智能控制与节能管理：突破污水处理厂运营管理困局

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据中国水网介绍，由北京金港自动化技术有限公司和北京工商大学联合研发的“城市生活污水处理厂智能控制与节能管理系统(改进型氧化沟专用版)”已成功应用于邵阳污水处理厂，并取得了较高的节能效益。
邵阳污水处理厂一期工程日处理能力10万吨，设计进水化学需氧量280毫克/升，氧化沟工艺改进，总投资1.5亿元。2008年3月竣工验收，正式投产。该厂采用北京金港自动化技术有限公司自主知识产权的《城市生活污水处理厂智能控制与节能管理系统(改进型氧化沟专用版)》，实现了对该厂污水处理过程的优化控制。经初步计算，采用该智能控制和节能管理系统后，邵阳污水处理厂的运行电耗比设计降低了43%，年耗电量约为350万千瓦时，总电费为238万元，单位污水处理费仅为0.166元/吨。同时，该厂废水处理能力提高了60%，达到日处理能力16万吨，相当于节约固定投资4000万元。
这项新技术突破了过去污水处理厂运行效率低的困境，为污水处理厂的节能控制和运行管理带来了新的希望。为此，中国水网记者走访了该技术的两位核心成员:北京工商大学信息工程学院院长刘再文和北京金港自动化技术有限公司总经理杨斌

北京工商大学信息工程学院院长刘再文

刘再文院长分析了目前污水处理检测中存在的诸多不足，如采样时间间隔长、某些指标无法实现实时检测或因成本高而无法实现实时检测、固定曝气造成的耗电量大、突发事件检测不及时等。他指出，解决这些问题的关键在于改变“开环控制”的概念，实现基于实时检测的“闭环控制”。通过一些易于实时检测的指标，如溶解氧、ph值、氨氮等。其他在实践中难以实时监控的指标，如bod5、cod等。通过“软测量”和“建模”的方式进行计算，从而实现污水处理厂各种指标的实时检测功能。
在大力节能减排的背景下，“十一五”期间，单位国内生产总值能耗下降约20%，主要污染物排放总量下降10%，我国城市污水处理率不低于70%，城市污水处理行业面临前所未有的发展机遇。杨斌告诉王水记者，目前，我国已经进入污水处理厂建设的高峰期，污水处理厂生产过程中的节能降耗和运行管理已经成为业界的热门话题。但是，目前污水处理厂的运行状况并不乐观，主要存在以下问题:
首先，污水处理厂运行性能不高，负荷率低。我国污水处理厂平均负荷率为63.74(2008年数据)，有机物去除率低，出水水质波动大；
二是综合运行管理程度低，管理人员素质水平普遍不高，不能充分发挥现有设备的能力；
三是单位运行成本和能耗较高，先进的智能技术和工艺技术没有应用到生产过程中。
杨斌强调，目前许多污水处理厂运行效率低下，导致能源二次浪费严重。因此，污水处理厂的生产经营水平必须提高到合理的水平，避免能源的二次浪费，才能真正实现节能减排。主要途径之一是将先进成熟的智能技术应用到污水处理的生产过程中。
“本系统是一套专门用于城市生活污水处理厂优化运行、节能降耗的自动控制和管理系统。采用模糊控制、神经网络、专家系统、遗传算法等智能控制技术，污水处理过程节能降耗，核心技术达到国际先进和国内领先水平。”“根据污水处理工艺的不同，它分为a/a/o氧化沟工艺、卡氧化沟工艺、cass工艺、sbr工艺等版本。不同的工艺有不同的控制方案，这些方案适用于不同的污水处理厂。定制并实现个性化服务。”
初始投资会很高吗？杨斌补充说:“在污水处理厂自动控制系统运行正常、仪表安装位置合适、测试数据正常的情况下，只需投入一套软件的费用，该软件具有一般监控软件的所有功能，我们的系统可以在节能和管理方面带来更大的效益，远远超过成本投入，使用非常方便。”它可以根据现象分析问题，并通过专家系统及时提供解决方案，非常实用。”
根据中国水网的统计，截至2008年5月底，中国已建成并运营的污水处理厂有1408个。如果采用这种智能控制和节能管理系统，可以节省大量成本，优化处理厂的运行和管理，创造双赢局面，这将是一个非常有潜力的市场。(中国水网)