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清華大學(xué)施漢昌:智慧水務(wù)在排水領(lǐng)域如何發(fā)揮更大效益

清華大學(xué)施漢昌:智慧水務(wù)在排水領(lǐng)域如何發(fā)揮更大效益

2021-07-30 14:04:35 5

伴隨著我國(guó)環(huán)境監(jiān)管的趨嚴(yán),以及政策層面對(duì)環(huán)境保護(hù)工作的高度重視,污水處理廠的穩(wěn)定運(yùn)行成為行業(yè)重點(diǎn)關(guān)注的話題。這一過(guò)程中,智慧水務(wù)的加持,為污水處理企業(yè)運(yùn)營(yíng)能力的提升帶來(lái)了助力。那么如何在排水領(lǐng)域更好的發(fā)揮智慧水務(wù)的優(yōu)勢(shì)和作用呢?

9月18日,在“2020(第十二屆)上海水業(yè)熱點(diǎn)論壇”現(xiàn)場(chǎng),清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院教授施漢昌以“智慧水務(wù)與排水系統(tǒng)的智能化技術(shù)”為主題,從智慧水務(wù)的發(fā)展歷程談起,重點(diǎn)分享了排水系統(tǒng)的智能化發(fā)展。他強(qiáng)調(diào),污水處理領(lǐng)域的智慧水務(wù)建設(shè),基礎(chǔ)薄弱、欠賬比較多,需要實(shí)事求是地推進(jìn)。

污水處理設(shè)備__全康環(huán)保QKEP

施漢昌

智慧水務(wù)從低谷期進(jìn)入平穩(wěn)發(fā)展期

智慧水務(wù)是把信息化、自動(dòng)化與人工智能深度融合于水務(wù)行業(yè)形成的新型精細(xì)化動(dòng)態(tài)運(yùn)行模式與管理系統(tǒng)。智慧水務(wù)的研究與應(yīng)用對(duì)象是人類(lèi)活動(dòng)涉及的水系統(tǒng),包括水源、供水、管網(wǎng)、處理廠和受納水體。目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)水資源的合理利用與水生態(tài)環(huán)境的有效保護(hù)。

施漢昌認(rèn)為,理想中的智慧水務(wù)是這樣一個(gè)系統(tǒng):從飲用水源和供水廠開(kāi)始,產(chǎn)生的污水進(jìn)行處理,處理后的污水通過(guò)管網(wǎng)和泵站輸送,流入受納水體。但這個(gè)過(guò)程中,不能給受納水體造成生態(tài)上的安全隱患,所以要搭配水環(huán)境監(jiān)測(cè)站,把數(shù)據(jù)通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)送到監(jiān)管中心,之后利用大數(shù)據(jù)來(lái)分析已經(jīng)獲得的大量信息,最后確定排除隱患所要采取的措施。

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在我國(guó),智慧水務(wù)的概念在2014、2015年左右逐漸被行業(yè)重視起來(lái),因?yàn)樗畡?wù)是智慧城市的一部分,智慧水務(wù)也隨著智慧城市一起發(fā)展起來(lái)。

2018年,受到經(jīng)濟(jì)大環(huán)境的影響,智慧水務(wù)的發(fā)展速度稍有放緩。到了2019年,智慧水務(wù)的發(fā)展熱度逐步得到恢復(fù),達(dá)到一個(gè)平穩(wěn)的狀態(tài)。施漢昌認(rèn)為,這符合任何一個(gè)新的科技技術(shù)的推廣規(guī)律。從國(guó)際上通用的Gartner技術(shù)成熟度曲線可以看出,智慧水務(wù)在經(jīng)歷了泡沫化低谷期后,逐步進(jìn)入到平穩(wěn)發(fā)展?fàn)顟B(tài)。

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“理想很豐滿(mǎn),現(xiàn)實(shí)很骨感?!痹诎l(fā)展過(guò)程中,智慧水務(wù)建設(shè)也面臨著諸多挑戰(zhàn),尤其是我國(guó)對(duì)環(huán)境監(jiān)管的趨嚴(yán),更加劇了挑戰(zhàn)的難度。施漢昌指出,首先,面對(duì)高排放標(biāo)準(zhǔn),很多傳統(tǒng)污水處理廠的工藝設(shè)計(jì)不夠合理,按照原來(lái)的思路走智慧水務(wù)的路線已經(jīng)行不通,需要做出相應(yīng)的調(diào)整。其次,污水處理廠的個(gè)性化與進(jìn)水的復(fù)雜性使運(yùn)行規(guī)律不夠清晰;三是,現(xiàn)在很多水廠的設(shè)備儀表完好率比較低,故障率比較高;四是,傳統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)和管理習(xí)慣比較粗放,信息數(shù)據(jù)規(guī)范性較差;同時(shí),污水處理系統(tǒng)的大遲滯特性需要前饋控制的配合。以信息公司主導(dǎo)的智慧水務(wù)系統(tǒng),缺乏專(zhuān)業(yè)技術(shù)支撐。

