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污水处理企业信息化建设的探索
更新时间:2018-06-13 来源:开天源水务信息化 作者:周波

  引言

  污水处理行业作为国家新兴战略产业之一,近些年我国各级政府在污水处理厂建设中大量投入,城镇污水处理厂不论是数量和处理能力都保持了持续高速增长的态势。但是,由于我国污水处理行业的起步较晚,前几年建设速度快,形成重建设轻运营的不良局面,具有高水平运营管理经验的专业化人才不能满足快速增长的行业需要,造成目前国内污水处理厂管理水平整体不高的局面。

  随着我国水务环保行业市场化程度的逐步加大,信息化运营管理模式逐步成为大型水务集团公司提升企业整体运营管理水平、应对逐渐激烈的市场化竞争、获取最大化经济效益的发展方向。通过SCADA系统建设,加强城市污水处理系统综合运营管理、节能优化调度研究和实用技术开发,对实现工艺运行由经验判断走向定量分析,由依赖个体式英雄发展为依靠专家团队能力,打造规范化、程序化、专业化、集约化、智能化、精细化运营管理模式具有重要的意义。

  1.污水处理信息化管理技术的发展

  我国污水处理厂的信息化管理是近几年随着运营体制的改革才出现的,是自动化技术的发展和延伸,其发展过程大体经历四个阶段:

  粗放控制:最早的污水处理厂操作控制比较简单,大多采用就地人工控制与人工记录相结合的管理方式。

  半自动控制:随着自动化技术的发展和成本的降低,污水处理厂开始投入自动化控制系统,但是往往由于维护及管理意识等原因不能充分发挥其作用,从而仅实现数据监视和简单的操作控制。

  自动控制:随着环保部门对污水处理厂监管的加强,客观上要求污水处理厂具备比较完善的自动控制系统,实现中控室操作和数据存储等功能,至此,自动控制系统的应用才算重视和推广起来。

  信息化:运营体制改革将市场竞争机制引入污水处理行业,成为行业信息化发展的内在驱动力,为污水处理行业信息化带来机遇,成为当前国内各大水务运营公司提高自身竞争力的有效手段。

  信息化管理是将现代电子信息技术在污水处理企业的生产、管理、经营和服务的各个环节领域的应用,在电子信息技术的驱动下由传统管理模式向高度自动化、知识化、智能化、现代化管理模式转变的过程。信息化在污水处理企业的融合应用不仅是技术上的融合,而且是管理上的融合,在融合过程中,将推动污水处理企业组织机构创新、管理模式创新、经营方式创新、生产过程和生产技术创新、人才创新和文化创新。因此,在当前及未来一段时间内,污水处理企业的信息化水平必将成为衡量一个企业现代化水平和竞争力的重要标志。

  2.信息化管理系统解决方案

  污水处理厂级的运营管理以污水处理工艺运行为中心,以污水处理工艺的稳定运行和保持生产设备良好状态、出水水质达标排放为基础,通过建立全厂生产过程控制体系,基于SCADA系统之上,将污水厂及下属泵站的各类在线仪表、设备所反映的生产运行数据进行采集、传输、信息共享,利用计算机技术对这些数据进行筛选、分析,将运行管理人员关注的重点数据直观的展现,然后借助污水处理工艺数学模型和专家系统对这些数据进行深入的数据挖掘和分析,实现污水处理厂工艺运行情况的分析预警、工艺异常处理的优选方案、各工艺运行单元以及全厂运行的优化调度分析方案、与工艺运行密切相关的设备性能分析、全厂运行成本分析等功能,从而辅助厂级管理人员提高工艺运行管理水平和综合运营管理水平,最大程度的降低生产运行各个环节的电耗、药耗,降低系统运行直接费用;最大程度的提高设备的使用效率和寿命,降低设备故障率,从而降低设备维修成本;提高运营管理工作效率,降低运行维护人员数量,节省人工成本;最终实现达标、稳定、高效、低耗的污水处理厂运行目标。

