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張泳（1971-）

男，高級工程師，注冊電氣工程師，現任天津市市政工程設計研究院給排水分院電氣自動化專業技術負責人，青年首席設計師。1993年畢業于重慶建筑工程學院電氣自動化專業，2002年獲得天津大學電氣工程碩士學位。從參加工作以來，一直從事市政工程中的電氣、自動化設計工作，具有扎實的理論基礎和工程設計經驗，擔任多項大型市政工程、重點項目的專業負責人（鄭州市污水處理廠、石家莊橋西污水處理廠中水回用、湖北省宜昌市三峽壩區固體廢棄物處理場、天津市咸陽路污水處理廠、安哥拉萬博市供水系統改造、鄭州市馬頭崗污水處理廠、咸陽路污水處理廠升級改造工程、中新天津生態城污水庫治理、天津市張貴莊污水處理及再生利用工程等），并有針對性地提出了若干控制策略指導工程實踐。

“十二五”期間，我國將投入的污水處理廠建設規模約3000~5000萬噸，預測水務市場的年增長率不低于15%。同時，環保部專家指出，“十二五”期間，我國環保總體戰略將從“十一五”的“控源減排”向“減負修復”過度，已建成的污水處理廠同時要加強運營的監管，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。水工業市場的快速增長和壯大為自動化企業帶來了巨大的市場機遇，自動化技術將解決污水處理、污泥處理、污水再生利用的過程控制，信息化、智能化管理，為減少水資源的浪費，實現水資源的循環利用，修復生態環境發揮重要的作用。對此，筆者采訪了天津市市政工程設計研究院高級工程師張泳，他就目前我國市政水處理行業發展、自動化技術的應用情況及未來機會等方面為我們進行了詳細的講解。

解讀“十二五

“十二五”規劃綱要中，明確提出要加大環境保護力度，落實減排目標責任制，強化污染物減排和治理，增加主要污染物總量控制種類，加快城鎮污水、垃圾處理設施建設。同時要完善環境保護科技和經濟政策，建立健全污染者付費制度， 建立多元環保投融資機制，大力發展環保產業。天津市政研究設計院工程師張泳認為，從上述闡述中，可以解讀出：（1）城鎮污水處理設施的建設要加快。雖然近年來我國城鎮污水處理能力快速增長，污水處理率有明顯提高，但是與發達國家相比、與水資源消耗總量及水資源的重復利用總量相比，污水處理設施的建設依然存在較大的差距，欠賬還較多。（2）增加主要污染物總量控制種類，即水處理行業的標準要提高。我國現有的污水處理設施，大部分按照《污水綜合排放標準》GB8978中規定的二級排放標準設計，對出水的主要監測指標包括：COD、BOD、SS、總氮、氨氮、總磷、色度、pH、糞大腸菌群等指標，而對其他指標一般不做監測。增加主要污染物總量控制種類，必然帶來處理工藝和相關設備、技術的調整和變化。（3）建立健全付費制度， 建立多元環保投融資機制，發展環保產業，意味著今后以政府作為投資主體的水處理項目建設、運營方式，將轉變為以企業等多元化投資為主，市場化運作的模式。新建項目將主要以BOT方式建設、運營，現有項目將通過TOT方式轉讓、運營。

自動化系統商機巨大

在我國現有的市政水處理工程中，污水處理廠通常采用PLC作為現場站的主控制器，輔以人機界面、水質檢測、監測及顯示儀表，而從整個公司（水務集團） 的管理層面而言， 又往往應用SCADA系統進行宏觀的指揮、調度和管理，達到“集中指揮，分散控制”的效果和要求。張泳告訴記者，對于市政水處理自動化市場，尚未有直接的統計數據。但是據不完全統計，“十一五”期間，我國年新增污水處理能力大約為750億至900億噸，對應的年設備價值超過130億至160億元人民幣。通常我們把水處理工程中的儀表、控制和自動化技術作為水處理工程中自動化系統的組成，如果按此組成測算，“十一五”期間，用于污水處理的自動化系統的年設備價值超過13億至24億元人民幣。而在各地對現有污水處理廠的提標改造、污水再生利用項目中，自動化系統也存在著巨大的商機。

差距依然明顯

水處理是一個非常復雜的過程，同時由于國內水處理行業的特點和經營模式，往往需要進行多層次、多步驟的控制管理。從實現各種步驟與功能的現場站，到污水處理廠（運營），到上一級的管理公司（水務集團），再到相關的監測機構（環保部門），涵蓋了控制、執行、調度、管理、診斷、監測等多種功能和任務，現代的水處理工業如果脫離了自動化技術，可以說根本無法有效運轉，更無法達到穩定、安全可靠等方面的高要求。

我國從成套引進、借鑒國外自動化系統技術，到根據不同的水處理工藝流程，自主選擇、設計相應的自動化系統，應該說進步很快，但依然存在一定的差距。

在國外水處理行業中，理想的自動化系統應該包括四個功能部分：（1）高素質的團隊，對系統和處理廠具有較深的認識，可以不斷促進系統的發展。（2）完善的監控系統，可以收集、處理和顯示數據；發現并消除異常；分析和判斷。（3）滿足運行目標的控制系統。（4）可以收集大量過程信息的儀表系統。目前國內水處理行業在上述自動化系統的四個功能中的第二項功能上有所欠缺，主要是分析和判斷不具有針對性和指導性，第一和第三項功能基本未實現。沒有一個促進水處理自動化系統技術進步、發展的環境和機制，未產生高素質的研發團隊。由于沒有高素質的研發團隊，也就無法設計、生產出滿足運行目標的控制系統。這與國內過去水處理行業的投、融資體質，運營與收費模式有關，也和國內水處理行業自動化系統的設計、生產、使用相互脫節有關。

要想縮短和消除這種差距，張泳認為，一方面應該加大引進工作。一直以來，國內對國外先進水處理工藝技術、設備、儀表的引進和使用較積極，但是對于國外在水處理行業中的先進控制系統（策略）引進較少，一般僅僅停留在對于溶解氧（DO）的控制，而目前國外開發了許多諸如SRT（泥齡）控制、硝化液回流控制、污泥回流控制、化學除磷控制等過程單元控制系統，同時在控制算法上，采用了自適應控制、模糊控制、神經網絡控制等控制策略。這些控制系統和控制策略，對穩定出水水質標準，降低運營成本具有重要的作用。另一方面，應該在行業協會的推動和引導下，建立自己的開發體系和機制，特別是針對現有污水處理項目， 完善控制系統，提升控制策略。同時，設計、生產（系統集成商）、用戶應密切聯系，從項目的設計階段起，就設計、生產、使用一個滿足運行目標的控制系統。更進一步，應該形成設計、生產者與使用者風險共擔，利益共享的格局。