施漢昌認(rèn)為,智慧水務(wù)對(duì)于水行業(yè)來(lái)講,是工業(yè)4.0智能化的內(nèi)容。水務(wù)行業(yè)的工業(yè)1.0和工業(yè)2.0完成的比較好,但是與類(lèi)似化工、石化、機(jī)械等行業(yè)比,水行業(yè)在工業(yè)3.0階段,自動(dòng)化做的相對(duì)落后。到了工業(yè)4.0時(shí)代,還要迅速補(bǔ)齊3.0時(shí)代落后的短板部分。要把污水廠排水系統(tǒng)的自動(dòng)化水平逐漸完善提高,這樣才可以適應(yīng)智能化的需求。

“解決問(wèn)題的過(guò)程就是發(fā)現(xiàn)機(jī)遇的過(guò)程?!笔h昌指出,要真正解決問(wèn)題,首先要優(yōu)化工藝,依據(jù)進(jìn)、出水的特點(diǎn),優(yōu)化工藝條件和運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行技改;其次,要提升裝備,淘汰不良裝備,加強(qiáng)運(yùn)維,提升穩(wěn)定性和可調(diào)節(jié)性;三要規(guī)范管理,改粗放管理為精細(xì)化管理,實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的規(guī)范化;四要凝練模型,理論+實(shí)踐的分析總結(jié),實(shí)現(xiàn)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的數(shù)字化。

在解決問(wèn)題方面,業(yè)內(nèi)已經(jīng)有一些企業(yè)走在了前面,比較有代表性的是北控水務(wù)。施漢昌介紹,北控水務(wù)在智能排水技術(shù)的探索上,做出了很好的成績(jī)。

北控水務(wù)發(fā)布了“污水廠數(shù)字雙胞胎”概念版,以實(shí)際水廠為藍(lán)本,整合靜態(tài)數(shù)據(jù)、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)和生產(chǎn)管理數(shù)據(jù),通過(guò)機(jī)理模型分析和大數(shù)據(jù)分析等方法,將水廠過(guò)去、現(xiàn)在和未來(lái)的狀態(tài)進(jìn)行直觀的呈現(xiàn)和預(yù)測(cè),并結(jié)合專(zhuān)家系統(tǒng)提出建議,為運(yùn)營(yíng)管理提供決策支持,并實(shí)現(xiàn)高度保障、管理高效、成本優(yōu)化和產(chǎn)能挖潛的目的。為實(shí)現(xiàn)北控水務(wù)高效卓越運(yùn)營(yíng)管理提供了支撐,通過(guò)全流程的智能化控制,北控水務(wù)運(yùn)行的很多水廠實(shí)現(xiàn)了節(jié)能降耗,實(shí)現(xiàn)了整體成本的降低。

污水處理設(shè)備__全康環(huán)保QKEP

智慧水務(wù)共享技術(shù)平臺(tái)的建設(shè)

清華大學(xué)和北京協(xié)同創(chuàng)新研究院在“智慧水務(wù)共享技術(shù)平臺(tái)”的建設(shè)上做了很多探索,施漢昌介紹,智慧水務(wù)共享技術(shù)平臺(tái)的建設(shè),包括飲用水源安全管理、污水處理優(yōu)化運(yùn)行、排水管網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)營(yíng)和受納水體安全管理四個(gè)板塊,智慧水務(wù)共享技術(shù)平臺(tái)的這四個(gè)板塊通過(guò)一個(gè)用戶(hù)友好對(duì)的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)水務(wù)領(lǐng)域共性先進(jìn)技術(shù)的資源共享。

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這個(gè)平臺(tái)包括了整個(gè)水務(wù)行業(yè)涉及到的各方面內(nèi)容。如污水處理廠智能化控制系統(tǒng)、智能加藥系統(tǒng)、精確曝氣系統(tǒng),以及排水管網(wǎng)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)等等。同時(shí)在飲用水方面,平臺(tái)的特色之一是對(duì)生物毒性和微量污染物的自動(dòng)監(jiān)測(cè)和預(yù)警。在受納水體方面,平臺(tái)比較有特色的技術(shù)是高密度監(jiān)測(cè)和快速檢測(cè)。目前這兩方面還在發(fā)展,總的來(lái)講,平臺(tái)具有監(jiān)測(cè)、預(yù)警、控制、評(píng)估的功能。

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編輯:李曉佳

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