隨著國家對生態環境保護要求的日益提高,以及‘雙碳’目標的持續推進,污水處理行業的提質增效已成為必然趨勢。傳統的、粗放式的運營管理模式已難以滿足新形勢下的高標準要求。在此背景下,‘一廠一策’系統化實施方案的編制與實施,成為推動污水處理廠實現精細化、智能化、低碳化運行的關鍵抓手。結合信息系統集成服務的深度融合,這一路徑正展現出強大的生命力和實踐價值。
一、 ‘一廠一策’的核心內涵與編制邏輯
‘一廠一策’絕非簡單的模板套用,其核心在于 “精準診斷、個性定制、系統施策、動態優化” 。
- 精準診斷是前提:必須深入調研每個污水處理廠的獨特情況,包括但不限于:設計規模與實際處理負荷、進水水質特征與波動規律、現有工藝流程與設備狀況、能耗物耗(藥耗、電耗)水平、運營管理痛點、出水穩定達標壓力點、土地與擴建潛力等。這構成了方案編制的“數據基底”。
- 目標導向是關鍵:提質增效的目標是多元的,可能包括:提高出水水質標準(如準Ⅳ類)、降低單位處理能耗藥耗、提升系統抗沖擊負荷能力、挖掘提標擴容潛力、降低運行成本、提升智能化水平等。方案需根據廠站的實際需求和政策導向,明確優先級和量化目標。
- 系統化方案是靈魂:實施方案需避免“頭痛醫頭,腳痛醫腳”,應從 “工藝優化、設備升級、控制策略、管理革新” 四個維度進行系統性設計。例如,工藝上可能涉及生化段優化、深度處理單元強化;設備上可能聚焦于高效風機、水泵改造;控制上可能引入精確曝氣、智能加藥;管理上則需配套相應的制度、考核與人員培訓。
- 經濟技術與環境效益平衡:方案必須進行全生命周期成本分析,評估投資、運行成本與節能減排效益、社會效益之間的關系,尋求最優性價比的技術路線。
二、 信息系統集成服務的賦能作用
‘一廠一策’的實施離不開現代信息技術的支撐。信息系統集成服務不是簡單的軟件安裝,而是為污水處理廠的“智慧運營”構建中樞神經和感知系統。
- 數據集成與可視化:通過集成SCADA、在線儀表、設備監控、實驗室信息管理(LIMS)等多源數據,構建統一的廠級數據平臺,實現生產全流程的“一張圖”可視化監控,為精準診斷和決策提供實時、準確的數據依據。
- 智能控制與優化:基于模型(如ASM系列模型)和人工智能算法(如機器學習、模糊控制),開發高級工藝控制(APC)模塊,實現曝氣量、碳源投加、回流比等關鍵參數的精準閉環控制,從而實現穩定達標下的能耗、藥耗最小化。這是提質增效的核心技術手段。
- 設備管理與預測性維護:建立設備資產管理系統,通過振動分析、溫度監測等物聯網技術,實現關鍵設備的健康狀況監測與故障預測,變“計劃性維修”為“預測性維護”,降低非計劃停機風險,延長設備壽命。
- 管理決策支持:通過大數據分析,生成運行報表、能耗分析報告、成本分析報告等,為管理者的工藝調整、成本控制、績效考核提供科學依據,推動管理流程的數字化、規范化。
三、 案例分享:某市政污水廠的實踐
- 背景:一座日處理10萬噸的AAO工藝污水廠,面臨出水標準提標至準Ⅳ類、能耗偏高、抗進水沖擊能力弱的壓力。
- “一廠一策”方案要點:
- 診斷發現:曝氣系統效率低下,溶解氧控制粗放;碳源投加依賴經驗,波動大;缺乏對進水水質的預警。
- 系統化措施:
- 工藝/設備改造:更換部分高效曝氣器,為智能控制奠定硬件基礎。
- 信息系統集成:部署智能控制系統,集成在線氨氮、硝酸氮、磷酸鹽、MLSS等儀表數據。核心包括:
- 精確曝氣模塊:根據進水負荷和設定值,實時調節鼓風機風量,穩定好氧區DO。
- 智能碳源投加模塊:基于進水流量、氨氮及硝酸氮預測模型,動態計算并控制碳源投加量。
- 進水預警模塊:對關鍵進水指標進行異常監測和預警。
- 管理配套:調整運行班組考核指標,從單純關注達標轉為兼顧能耗、藥耗;組織系統操作培訓。
- 實施效果:在穩定達到準Ⅳ類出水標準的前提下,曝氣單元能耗降低約15%,外碳源投加量平均減少20%,系統抗沖擊能力顯著增強,年節約運行成本逾百萬元。
四、 編制與實施的思考
- 重視前期調研:充足的時間和資源投入進行現狀診斷是方案成功的基石。
- 強調跨專業協同:方案編制需要工藝工程師、自動化工程師、IT工程師、運營管理人員的深度協作。
- 秉承迭代思維:“一廠一策”方案不是一成不變的,應結合運行數據和新技術發展,定期評估與優化,形成“規劃-實施-評估-優化”的閉環。
- 確保服務延續性:信息系統集成不是交鑰匙工程,需要供應商提供持續的技術支持、模型校準和功能升級服務。
污水處理廠的提質增效是一項復雜的系統工程。以‘一廠一策’為方法論,以系統化實施方案為藍圖,以信息系統集成為技術引擎,三者有機結合,能夠切實引導污水廠從“經驗驅動”轉向“數據驅動”和“模型驅動”,最終實現安全、穩定、高效、低碳的智慧化運營目標,為水環境的持續改善貢獻堅實力量。