隨著水體污染控制與治理科技重大專項(xiàng)啟動一年多來以來，中國的水務(wù)市場將在相當(dāng)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(dá)到2000億元；同時，污水處理率將達(dá)到60%，用于污水處理的總投資將達(dá)到4000億元。
自動化、信息技術(shù)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(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動化技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、智能化于一體的系統(tǒng)。水處理工業(yè)自動化控制的網(wǎng)絡(luò)化作業(yè)、智能化作業(yè)將成為未來發(fā)展的主導(dǎo)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(shù)熱點(diǎn)。
亞控水處理自動化解決方案
“十二五”水處理自動化市場巨大
環(huán)保部科技標(biāo)準(zhǔn)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(fù)修復(fù)’過度”。技術(shù)產(chǎn)業(yè)化與強(qiáng)調(diào)企業(yè)管理和技術(shù)的介入，也正是我們環(huán)境事業(yè)全面走向?qū)嵺`的有力保障。目前，工業(yè)企業(yè)處于基本達(dá)標(biāo)狀態(tài)，深度和穩(wěn)定性都不夠，“十二五”期間要使其達(dá)到在達(dá)標(biāo)基礎(chǔ)上，進(jìn)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(shè)規(guī)模約3000~5000萬t。已建成的污水處理廠要加強(qiáng)運(yùn)營的監(jiān)管，包括污水處理廠負(fù)荷率的提升、污水收集管網(wǎng)的完善、污泥處理處置設(shè)施的建設(shè)運(yùn)行，再生水的利用。同時將加強(qiáng)畜禽養(yǎng)殖企業(yè)的廢物綜合利用和農(nóng)村綜合環(huán)境治理。
統(tǒng)計(jì)顯示，截至2009年底，全國設(shè)市城市、縣及部分重點(diǎn)建制鎮(zhèn)累計(jì)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(shè)的污水處理項(xiàng)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(xiàng)目處理能力總和預(yù)計(jì)可達(dá)1.6億立方米／日，成為污水處理能力短期內(nèi)增長最快的國家之一。
自動化、信息技術(shù)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(jī)遇。“推動水行業(yè)提升自動化水平，用信息技術(shù)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(shù)將解決水行業(yè)生產(chǎn)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(fèi)，最大程度地實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)和最大限度的水的循環(huán)利用。
新興自動化技術(shù)在水處理中的應(yīng)用
隨著現(xiàn)代化進(jìn)程的不斷加深，計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，以及自動化領(lǐng)域的不斷延伸，自動化技術(shù)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(jìn)性。
進(jìn)入21世紀(jì)，水處理自動化技術(shù)進(jìn)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(yùn)動控制和數(shù)以萬計(jì)的儀器儀表測試系統(tǒng)都高度、有機(jī)地融合在綜合自動化網(wǎng)絡(luò)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(shí)現(xiàn)了管理信息系統(tǒng)、生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)和生產(chǎn)決策系統(tǒng)的有機(jī)融合。
隨著兩化融合的深入推進(jìn)、物聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)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(wǎng)絡(luò)技術(shù)、決策支持技術(shù)等被相關(guān)自動化企業(yè)成功應(yīng)用到水處理當(dāng)中。
水廠水處理中水泵機(jī)組是非常重要的設(shè)備，其運(yùn)行狀況的好壞影響著整個生產(chǎn)能否正常運(yùn)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(shè)備在使用過程中的實(shí)時狀態(tài)、早期發(fā)現(xiàn)異常并提供早期的預(yù)警，降低了維修成本、增強(qiáng)了設(shè)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(shí)時狀態(tài)監(jiān)測、故障預(yù)警、優(yōu)化運(yùn)行參數(shù)、故障現(xiàn)場判斷、遠(yuǎn)程診斷、狀態(tài)報告等功能。如亞控的自動化軟件能夠?qū)⑷颈媒M、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(fù)雜系統(tǒng)實(shí)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(jīng)濟(jì)地運(yùn)行。
無線傳感網(wǎng)絡(luò)以其低功耗、低成本、分布式和自組織的特點(diǎn)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(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對水質(zhì)的無線遠(yuǎn)程監(jiān)測。利用無線傳感及無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)并采用ZIGBEE無線通信和GPRS遠(yuǎn)程通信技術(shù)相結(jié)合的方式來實(shí)現(xiàn)水質(zhì)的遠(yuǎn)程監(jiān)測。如，上海正偉GPRS無線水質(zhì)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(dǎo)和排污流量進(jìn)行實(shí)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(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測，隨時得到即時數(shù)據(jù)報告，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)端無人值守。同時運(yùn)用GPRS/CDMA無線網(wǎng)絡(luò)還可把中心采集的水質(zhì)信息發(fā)送到LED顯示屏上，且可隨時更新屏幕的內(nèi)容。
優(yōu)化決策支持。無論在何種生產(chǎn)技術(shù)中，不管做了什么樣的改變，目的都是為了提高生產(chǎn)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(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程優(yōu)化經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，則還需要另一先進(jìn)技術(shù)的支持。優(yōu)化決策支持即在自動化控制運(yùn)行基礎(chǔ)上進(jìn)一步挖掘運(yùn)行成本潛力，保證生產(chǎn)過程中水質(zhì)實(shí)時能觀性及能控性，實(shí)現(xiàn)水廠的工藝優(yōu)化決策運(yùn)行，節(jié)能能耗及物耗，降低運(yùn)行成本。
實(shí)踐證明，經(jīng)由優(yōu)化決策支持達(dá)到了節(jié)能、減耗的效果，通過機(jī)組優(yōu)化組合的運(yùn)行使綜合效率提高了1～1.5%左右。大保證水質(zhì)的情況下，通過合理控制原材料分配，每日生產(chǎn)成本核算有3%左右的節(jié)約。
廣東省科學(xué)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(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動化技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、智能化于一體的系統(tǒng)。水處理工業(yè)自動化控制的網(wǎng)絡(luò)化作業(yè)、智能化作業(yè)將成為未來發(fā)展的主導(dǎo)優(yōu)勢。而這一切都將離不開自動化技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步。水處理行業(yè)的自動化技術(shù)應(yīng)用為提高水質(zhì)量、保障供水、優(yōu)化成本提供了重要的技術(shù)支持和保障。
