智慧水務在城(chéng)市生(shēng)活污水處理(lǐ)中的應用研究智慧水務在城(chéng)市生(shēng)活污水處理(lǐ)中的應用研究
人(rén)口數量與資源之間的矛盾日(rì)益加劇(jù)，多數地區已經出現水資源短(duǎn)缺或嚴重的水環境污染問(wèn)題。随着全球雲計(jì)算、物聯網等新一輪信息技術(shù)迅速發展和深入應用，許多國(guó)家都(dōu)提出智慧城(chéng)市、智慧地球概念，我國(guó)智慧城(chéng)市已經上升到國(guó)家的經濟、科(kē)技戰略層面，水務管理(lǐ)是城(chéng)市管理(lǐ)的重要組成部分(fēn)，智慧水務是智慧城(chéng)市建設的必然延伸，“智慧水務”理(lǐ)念也随之産生(shēng)。 城(chéng)市生(shēng)活污水中含有大(dà)量污染物，包括固體(tǐ)懸浮物、有機(jī)物、含氮化合物、磷酸鹽、鉀鈉及重金屬離(lí)子、菌類生(shēng)物群，這些污染物若不加處理(lǐ)或處理(lǐ)程度不足而排入江水河流，會導緻水體(tǐ)負營養化及毒性積累，最終危害人(rén)體(tǐ)健康，甚至阻礙城(chéng)市經濟發展。當今的污水具有高濁度高濃度的特點，我國(guó)多年(nián)來(lái)傳統的“一級處理(lǐ)”及“二級處理(lǐ)”的水處理(lǐ)工(gōng)藝以及設備不能滿足要求，處理(lǐ)後的水質不達标，因此城(chéng)市污水處理(lǐ)設備、工(gōng)藝、管理(lǐ)系統的自(zì)動化、信息互聯化和智能工(gōng)業化的管理(lǐ)已刻不容緩。 關鍵詞 水務技術(shù)難點 城(chéng)市生(shēng)活設施所産生(shēng)的廢水是城(chéng)市生(shēng)活污水的主要來(lái)源，不同的生(shēng)活設施所産生(shēng)的污染物的成分(fēn)也大(dà)相(xiàng)徑庭，其污染負荷和季節性變化也都(dōu)很難把握，而且各個地區社會經濟發展的不同以及人(rén)文因素使得(de)污水處理(lǐ)難度增加，因此智慧水務系統管理(lǐ)污水的建設十分(fēn)必要。 關鍵詞 智慧水務建設的要求 智慧水務在城(chéng)市污水處理(lǐ)中的應用，必須建設智慧水務體(tǐ)系，而智慧水務體(tǐ)系建設，主要基于智慧水務數據資源建設要求，數據主要包括監測數據、基礎數據、業務數據和多媒體(tǐ)數據，如(rú)下圖所示，其中污水處理(lǐ)廠(chǎng)和泵站(zhàn)的生(shēng)産指标及生(shēng)産運行數據實時遠(yuǎn)程監控，信息采集，智能預警尤爲關鍵。
智慧水務系統通過數據采集設備、無線網絡設備、智能采集終端、水質檢測傳感器、壓力傳感器、流量計(jì)、智能水表等在線監測設備實時感知城(chéng)市供排水系統的運行狀态，采用可(kě)視化的方式有機(jī)整合水務管理(lǐ)部門(mén)與供排水設施，并通過大(dà)數據分(fēn)析技術(shù)将采集到的海量水務信息進行分(fēn)析與處理(lǐ)，建立水務數學模型并做出相(xiàng)應的處理(lǐ)結果輔助決策建議(yì)，實現從(cóng)水源地到水龍頭，水龍頭再到排污口全閉環管理(lǐ)流程，以更加精細和動态的方式實現污水系統的智慧管理(lǐ)。 關鍵詞 智慧水務處理(lǐ)城(chéng)市污水實現構架 從(cóng)物理(lǐ)方面理(lǐ)解，智慧水務系統架構的組成部分(fēn)主要是污水處理(lǐ)廠(chǎng)内的檢測和控制設備、基于雲計(jì)算的監控中心平台和使用終端，三者間又分(fēn)别通過移動互聯網而關聯，監控中心能夠檢測并控制城(chéng)市内所有污水處理(lǐ)廠(chǎng)，從(cóng)而形成一套基于物聯網的完整的智慧污水處理(lǐ)系統。
