智能控制与节能管理：突破污水处理厂运营管理困局

         由北京金控自动化技术有限公司与北京工商大学联合研究开发的“城市生活污水处理厂智能控制与节能管理系统（改良氧化沟专用版）”在邵阳市污水处理厂成功应用，取得了较高的节能效益。
　　邵阳市污水处理厂一期工程日处理量10万吨，设计进水COD 280mg/L，采用改良型氧化沟工艺，总投资1.5亿元人民币，于2008年3月竣工验收，并正式投产。该厂采用了北京金控自动化技术有限公司具有自主知识产权的“城市生活污水处理厂智能控制与节能管理系统（改良氧化沟专用版）”，实现了该厂污水处理过程的优化控制。经过初步测算，采用此智能控制与节能管理系统之后，邵阳市污水处理厂的运行电耗较设计降低43%，年节约电能约350万度，合计电费238万元，单位污水处理费只有0.166元/吨。同时，通过优化控制，将该厂的污水处理能力提高了60%，达到日处理量16万吨，相当于节省固定投资4000万元。
　　此项高新技术突破了以往污水处理厂经营效率低下的困境，给污水处理厂节能控制与运营管理带来了新希望。为此，中国水网记者走访了此项技术的两位核心成员：北京工商大学信息工程学院刘载文院长和北京金控自动化技术有限公司总经理杨斌，一探究竟。

　　刘载文院长分析了一下目前污水处理检测方面存在的诸多弊端，如取样时间间隔长、某些指标不能实现实时检测或由于成本高而未实时检测、固定曝气使得电能消耗大、突发检测不及时等，他指出，解决这些问题的关键在于，要转变“开环控制”的观念实现“闭环控制”，而实现“闭环控制”的基础是进行实时检测，同时，通过部分容易实时检测的指标，如DO、PH、氨氮等，运用“软测量”、“建模”等方法推算出其他实际中不易实时监测的指标，如BOD5、COD等，实现污水处理厂各项指标实时检测的功能。
　　在节能减排大的背景下，“十一五”期间单位国内生产总值能耗降低20％左右，主要污染物排放总量减少10％，全国设市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。杨斌告诉水网记者，当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的节能降耗和运营管理已经成为业内的热点话题。但是，当前污水处理厂的运营现状却不容乐观，主要存在以下几个方面的问题：
　　一、污水处理厂运营绩效不高，负荷率低，全国污水处理厂的平均负荷率为63.74（2008年数据），有机物去除率低，出水水质波动较大；
　　二、运营集成化管理程度较低，管理人员素质水平普遍不高，无法充分发挥现有设备的能力；
　　三、单位运营成本与能耗较高，先进的智能技术、工艺技术等没有应用到生产过程中。
　　杨斌强调，目前很多污水处理厂的经营效率低下导致了严重的能源二次浪费，为此，必须将污水处理厂的生产运营水平提高至一个合理的高度才能避免能源的二次浪费，才能彻底实现真正意义上的节能减排。其主要途径之一就是将先进的、成熟的智能技术运用到污水处理的生产过程。
　　“该系统是专门用于城市生活污水处理厂优化运行与节能降耗的自动化控制与管理系统，通过采用模糊控制、神经网络、专家系统、遗传算法等智能控制技术，达到污水处理过程的节能降耗，其核心技术达到国际先进、国内领先水平”，刘院长介绍说，“根据污水处理的工艺不同分为A/A/O氧化沟工艺、卡式氧化沟工艺、CASS工艺、SBR工艺等多个版本，工艺不同其控制方案也不同，针对不同的污水处理厂情况，量身定制，实现个性化的服务。”
　　那么前期的投入会不会很高呢？“在污水处理厂自动控制系统正常运行、仪表安装位置恰当并检测数据正常的情况下，只需要投入一套软件的费用，该软件具备通用监控软件的全部功能”，杨斌补充说，“我们系统能带来节能和管理上的更大的收益，远远超过了成本的投入，而且使用非常方便，能够根据现象，分析问题，通过专家系统及时提供解决方法，实用性极强。”
　　据中国水网的数据统计，截止到2008年5月底，全国建成并运营的污水处理厂有1408座，如果采用此项智能控制与节能管理系统，能节省不少成本并优化处理厂的运营管理，创造多赢局面，这将是一个非常具有潜力的市场。