污水處理企業信息化建設的探索
發布時間:
2018-12-11 11:38
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引言:污水處理行業作為國家新興戰略産業之一,近些年我國各級政府在污水處理廠建設中大量投入,城鎮污水處理廠不論是數量和處理能力都保持了持續高速增長的态勢。但是,由于我國污水處理行業的起步較晚,前幾年建設速度快,形成重建設輕運營的不良局面,具有高水平運營管理經驗的專業化人才不能滿足快速增長的行業需要,造成目前國内污水處理廠管理水平整體不高的局面。
随着我國水務環保行業市場化程度的逐步加大,信息化運營管理模式逐步成為大型水務集團公司提升企業整體運營管理水平、應對逐漸激烈的市場化競争、獲取最大化經濟效益的發展方向。通過SCADA系統建設,加強城市污水處理系統綜合運營管理、節能優化調度研究和實用技術開發,對實現工藝運行由經驗判斷走向定量分析,由依賴個體式英雄發展為依靠專家團隊能力,打造規範化、程序化、專業化、集約化、智能化、精細化運營管理模式具有重要的意義。
1.污水處理信息化管理技術的發展
我國污水處理廠的信息化管理是近幾年随着運營體制的改革才出現的,是自動化技術的發展和延伸,其發展過程大體經曆四個階段:
粗放控制:最早的污水處理廠操作控制比較簡單,大多采用就地人工控制與人工記錄相結合的管理方式。
半自動控制:随着自動化技術的發展和成本的降低,污水處理廠開始投入自動化控制系統,但是往往由于維護及管理意識等原因不能充分發揮其作用,從而僅實現數據監視和簡單的操作控制。
自動控制:随着環保部門對污水處理廠監管的加強,客觀上要求污水處理廠具備比較完善的自動控制系統,實現中控室操作和數據存儲等功能,至此,自動控制系統的應用才算重視和推廣起來。
信息化:運營體制改革将市場競争機制引入污水處理行業,成為行業信息化發展的内在驅動力,為污水處理行業信息化帶來機遇,成為當前國内各大水務運營公司提高自身競争力的有效手段。
信息化管理是将現代電子信息技術在污水處理企業的生産、管理、經營和服務的各個環節領域的應用,在電子信息技術的驅動下由傳統管理模式向高度自動化、知識化、智能化、現代化管理模式轉變的過程。信息化在污水處理企業的融合應用不僅是技術上的融合,而且是管理上的融合,在融合過程中,将推動污水處理企業組織機構創新、管理模式創新、經營方式創新、生産過程和生産技術創新、人才創新和文化創新。因此,在當前及未來一段時間内,污水處理企業的信息化水平必将成為衡量一個企業現代化水平和競争力的重要标志。
2.信息化管理系統解決方案
污水處理廠級的運營管理以污水處理工藝運行為中心,以污水處理工藝的穩定運行和保持生産設備良好狀态、出水水質達标排放為基礎,通過建立全廠生産過程控制體系,基于SCADA系統之上,将污水廠及下屬泵站的各類在線儀表、設備所反映的生産運行數據進行采集、傳輸、信息共享,利用計算機技術對這些數據進行篩選、分析,将運行管理人員關注的重點數據直觀的展現,然後借助污水處理工藝數學模型和專家系統對這些數據進行深入的數據挖掘和分析,實現污水處理廠工藝運行情況的分析預警、工藝異常處理的優選方案、各工藝運行單元以及全廠運行的優化調度分析方案、與工藝運行密切相關的設備性能分析、全廠運行成本分析等功能,從而輔助廠級管理人員提高工藝運行管理水平和綜合運營管理水平,最大程度的降低生産運行各個環節的電耗、藥耗,降低系統運行直接費用;最大程度的提高設備的使用效率和壽命,降低設備故障率,從而降低設備維修成本;提高運營管理工作效率,降低運行維護人員數量,節省人工成本;最終實現達标、穩定、高效、低耗的污水處理廠運行目标。
污水處理企業信息化系統體系見圖1。
