郝建茹

（普烜物聯(lián)網(wǎng)智能科技（南京）有限公司，江蘇 南京 210000）

前言

水資源是社會重要的基礎(chǔ)資源，隨著人類的增長和社會發(fā)展，對水資源的需求與消耗也越來越大，水資源安全已經(jīng)越來越受到各國的重視。污水處理是實現(xiàn)水資源循環(huán)利用的重要方式之一，而且在回收利用水資源的同時還可以降低環(huán)境污染。但是污水處理的能耗較高，其效益與成本常常不成正比，這也造成了很多城鎮(zhèn)的中小學污水處理廠并未投入運行之中。污水處理過程中的消耗主要包括電能、水污染處理藥劑以及燃料等，其中電能消耗占比70%以上。影響污水處理廠能耗的因素主要是環(huán)境、水污染處理工藝以及污水處理系統(tǒng)的自動化程度。其中自動化程度是主要的因素之一，智能信息化技術(shù)可以有效提高污水處理的自動化程度，降低污水處理中資源的消耗與人力的投入，并提高污水處理過程中的實時監(jiān)測能力，可以較為有效的提高污水處理的效果。

1 污水處理運營過程中智能化信息技術(shù)的特點

智能化信息技術(shù)是現(xiàn)代社會中發(fā)展最為迅速的技術(shù)之一，其可以有效降低人力勞動程度，提高工作效率，已經(jīng)在各行各業(yè)中獲得了極為廣泛的應用。智能化信息技術(shù)是多種技術(shù)的統(tǒng)稱，其主要包括了大數(shù)據(jù)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、通信技術(shù)、數(shù)字技術(shù)、計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)以及人工智能技術(shù)等。將智能化信息技術(shù)應用到污水處理之中可以有效提高污水處理的數(shù)據(jù)收集、分析、處理、存儲以及控制等能力。提高污水處理效率，降低人力成本與物力成本。綜合而言，在污水處理中，智能化信息技術(shù)的應用主要有如下的特點：

（1）現(xiàn)代社會生產(chǎn)生活中污水的來源的數(shù)據(jù)量非常龐大，智能化信息技術(shù)中的大數(shù)據(jù)技術(shù)可以有效提高數(shù)據(jù)采集的效率和全面性，并且通過云技術(shù)進行在線分析處理，有效提高了污水數(shù)據(jù)信息的處理分析速度，有助于針對污水的來源進行治理。

（2）現(xiàn)代社會生產(chǎn)生活中污水的類型非常多，智能化信息技術(shù)可以全面的對污水的類型進行分析，根據(jù)污水污染程度與污染物的不同進行分類處理，提高污水處理的準確性和高效性。

（3）相比于傳統(tǒng)的污水數(shù)據(jù)信息分析技術(shù)而言，智能化信息技術(shù)的數(shù)據(jù)分析處理速度極快，可以通過超級計算機在云端進行分析，極大的提高了污水處理信息的分析效率，有助于自動控制技術(shù)的應用。

（4）在現(xiàn)代社會生產(chǎn)生活中大部分的單一污水數(shù)據(jù)信息的價值不足，并不能真實反應出污水處理的難度。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析處理方式需要對數(shù)據(jù)信息進行甄別，效率極低。而智能化信息技術(shù)是對所有數(shù)據(jù)進行全面分析，不放過任何一個小數(shù)據(jù)，因此其反應的結(jié)果的價值更高和更全面，可參考性更強。

2 污水處理中智能化信息技術(shù)應用存在的問題

雖然智能化信息技術(shù)應用到污水處理之中可以有效降低污水處理的成本，提高污水處理的效率。但是在實際中也存在著一些問題影響智能化信息技術(shù)在污水處理中的使用，因此在污水處理中應用智能化信息技術(shù)一定要注意以下幾個問題：

