智能化信息技術在污水處理中的應用

郝建茹

（普烜物聯網智能科技（南京）有限公司，江蘇 南京 210000）

前言

水資源是社會重要的基礎資源，隨著人類的增長和社會發展，對水資源的需求與消耗也越來越大，水資源安全已經越來越受到各國的重視。污水處理是實現水資源循環利用的重要方式之一，而且在回收利用水資源的同時還可以降低環境污染。但是污水處理的能耗較高，其效益與成本常常不成正比，這也造成了很多城鎮的中小學污水處理廠并未投入運行之中。污水處理過程中的消耗主要包括電能、水污染處理藥劑以及燃料等，其中電能消耗占比70%以上。影響污水處理廠能耗的因素主要是環境、水污染處理工藝以及污水處理系統的自動化程度。其中自動化程度是主要的因素之一，智能信息化技術可以有效提高污水處理的自動化程度，降低污水處理中資源的消耗與人力的投入，并提高污水處理過程中的實時監測能力，可以較為有效的提高污水處理的效果。

1 污水處理運營過程中智能化信息技術的特點

智能化信息技術是現代社會中發展最為迅速的技術之一，其可以有效降低人力勞動程度，提高工作效率，已經在各行各業中獲得了極為廣泛的應用。智能化信息技術是多種技術的統稱，其主要包括了大數據技術、物聯網技術、通信技術、數字技術、計算機技術、自動控制技術以及人工智能技術等。將智能化信息技術應用到污水處理之中可以有效提高污水處理的數據收集、分析、處理、存儲以及控制等能力。提高污水處理效率，降低人力成本與物力成本。綜合而言，在污水處理中，智能化信息技術的應用主要有如下的特點：

（1）現代社會生產生活中污水的來源的數據量非常龐大，智能化信息技術中的大數據技術可以有效提高數據采集的效率和全面性，并且通過云技術進行在線分析處理，有效提高了污水數據信息的處理分析速度，有助于針對污水的來源進行治理。

（2）現代社會生產生活中污水的類型非常多，智能化信息技術可以全面的對污水的類型進行分析，根據污水污染程度與污染物的不同進行分類處理，提高污水處理的準確性和高效性。

（3）相比于傳統的污水數據信息分析技術而言，智能化信息技術的數據分析處理速度極快，可以通過超級計算機在云端進行分析，極大的提高了污水處理信息的分析效率，有助于自動控制技術的應用。

（4）在現代社會生產生活中大部分的單一污水數據信息的價值不足，并不能真實反應出污水處理的難度。傳統的數據分析處理方式需要對數據信息進行甄別，效率極低。而智能化信息技術是對所有數據進行全面分析，不放過任何一個小數據，因此其反應的結果的價值更高和更全面，可參考性更強。

2 污水處理中智能化信息技術應用存在的問題

雖然智能化信息技術應用到污水處理之中可以有效降低污水處理的成本，提高污水處理的效率。但是在實際中也存在著一些問題影響智能化信息技術在污水處理中的使用，因此在污水處理中應用智能化信息技術一定要注意以下幾個問題：

2.1 信息安全性問題

信息安全是現代社會中存在最大的威脅之一，雖然污水處理的數據信息看起來普通，但是其實它包含了很多關乎于個人信息安全的信息，通過專業的數據分析軟件從污水數據信息中可以獲得大量非常具有價值的信息。但是在污水處理的智能化信息技術應用中，現階段對于信息安全的重視性還非常不足，智能化信息技術在污水處理中需要大量的數據交互，這個過程中非常容易造成信息泄露，尤其是部分不法人員的惡意挖掘數據，非常容易造成大量用戶的個人信息泄露。

2.2 數據完整性問題

智能化信息技術在污水處理中的高效性基于數據的完整程度，但是現階段由于污水處理系統中信息安全的防護不足，很容易導致黑客惡意入侵，對系統數據信息進行惡意篡改、刪除等操作，破壞污水數據信息的完整性，導致數據丟失，從而影響污水處理的效率和準確性。造成污水處理效果不佳，導致環境污染等問題。

2.3 智能化信息技術系統拒絕服務的問題

雖然智能化信息技術的污水處理極為高效，但是其主要是依賴信息設備、數據服務器等實現自動化控制操作。一旦信息設備、數據服務器出現故障、訪問量超出數據服務器的承載能力、地震等不可控因素造成服務器物理損壞等，那么就會造成系統宕機問題，影響污水處理系統的正常運行，拒絕進行污水處理服務。

3 智能化信息技術在污水處理中的應用

3.1 物聯網技術在污水處理中的應用

物聯網是通過互聯網將物體上的智慧芯片連接起來，實現萬物的自動智慧化，對通訊技術的數據連通速度要求特別高。物聯網通過移動互聯網連接終端設備與智慧中心，在生活中將帶來越來越大的便利，物聯網時代是未來的大趨勢，應用非常廣泛，比如物流、環境監測、智能交通等，直至萬物互聯。