如(rú)圖所示，可(kě)以根據物聯網技術(shù)三層結構（應用層，傳輸層，傳感層）原則，建立智慧水務系統，實行遠(yuǎn)程集中管理(lǐ)，進行“智慧治水”。 傳感層，通過傳感器完成對城(chéng)市各個地區污水處理(lǐ)廠(chǎng)的進出水水質進行檢測并對進出水量進行檢測，完成基礎數據的采集；通過環境參數和設備參數自(zì)動檢測，将相(xiàng)關數據通過網絡上傳至監控中心，并接受和執行監控中心傳回來(lái)的指令，從(cóng)而實現污水處理(lǐ)廠(chǎng)數據的統一化管理(lǐ)和其無人(rén)值守，實現設備故障的提前預警。 傳輸層，在基礎信息采集完成之後，需要傳輸采集信息，可(kě)采用4G網絡将采集到的信息傳輸到應用平台層。 應用層，應用平台層将接收到數據，設定運行數據的曆史數據趨勢，以圖形界面提高直觀比較；水質數據與運行模式和原污水變化的交叉分(fēn)析。該層具有兩種處理(lǐ)模式，一種是定時接受來(lái)自(zì)污水處理(lǐ)廠(chǎng)測控系統上傳的環境參數和設備參數，并交給平台分(fēn)析和決策，根據檢測參數和節能智能模型通過互聯網自(zì)動實現對設備自(zì)動控制，實現智能管理(lǐ)。另一種是通過短(duǎn)信等通信方式來(lái)告知管理(lǐ)員(yuán)，管理(lǐ)員(yuán)可(kě)以根據查看(kàn)視圖診斷和定位故障，依靠系統自(zì)動給予的決策和處理(lǐ)方式，進而操作(zuò)來(lái)修複故障。 關鍵詞 設計(jì)特點 與傳統城(chéng)市生(shēng)活污水處理(lǐ)相(xiàng)比，智慧污水處理(lǐ)能夠根據當前的城(chéng)市排水情況實時提供相(xiàng)應的對策，并能預測将來(lái)可(kě)能發生(shēng)的一些狀況并制定相(xiàng)對應的策略。 根據所獲取的污水排放(fàng)數據、管網輸送的參數、泵站(zhàn)和污水處理(lǐ)廠(chǎng)的運轉實際情況實現對三者之間的協調和控制，從(cóng)而達到污水處理(lǐ)最優化的效果。 智慧水務在城(chéng)市污水處理(lǐ)系統設計(jì)中具有以下的特點： （1）實時監測，智慧排水系統能夠對城(chéng)市排水管道設施實施智能監控，有效減少了生(shēng)活污水對大(dà)自(zì)然污水的二次污染。 （2）動态調控，根據所獲取的污水排放(fàng)數據、管網輸送的參數、泵站(zhàn)和污水處理(lǐ)廠(chǎng)的運轉實際情況實現對三者之間的協調和控制。 （3）及時預警并排障，利用智能網絡對破舊，老化以及出現的一系列問(wèn)題進行有效控制并排查和解決問(wèn)題，實現不斷水檢修功能。  污水處理(lǐ)應用 水務集團的管理(lǐ)由于“智慧水務”理(lǐ)念的引導而發生(shēng)了重大(dà)變革，它通過大(dà)數據的采集以及傳輸等實時監測水務系統的運行，并采用可(kě)視化等方式來(lái)整合水務管理(lǐ)系統的設施，形成基于物聯網的水務系統。 水務集團采用數字化管理(lǐ)平台将大(dà)量數據實時分(fēn)析和處理(lǐ)，在每個污水處理(lǐ)廠(chǎng)和泵站(zhàn)安裝數據采集裝置，将系統中生(shēng)産運行的數據通過無線網絡傳送至總部，統一存儲，集中應用。系統通過實時監控和智能分(fēn)析各個數據，進行分(fēn)類和預警，當存在問(wèn)題時能随時随地的通知相(xiàng)關工(gōng)作(zuò)人(rén)員(yuán)，并對其提供輔助和建議(yì)，以精細和動态的方式來(lái)管理(lǐ)水務系統的運營，使其數字化，現代化，智能化，從(cóng)而形成“智慧”化管理(lǐ)。 結語 智慧水務是水務發展的必然途徑，智慧污水在城(chéng)市污水處理(lǐ)中的應用是必然要求，本文中智慧水務建設構架采用了物聯網技術(shù)的分(fēn)層架構體(tǐ)系，實現了城(chéng)市污水處理(lǐ)的智能化和集中化，實現了高度智能化、網絡化的智慧安全污水處理(lǐ)方案，對污水處理(lǐ)周期進行了實時監控和收集必要數據，污水處理(lǐ)廠(chǎng)的設備及時預警并排障，并完成了污水處理(lǐ)的自(zì)動化與人(rén)機(jī)一體(tǐ)化。 |
