商”就不夠高，能力就不夠強(qiáng)。大數(shù)據(jù)處理、挖掘模型等技術(shù)相對(duì)通用，但產(chǎn)生融合智慧的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，卻需要一點(diǎn)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(shí)現(xiàn)智慧水務(wù)給污水處理自動(dòng)化控制帶來(lái)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(yàn)來(lái)分析和解決各類問(wèn)題。但這類經(jīng)驗(yàn)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(shí)現(xiàn)“過(guò)去憑專家級(jí)的經(jīng)驗(yàn)才能獲取的對(duì)未來(lái)的預(yù)測(cè)，現(xiàn)在通過(guò)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(yàn)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(dá)到預(yù)測(cè)、預(yù)警，并提供多個(gè)具體操作建議，改善污水處理自動(dòng)化控制系統(tǒng)整體運(yùn)行的科學(xué)性。
6.2有助于實(shí)現(xiàn)更精細(xì)、更差異化的污水處理
污水處理自動(dòng)化控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智慧水務(wù)的應(yīng)用可以對(duì)不同地區(qū)、不同場(chǎng)景的污水進(jìn)行針對(duì)性的污水處理。目前工業(yè)用戶已經(jīng)在要求更精細(xì)、動(dòng)態(tài)的污水處理監(jiān)測(cè)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(shí)現(xiàn)更精細(xì)和差異化的污水處理。近年來(lái)，自動(dòng)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(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。但自動(dòng)控制系統(tǒng)在應(yīng)用過(guò)程中仍存在諸多不足之處，因此要加強(qiáng)部門和機(jī)構(gòu)之間的合作，把智慧水務(wù)應(yīng)用于污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)，這樣污水處理問(wèn)題便能更好的解決，為我國(guó)水資源短缺問(wèn)題做出貢獻(xiàn)。