將物聯網技術應用到污水處理中可以極大的提高污水處理的效力和智能化程度。尤其是應用到污水處理廠的設備之中，可以有效實現智能自動化分污水處理。通過物聯網技術將污水處理廠的各種傳感器進行相連，提高針對污水處理的實時監測能力，數據獲取后傳輸到決策中心，決策中心可以根據數據分析處理的結果實時調整污水處理的各個流程，比如閥門的開度、藥物的添加量、溫度和PH 的控制等。而且可以針對緊急情況進行應急處理，降低事故造成的損失。

3.2 大數據技術在污水處理中的應用

大數據技術是近年來發展起來的一種數據分析技術，其主要的特點是可以對大量數據進行全面準確快速的分析，并提供可供參考的結果。隨著現代社會生活水平的提高，污水的來源與類型越來越多樣化，且存在著顯著的動態變化性的特點。傳統的數據分析技術由于數據處理能力不足，需要先對污水信息進行甄選，提取價值較高的信息進行分析，分析的結果的全面性與代表性不足。而大數據技術可以將所有的數據采集起來集中進行分析，數據分析的全面性極高，即便是價值較低的數據，通過整合后也可以體現出較高的價值。

大數據技術應用與污水處理中可以建立科學的污水處理數學模型，該模型對污水處理具有一定的指導意義，且可以建立污水處理的平臺，該平臺可以實時展現污水處理的情況，并與超標的企業進行聯系，為節能減排提供指導。

4 智能化信息技術應用與污水處理廠自動控制系統的結構設計

目前污水處理廠的二級處理系統主要是采用CAST工藝（循環式活性污泥法），具體過程是將待處理的污水通過提升泵站運送到粗、細格柵處攔截處理，攔截處理后再流入沉砂池中進行沉淀處理，最后經過CAST 生化池和紫外線消毒處理，成為可循環利用的無害水。智能化信息技術主要是對污水處理廠的主要污水處理設備進行控制，實現自動化污水處理過程。控制系統主要包括執行層、設備控制層以及中央監控層。他們之間都是通過獨立的控制器進行工藝連接的，每臺控制器都可以看做獨立的控制站，它可以獨立的發送指令到設備之中，同時可以匯總污水處理線程的數據，并對反饋信息作出處理和回應。整個智能化信息技術包括四個控制站組成，以下分別介紹：

4.1 污泥脫水機房工作站

污泥脫水機房工作站也叫一級控制站，其主要的任務是對污水處理廠的進水水質進行監控采集，根據水質的處理需求對應的調整格柵系統、旋流沉砂系統和污泥濃縮系統，并對每個系統工序的處理數據進行采集并分析，然后通過反饋進行設備調整，保證污水處理的第一道工序的處理效果達標。

4.2 鼓風機房工作站

鼓風機房工作站又叫二級控制站，是污水處理的第二道系統工序。它的工作任務是對CASS 池的水質進行監控和數據采集，并實時調整監視攪拌系統、潷水系統和曝氣系統，根據實時的反饋信號和數據變化，對其中的主要設備進行控制，保證污水處理效果達標。

4.3 曝氣生物濾池工作站

曝氣生物濾池工作站是污水處理的第三道系統工序，對應的也叫作三級控制站。三級控制站主要是對曝氣生物濾池的水質進行監控和數據采集，并實時監控調整二次提升系統、曝氣系統和反沖洗系統，對其中的主要設備數據進行采集并根據數據變化控制設備運行，保證污水處理的效果達到預期。

4.4 V 型濾池工作站

V 型濾池工作站是污水處理系統的最后一道系統工序，也叫作四級控制站。四級控制站主要是監控V 型濾池的水質，并采集對應數據，然后根據數據變化實時調整反沖洗系統和出水系統運行設備的工作狀態，保證最后一道工序完成，污水處理效果整體達標。

5 結束語

污水處理具有非線性、時變性以及不確定性的特點，在中小型污水處理廠建立智能化信息技術，可以實現指令自動發送，及時對反饋信號做出反應，從技術和管理上簡化了工藝流程，保證污水處理設備與污水處理的流量適配，提高污水處理效率，降低污水處理無意義的能耗。中小型污水處理廠應用智能化信息技術，不僅更為靈活，而且還降低了人工成本，通過對各個子系統的適當調控，對當前污水處理的實際需求進行相應的處理，既保證了污水處理的效果同時也降低了污水處理的成本。現代科技發展迅速，未來必將出現更多的新技術新設備提高污水處理的效益，而污水處理廠也應該與時俱進，積極發展，跟上時代的步伐。