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展望“十二五”水處理自動化的新熱點

摘要：隨著水體污染控制與治理科技重大專項啟動一年多來以來，中國的水務市場將在相當長的一段時期持續(xù)保持15%的年增長率。2010年，我國供水投資將達到2000億元；同時，污水處理率將達到60%，用于污水處理的總投資將達到4000億元。

自動化、信息技術是水行業(yè)開展節(jié)能減排的重要手段。專家表示，未來水處理控制系統(tǒng)將是集計算機技術、信息技術、自動化技術、網絡技術、智能化于一體的系統(tǒng)。水處理工業(yè)自動化控制的網絡化作業(yè)、智能化作業(yè)將成為未來發(fā)展的主導優(yōu)勢。在“十二五”即將開局之際，筆者從行業(yè)的角度，探討了水處理行業(yè)中的市場趨勢與技術熱點。

“十二五”水處理自動化市場巨大

　　環(huán)保部科技標準司司長趙英民表示，“‘十二五’總體戰(zhàn)略將從‘十一五’的‘控源減排’向‘減負修復’過度”。技術產業(yè)化與強調企業(yè)管理和技術的介入，也正是我們環(huán)境事業(yè)全面走向實踐的有力保障。目前，工業(yè)企業(yè)處于基本達標狀態(tài)，深度和穩(wěn)定性都不夠，“十二五”期間要使其達到在達標基礎上，進一步按照區(qū)域總量控制的要求深化治理。

　　“十二五”期間，投入的污水處理廠建設規(guī)模約3000~5000萬t。已建成的污水處理廠要加強運營的監(jiān)管，包括污水處理廠負荷率的提升、污水收集管網的完善、污泥處理處置設施的建設運行，再生水的利用。同時將加強畜禽企業(yè)的廢物綜合利用和農村綜合環(huán)境治理。

　　統(tǒng)計顯示，截至2009年底，全國設市城市、縣及部分重點建制鎮(zhèn)累計建成城鎮(zhèn)污水處理廠1993座，總處理能力超過1億立方米／日。正在建設的污水處理項目2360個，可新增污水處理能力約6400萬立方米/日，在建和已建項目處理能力總和預計可達1.6億立方米／日，成為污水處理能力短期內增長最快的國家之一。

　　自動化、信息技術是水行業(yè)開展節(jié)能減排的重要手段，水工業(yè)市場的快速壯大為自動化企業(yè)帶來了巨大的市場機遇。“推動水行業(yè)提升自動化水平，用信息技術武裝水行業(yè)”，工信部節(jié)能司綜合利用處處長黃建忠表示，自動化、信息化技術將解決水行業(yè)生產水、供水的過程控制與管理智能化，從而可以最大限度地減少水資源的浪費，最大程度地實現(xiàn)環(huán)境保護和最大限度的水的循環(huán)利用。

新興自動化技術在水處理中的應用

　　隨著現(xiàn)代化進程的不斷加深，計算機和網絡技術的不斷發(fā)展，以及自動化領域的不斷延伸，自動化技術也越來越多的深入到水處理行業(yè)中云，發(fā)揮其控制、監(jiān)測等作用，提高了行業(yè)的效率和先進性。

　　進入21世紀，水處理自動化技術進入了管控一體化綜合集成階段，管控一體化系統(tǒng)將所有底層現(xiàn)場的電氣控制、過程控制、運動控制和數(shù)以萬計的儀器儀表測試系統(tǒng)都高度、有機地融合在綜合自動化網絡上。從自動化控制和生態(tài)管理到企業(yè)全方位管理的信息數(shù)據(jù)全部集成，再不是過去的plc、dcs、fcs的自動化孤島，實現(xiàn)了管理信息系統(tǒng)、生產監(jiān)控系統(tǒng)和生產決策系統(tǒng)的有機融合。

　　隨著兩化融合的深入推進、物聯(lián)網等新興技術的興起，毫無疑問在線狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)、無線傳感器和無線網絡技術、決策支持技術等被相關自動化企業(yè)成功應用到水處理當中。

　　水廠水處理中水泵機組是非常重要的設備，其運行狀況的好壞影響著整個生產能否正常運行。因此通過泵組在線狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)來了解和掌握設備在使用過程中的實時狀態(tài)、早期發(fā)現(xiàn)異常并提供早期的預警，降低了維修成本、增強了設備的可靠性。目前，新型的泵組在線狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)具有實時狀態(tài)監(jiān)測、故障預警、優(yōu)化運行參數(shù)、故障現(xiàn)場判斷、遠程診斷、狀態(tài)報告等功能。如亞控的自動化能夠將全站泵組、電氣系統(tǒng)、公用油、水、氣系統(tǒng)、閘門控制系統(tǒng)、勵磁系統(tǒng)及直流系統(tǒng)等大型復雜系統(tǒng)實時狀態(tài)以模擬動畫、視頻影像、gis信息高度集成的形式在scada畫面上顯示，形成數(shù)據(jù)模擬與視頻影像、gis系統(tǒng)無縫集成的監(jiān)控方式，保證泵站更加安全、可靠、經濟地運行。

　　無線傳感網絡以其低功耗、低成本、分布式和自組織的特點帶來了信息感知的一場變革。在水處理中，可以利用無線傳感網絡實現(xiàn)對水質的無線遠程監(jiān)測。利用無線傳感及無線網絡技術并采用zigbee無線通信和gprs遠程通信技術相結合的方式來實現(xiàn)水質的遠程監(jiān)測。如，上海正偉gprs無線水質監(jiān)測系統(tǒng)，集自動化、即時化、智能化于一體。該系統(tǒng)可以對排污口污水的ph值、do、溫度、電導和排污流量進行實時監(jiān)控，通過gprs/cdma無線終端將數(shù)據(jù)傳送到監(jiān)控中心和環(huán)境管理部門，工作人員可以在監(jiān)控中心或辦公室進行遠程監(jiān)測，隨時得到即時數(shù)據(jù)報告，實現(xiàn)遠端無人值守。同時運用gprs/cdma無線網絡還可把中心采集的水質信息發(fā)送到led顯示屏上，且可隨時更新屏幕的內容。

　　優(yōu)化決策支持。無論在何種生產技術中，不管做了什么樣的改變，目的都是為了提高生產效率、減少人、物力消耗，節(jié)省能耗降低成本。但是水廠建成自動化系統(tǒng)后能否真正減低成本，或者說實現(xiàn)生產過程優(yōu)化經濟運行，則還需要另一先進技術的支持。優(yōu)化決策支持即在自動化控制運行基礎上進一步挖掘運行成本潛力，保證生產過程中水質實時能觀性及能控性，實現(xiàn)水廠的工藝優(yōu)化決策運行，節(jié)能能耗及物耗，降低運行成本。

　　實踐證明，經由優(yōu)化決策支持達到了節(jié)能、減耗的效果，通過機組優(yōu)化組合的運行使綜合效率提高了1～1.5%左右。大保證水質的情況下，通過合理控制原材料分配，每日生產成本核算有3%左右的節(jié)約。

　　廣東省科學院自動化工程研制中心主任程滔波表示，未來水處理控制系統(tǒng)將是集計算機技術、信息技術、自動化技術、網絡技術、智能化于一體的系統(tǒng)。水處理工業(yè)自動化控制的網絡化作業(yè)、智能化作業(yè)將成為未來發(fā)展的主導優(yōu)勢。而這一切都將離不開自動化技術的發(fā)展與進步。水處理行業(yè)的自動化技術應用為提高水質量、保障供水、優(yōu)化成本提供了重要的技術支持和保障。

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