2.1 信息安全性問題

信息安全是現(xiàn)代社會中存在最大的威脅之一，雖然污水處理的數(shù)據(jù)信息看起來普通，但是其實它包含了很多關(guān)乎于個人信息安全的信息，通過專業(yè)的數(shù)據(jù)分析軟件從污水數(shù)據(jù)信息中可以獲得大量非常具有價值的信息。但是在污水處理的智能化信息技術(shù)應用中，現(xiàn)階段對于信息安全的重視性還非常不足，智能化信息技術(shù)在污水處理中需要大量的數(shù)據(jù)交互，這個過程中非常容易造成信息泄露，尤其是部分不法人員的惡意挖掘數(shù)據(jù)，非常容易造成大量用戶的個人信息泄露。

2.2 數(shù)據(jù)完整性問題

智能化信息技術(shù)在污水處理中的高效性基于數(shù)據(jù)的完整程度，但是現(xiàn)階段由于污水處理系統(tǒng)中信息安全的防護不足，很容易導致黑客惡意入侵，對系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息進行惡意篡改、刪除等操作，破壞污水數(shù)據(jù)信息的完整性，導致數(shù)據(jù)丟失，從而影響污水處理的效率和準確性。造成污水處理效果不佳，導致環(huán)境污染等問題。

2.3 智能化信息技術(shù)系統(tǒng)拒絕服務(wù)的問題

雖然智能化信息技術(shù)的污水處理極為高效，但是其主要是依賴信息設(shè)備、數(shù)據(jù)服務(wù)器等實現(xiàn)自動化控制操作。一旦信息設(shè)備、數(shù)據(jù)服務(wù)器出現(xiàn)故障、訪問量超出數(shù)據(jù)服務(wù)器的承載能力、地震等不可控因素造成服務(wù)器物理損壞等，那么就會造成系統(tǒng)宕機問題，影響污水處理系統(tǒng)的正常運行，拒絕進行污水處理服務(wù)。

3 智能化信息技術(shù)在污水處理中的應用

3.1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在污水處理中的應用

物聯(lián)網(wǎng)是通過互聯(lián)網(wǎng)將物體上的智慧芯片連接起來，實現(xiàn)萬物的自動智慧化，對通訊技術(shù)的數(shù)據(jù)連通速度要求特別高。物聯(lián)網(wǎng)通過移動互聯(lián)網(wǎng)連接終端設(shè)備與智慧中心，在生活中將帶來越來越大的便利，物聯(lián)網(wǎng)時代是未來的大趨勢，應用非常廣泛，比如物流、環(huán)境監(jiān)測、智能交通等，直至萬物互聯(lián)。

將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應用到污水處理中可以極大的提高污水處理的效力和智能化程度。尤其是應用到污水處理廠的設(shè)備之中，可以有效實現(xiàn)智能自動化分污水處理。通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將污水處理廠的各種傳感器進行相連，提高針對污水處理的實時監(jiān)測能力，數(shù)據(jù)獲取后傳輸?shù)經(jīng)Q策中心，決策中心可以根據(jù)數(shù)據(jù)分析處理的結(jié)果實時調(diào)整污水處理的各個流程，比如閥門的開度、藥物的添加量、溫度和PH 的控制等。而且可以針對緊急情況進行應急處理，降低事故造成的損失。

3.2 大數(shù)據(jù)技術(shù)在污水處理中的應用

大數(shù)據(jù)技術(shù)是近年來發(fā)展起來的一種數(shù)據(jù)分析技術(shù)，其主要的特點是可以對大量數(shù)據(jù)進行全面準確快速的分析，并提供可供參考的結(jié)果。隨著現(xiàn)代社會生活水平的提高，污水的來源與類型越來越多樣化，且存在著顯著的動態(tài)變化性的特點。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析技術(shù)由于數(shù)據(jù)處理能力不足，需要先對污水信息進行甄選，提取價值較高的信息進行分析，分析的結(jié)果的全面性與代表性不足。而大數(shù)據(jù)技術(shù)可以將所有的數(shù)據(jù)采集起來集中進行分析，數(shù)據(jù)分析的全面性極高，即便是價值較低的數(shù)據(jù)，通過整合后也可以體現(xiàn)出較高的價值。

大數(shù)據(jù)技術(shù)應用與污水處理中可以建立科學的污水處理數(shù)學模型，該模型對污水處理具有一定的指導意義，且可以建立污水處理的平臺，該平臺可以實時展現(xiàn)污水處理的情況，并與超標的企業(yè)進行聯(lián)系，為節(jié)能減排提供指導。