  污水处理企业信息化系统体系见图1。

170719 污水处理企业信息化建设的探索.png

  从信息化管理系统体系来看,以数据共享和系统集成为主要思想,嵌入其他子系统和业务系统,形成实时在线的一体化数据管理平台,实现数据的统一管理、共享和挖掘。整个体系的建立过程需要与污水处理厂生产运行的安全保障体系和运行维护体系紧密结合,形成指导企业整体运营决策的工艺分析、设备分析、成本分析、风险分析等辅助决策工具,辅助企业决策层应对水务行业的激烈竞争,实现企业发展的战略目标和投资回报率的最大化。

  3.信息化管理系统基本功能

  污水处理企业日常生产管理工作的重点通常包括生产监控、运行管理、化验室管理、设备检修与维护、报表记录等,在管理工作中建立了大量的数据记录,在这些数据的基础上可以进行数据挖掘、处理和分析,形成更加有效的数据结果,从而为生产管理带来便利,提高分析和决策的科学性。

  (1)远程监控。该系统采用远程监控技术,对污水处理厂进行工艺监控和视频监控,以实现“无人值守”或“少人值守”为目标,降低监控管理的人工投入。

  (2)设备管理。设备管理是通过对污水处理厂所有工艺设备进行监控和分析,建立包括仪表、设备等在内的资产档案,记录铭牌数据,根据运行时间和管理周期等多种方式对其检修、保养、维修等行为进行全面系统的规划和管理;同时,对所有备品配件进行统计和记录,为设备的安全运行提供保障。

  (3)电能管理。电能管理是通过自控系统采集厂区电能消耗情况,进行统计和分析,对全厂用电情况进行监视,按照工艺段或工艺车间进行横向和纵向分析,并核算总能耗、单位能耗、工艺能耗等数据,为生产调度和科学决策提供依据。

  (4)成本管理。成本管理是通过在线数据和离线数据两种方式,统计企业生产运营中投入的电费、药剂费、管理费、污泥处理费、人员工资等生产成本,进而统计出总成本和单位成本,在此基础上,与收入进行合计,核算利润等相关数据。

  (5)报表管理。专门为污水处理厂设计用于进行报表生成、报表查询和报表管理等工作的软件模块,以生产运行原始数据为基础,结合化验室数据和离线手工数据,按照管理需求,自动生成各种统计报表,可以采用集中部署,实现各工艺段数据接口与外部数据接口相关联,自动上报给企业领导。

  4.信息化建设的步骤

  要成功构建污水处理信息化管理平台,必须遵循“整体规划,分步实施”的原则。

  (1)建立企业稳定可靠、数据规范、适用性强的生产数据库,为今后实现全面信息化管理奠定坚实基础。

  (2)建立完善的企业综合化的信息管理平台,解决企业各层级间信息传递脱节、“信息孤岛”问题,将企业从厂站到公司甚至集团的信息流全面带动起来,整合全企业的优势资源,最大程度提高各运营单位的生产运行及管理水平,从而全面提升整体运营水平。

  (3)结合企业多年运营形成的优秀经验,建立符合企业自身特点的信息化管理体系,并在企业和各下属厂站间实现规范化、标准化工作流程,提高管理水平,并实现有效监管。

  (4)通过信息化手段的综合运用,进行资源的合理配置和共享机制,改进现有一些重复繁冗的工作流程,简化人员工作,提高工作效率。

  (5)建立企业动态决策支持系统,实现专业化、科学化管理决策,为企业运营管理提供强有力依据。

  (6)建立可快速复制和扩展的信息系统,高效应用到新接管的项目中,解决企业管理人才不足,管理模式落后,生产成本较高等问题。使新项目快速融入企业管理体系中。

  (7)实现污水处理企业先进、高效的信息化管理模式,提高企业核心竞争力。

  5.应用效果分析
本系统已在海盐县城乡污水处理厂应用,取得了良好的应用效果。该厂日处理量10万m³,采用MBR和改良型氧化沟两种工艺,出水分再生水和中水两部分,自动化控制系统采用西门子和施耐德两种PLC,上位监控系统采用InTouch SCADA组态软件。

  6.结束语

  污水处理信息化管理系统是一项复杂的系统工程,信息化建设的最终目的和成果是与各项工作相结合,使信息化广泛的应用于污水厂工作的各个方面和环节,更有效的进行运营管理,降低运营成本、提高企业的竞争;同时,有助于建立标准化的管理体系,提高企业管理水平,提供高效的规范化服务。

来源:开天源水务信息化

编辑:王文静、于存杰 

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