物联网、数据采集在“污水概念厂”的应用畅想

　　中国工程院院士曲久辉与5名污水处理行业专家共同撰写了一篇文章——如何十年内达到世界领先，实现中国水务跨越发展。文章提出，“用5年左右时间，建设一座（批）面向2030年、具备一定规模的城市污水处理厂。它应该是绿色的，是低碳的，能够真正体现出可持续发展这一普世理念”，并在行业内首次提出了“中国污水处理概念厂”这一新概念，引起也被专业人士热议，并且关于“概念污水处理厂”相关工作迅速展开。

　　业内专家表示，在这一变化过程中，离不开新的技术理念和管理理念来实现概念厂的新涵义和功能，这里的技术可能包括物联网、云计算、大数据、人工智能等。

　　根据中国工程院院士曲久辉的介绍，概念污水处理厂是属于开放式的。但这种开放式并不意味着没有管理机制，同样需要运营管理手段辅助概念厂稳定的运转。比如：现在的污水处理厂，分布广，且管理水平不统一，环保集团总部很难监管到每家污水处理厂，这就使得人工成本和能耗成本居高不下，运营管理水平始终处于较低级别，行业竞争力自然而然无法提升。

　　概念厂的核心是污水资源再生利用的整个生产过程，建立在物联网技术基础上的生产过程必然也必须是智慧的，我们可以称之为智慧生产，它将在技术和管理两个层面体现出与以往不同的理念。

　　那么“概念污水处理厂”管理模式是怎样的呢？我们可以想象在污水还没有进入厂区，还在管网中，甚至还在居民家中的时候，概念厂就已经知道什么时间会有多少污水进入厂区，知道即将进入厂区的水质情况，也可以预测出这些污水可以生产出多少再生资源，当然也就为“未来”一段时间的生产制定了准确的、适用的控制方案。

　　当然，这是一种比较超前的管理模式，但是目前水务集团和环保集团都采用物联网和数字化系统结合管理模式已经在朝这个方向迈进，基于物联网的水务综合运营管理平台构架体系分为感知层、网络层、应用层：

　　感知层

　　感知层设备主要包括各污水处理厂、泵站的在线仪表、生产设备、自控设备、自控系统等，是物联网技术构架的基础，感知层体的建设是依托各厂自控系统，通过强大的数据协议转换功能，在不影响各污水处理厂生产运行的前提下，进行多种通信接口、通信协议的转换，实现自动采集各种PLC和驱动器的生产运行数据，并建立通用的数据通信即可实现与各类PLC、驱动器、马达控制器间的数据通讯，最终形成完善的感知层体系。

　　网络层

　　依托物联网技术，利用先进的通讯、计算机、数据采集中间件技术，建立网络层数据传输体系，实现下属各污水厂、泵站自控系统中的关键生产指标数据、设备运行参数的远程实时传输到水务集团，并实时展现给集团各级管理人员。该体系以各种总线网络和计算机网络作支撑，把分散在各地的污水厂、泵站自动化系统的复杂的生产数据采集、迁移并集中监控中心，使用一套公共的数据采集管理平台对数据进行存储、维护、管理，并提供给外部应用系统使用。

　　应用层

　　感知层和网络层体系的建立，为运营管理工作提供了大量的各污水厂、泵站的生产运行数据，只有深入挖掘各类数据间的关系，合理利用好这些数据，物联网体系的建立才有意义，即基于物联网的污水处理综合运营管理应用体系。首先它通过感知层的各类数据的初步加工和展示，实现企业厂站分布情况、各厂生产运行工艺画面的展示、实现对各厂实时运行数据的超限告警；其次通过对生产运行数据的汇总计算，实现污水厂及集团日常运行管理的各类图表，方便管理人员进行日常运行情况的总结与分析；再次通过对日常运行管理中涉及的化验管理、设备资产管理、项目管理、办公审核等功能进行信息化管理，获取更全面的运营管理数据；最后通过生产运行数据的深入分析挖掘实现指导污水厂生产的各类异常预警、运行工艺模拟、优化调度分析、综合运营决策等，以及指导公司综合运营决策的工艺分析、设备分析、成本分析、风险分析等。

　　概念厂内布满了各种各样的感知点，他们本身就是一个个智慧的小脑，全厂的大脑则放置在“云端”，依靠的是物联网技术的快速发展，其在概念厂的应用将突出网络化、智能化、人性化的特点。

　　综上所述概念厂，无论是从纵向的设计、建设、运营的生命周期上来说，还是从给水、排水、管网输送、资源再生等横向的应用层面来说，都是一个大突破。在曲久辉院士等6名专家的引领下，在环保行业同仁的共同努力下，希望我们的国家早日建成这个“中国污水处理概念厂”——水务的 “中国梦”。