4 智能化信息技術(shù)應用與污水處理廠自動控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計

目前污水處理廠的二級處理系統(tǒng)主要是采用CAST工藝（循環(huán)式活性污泥法），具體過程是將待處理的污水通過提升泵站運送到粗、細格柵處攔截處理，攔截處理后再流入沉砂池中進行沉淀處理，最后經(jīng)過CAST 生化池和紫外線消毒處理，成為可循環(huán)利用的無害水。智能化信息技術(shù)主要是對污水處理廠的主要污水處理設(shè)備進行控制，實現(xiàn)自動化污水處理過程。控制系統(tǒng)主要包括執(zhí)行層、設(shè)備控制層以及中央監(jiān)控層。他們之間都是通過獨立的控制器進行工藝連接的，每臺控制器都可以看做獨立的控制站，它可以獨立的發(fā)送指令到設(shè)備之中，同時可以匯總污水處理線程的數(shù)據(jù)，并對反饋信息作出處理和回應。整個智能化信息技術(shù)包括四個控制站組成，以下分別介紹：

4.1 污泥脫水機房工作站

污泥脫水機房工作站也叫一級控制站，其主要的任務(wù)是對污水處理廠的進水水質(zhì)進行監(jiān)控采集，根據(jù)水質(zhì)的處理需求對應的調(diào)整格柵系統(tǒng)、旋流沉砂系統(tǒng)和污泥濃縮系統(tǒng)，并對每個系統(tǒng)工序的處理數(shù)據(jù)進行采集并分析，然后通過反饋進行設(shè)備調(diào)整，保證污水處理的第一道工序的處理效果達標。

4.2 鼓風機房工作站

鼓風機房工作站又叫二級控制站，是污水處理的第二道系統(tǒng)工序。它的工作任務(wù)是對CASS 池的水質(zhì)進行監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集，并實時調(diào)整監(jiān)視攪拌系統(tǒng)、潷水系統(tǒng)和曝氣系統(tǒng)，根據(jù)實時的反饋信號和數(shù)據(jù)變化，對其中的主要設(shè)備進行控制，保證污水處理效果達標。

4.3 曝氣生物濾池工作站

曝氣生物濾池工作站是污水處理的第三道系統(tǒng)工序，對應的也叫作三級控制站。三級控制站主要是對曝氣生物濾池的水質(zhì)進行監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集，并實時監(jiān)控調(diào)整二次提升系統(tǒng)、曝氣系統(tǒng)和反沖洗系統(tǒng)，對其中的主要設(shè)備數(shù)據(jù)進行采集并根據(jù)數(shù)據(jù)變化控制設(shè)備運行，保證污水處理的效果達到預期。

4.4 V 型濾池工作站

V 型濾池工作站是污水處理系統(tǒng)的最后一道系統(tǒng)工序，也叫作四級控制站。四級控制站主要是監(jiān)控V 型濾池的水質(zhì)，并采集對應數(shù)據(jù)，然后根據(jù)數(shù)據(jù)變化實時調(diào)整反沖洗系統(tǒng)和出水系統(tǒng)運行設(shè)備的工作狀態(tài)，保證最后一道工序完成，污水處理效果整體達標。

5 結(jié)束語

污水處理具有非線性、時變性以及不確定性的特點，在中小型污水處理廠建立智能化信息技術(shù)，可以實現(xiàn)指令自動發(fā)送，及時對反饋信號做出反應，從技術(shù)和管理上簡化了工藝流程，保證污水處理設(shè)備與污水處理的流量適配，提高污水處理效率，降低污水處理無意義的能耗。中小型污水處理廠應用智能化信息技術(shù)，不僅更為靈活，而且還降低了人工成本，通過對各個子系統(tǒng)的適當調(diào)控，對當前污水處理的實際需求進行相應的處理，既保證了污水處理的效果同時也降低了污水處理的成本。現(xiàn)代科技發(fā)展迅速，未來必將出現(xiàn)更多的新技術(shù)新設(shè)備提高污水處理的效益，而污水處理廠也應該與時俱進，積極發(fā)展，跟上時代的步伐。