從信息化管理系統體系來看,以數據共享和系統集成為主要思想,嵌入其他子系統和業務系統,形成實時在線的一體化數據管理平台,實現數據的統一管理、共享和挖掘。整個體系的建立過程需要與污水處理廠生産運行的安全保障體系和運行維護體系緊密結合,形成指導企業整體運營決策的工藝分析、設備分析、成本分析、風險分析等輔助決策工具,輔助企業決策層應對水務行業的激烈競争,實現企業發展的戰略目标和投資回報率的最大化。
3.信息化管理系統基本功能
污水處理企業日常生産管理工作的重點通常包括生産監控、運行管理、化驗室管理、設備檢修與維護、報表記錄等,在管理工作中建立了大量的數據記錄,在這些數據的基礎上可以進行數據挖掘、處理和分析,形成更加有效的數據結果,從而為生産管理帶來便利,提高分析和決策的科學性。
(1)遠程監控。該系統采用遠程監控技術,對污水處理廠進行工藝監控和視頻監控,以實現“無人值守”或“少人值守”為目标,降低監控管理的人工投入。
(2)設備管理。設備管理是通過對污水處理廠所有工藝設備進行監控和分析,建立包括儀表、設備等在内的資産檔案,記錄銘牌數據,根據運行時間和管理周期等多種方式對其檢修、保養、維修等行為進行全面系統的規劃和管理;同時,對所有備品配件進行統計和記錄,為設備的安全運行提供保障。
(3)電能管理。電能管理是通過自控系統采集廠區電能消耗情況,進行統計和分析,對全廠用電情況進行監視,按照工藝段或工藝車間進行橫向和縱向分析,并核算總能耗、單位能耗、工藝能耗等數據,為生産調度和科學決策提供依據。
(4)成本管理。成本管理是通過在線數據和離線數據兩種方式,統計企業生産運營中投入的電費、藥劑費、管理費、污泥處理費、人員工資等生産成本,進而統計出總成本和單位成本,在此基礎上,與收入進行合計,核算利潤等相關數據。
(5)報表管理。專門為污水處理廠設計用于進行報表生成、報表查詢和報表管理等工作的軟件模塊,以生産運行原始數據為基礎,結合化驗室數據和離線手工數據,按照管理需求,自動生成各種統計報表,可以采用集中部署,實現各工藝段數據接口與外部數據接口相關聯,自動上報給企業領導。
4.信息化建設的步驟
要成功構建污水處理信息化管理平台,必須遵循“整體規劃,分步實施”的原則。
(1)建立企業穩定可靠、數據規範、适用性強的生産數據庫,為今後實現全面信息化管理奠定堅實基礎。
(2)建立完善的企業綜合化的信息管理平台,解決企業各層級間信息傳遞脫節、“信息孤島”問題,将企業從廠站到公司甚至集團的信息流全面帶動起來,整合全企業的優勢資源,最大程度提高各運營單位的生産運行及管理水平,從而全面提升整體運營水平。
(3)結合企業多年運營形成的優秀經驗,建立符合企業自身特點的信息化管理體系,并在企業和各下屬廠站間實現規範化、标準化工作流程,提高管理水平,并實現有效監管。
(4)通過信息化手段的綜合運用,進行資源的合理配置和共享機制,改進現有一些重複繁冗的工作流程,簡化人員工作,提高工作效率。
(5)建立企業動态決策支持系統,實現專業化、科學化管理決策,為企業運營管理提供強有力依據。
(6)建立可快速複制和擴展的信息系統,高效應用到新接管的項目中,解決企業管理人才不足,管理模式落後,生産成本較高等問題。使新項目快速融入企業管理體系中。
(7)實現污水處理企業先進、高效的信息化管理模式,提高企業核心競争力。
5.應用效果分析
本系統已在海鹽縣城鄉污水處理廠應用,取得了良好的應用效果。該廠日處理量10萬m³,采用MBR和改良型氧化溝兩種工藝,出水分再生水和中水兩部分,自動化控制系統采用西門子和施耐德兩種PLC,上位監控系統采用InTouch SCADA組态軟件。
6.結束語
污水處理信息化管理系統是一項複雜的系統工程,信息化建設的最終目的和成果是與各項工作相結合,使信息化廣泛的應用于污水廠工作的各個方面和環節,更有效的進行運營管理,降低運營成本、提高企業的競争;同時,有助于建立标準化的管理體系,提高企業管理水平,提供高效的規範化服務。
(來源:開天源水務信息化)
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