2022年11月，雙百聯(lián)盟在“2022（第十四屆）水業(yè)熱點(diǎn)論壇”發(fā)布了第二期“雙百跨越”污水處理標桿比選活動(dòng)結果。本次標桿比選活動(dòng)歷時(shí)4個(gè)月，來(lái)自32家水務(wù)企業(yè)的73座污水處理廠(chǎng)進(jìn)入區域評審環(huán)節，最終25家水務(wù)企業(yè)的33座污水廠(chǎng)上榜（33座污水廠(chǎng)上榜，第二期“雙百跨越”標桿污水廠(chǎng)榜單發(fā)布）。

為傳播標桿廠(chǎng)優(yōu)秀建設和運營(yíng)管理經(jīng)驗，雙百聯(lián)盟將以“精細化-智慧化-資源化-低碳化-生態(tài)化-社會(huì )化”評選維度，系統展示第二期標桿廠(chǎng)風(fēng)采。本文以智慧化標桿廠(chǎng)——珠海市城市排水公司珠海市拱北水質(zhì)凈化廠(chǎng)為案例，向行業(yè)同仁展示該廠(chǎng)的智慧化特征優(yōu)勢，為污水處理廠(chǎng)智慧化建設提供案例支持。

珠海市城市排水公司珠海市拱北水質(zhì)凈化廠(chǎng)在本次標桿比選中，榮獲“智慧化—信息化集成標桿污水廠(chǎng)”稱(chēng)號?！半p百跨越”污水處理標桿聯(lián)盟顧問(wèn)專(zhuān)家，上海市城市建設設計研究總院（集團）有限公司總工程師唐建國點(diǎn)評道：這座30多年歷史的老廠(chǎng)歷經(jīng)4期改擴建，充分應用了信息集成管理和數據分析成效，一個(gè)大的中央集中管控平臺將運營(yíng)、維護、巡檢、物資等數據集中管理，移動(dòng)端APP可以看到分門(mén)別類(lèi)的各種信息，高效的管理方法。

(資料圖)

01基本情況

珠海市城市排水公司珠海市拱北水質(zhì)凈化廠(chǎng)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)拱北廠(chǎng)）是珠海市政府以BOT方式委托排水公司投資、建設、運營(yíng)的城市污水處理廠(chǎng)，位于珠海市拱北昌平路28號，占地10.7萬(wàn)平方米，總設計規模為20.5萬(wàn)噸/日，包括三期工程（8萬(wàn)噸/日）、改擴建一期（5.5萬(wàn)噸/日）和擴建工程（四期）（7萬(wàn)噸/日）。主要服務(wù)范圍為拱北、前山區域和吉大部分區域，服務(wù)面積約39.5km2，服務(wù)人口約36萬(wàn)。

圖 1 珠海市拱北水質(zhì)凈化廠(chǎng)全景

拱北廠(chǎng)一期工程始建于1985年，處理工藝采用普通表面曝氣法，設計規模為1.4萬(wàn)噸/日，于1992年投入運行；二期處理工藝仍采用普通表面曝氣法，設計規模為1.4萬(wàn)噸/日，1998年投產(chǎn)。一、二期工程于2008年拆除。

拱北廠(chǎng)三期工程設計規模處理8萬(wàn)噸/日，采用圓形環(huán)流A2O處理工藝。三期于1999年7月正式開(kāi)工，2002年9月建成并投入試運行，2003年4月正式投入生產(chǎn)運營(yíng)。2018年7月進(jìn)行提標改造，采用強化生物處理加精密過(guò)濾處理工藝，2019年6月正式通水調試，2020年1月正式投入生產(chǎn)運營(yíng)。

由于拱北廠(chǎng)一、二期工程工藝落后，處理能力和排放標準不能滿(mǎn)足環(huán)保要求，在原有一、二期地址基礎上重新進(jìn)行改擴建工程。拱北廠(chǎng)改擴建一期工程設計規模5.5萬(wàn)噸/日，采用改良A2O處理工藝。改擴一期于2008年7月動(dòng)工，2009年12月正式投入生產(chǎn)并入商業(yè)運營(yíng)。2018年7月進(jìn)行提標改造，增加精密過(guò)濾處理工藝，2019年6月正式通水調試，2020年1月正式投入生產(chǎn)運營(yíng)。

擴建工程（四期）設計規模7萬(wàn)噸/日，采用A2O+MBR工藝。擴建工程（四期）于2013年12月開(kāi)始動(dòng)工，2015年10月正式投入生產(chǎn)運營(yíng)。

拱北廠(chǎng)三期、改擴建一期和擴建項目（四期）出水排放標準執行《城鎮污水處理廠(chǎng)污染物排放標準》（GB18918-2002）一級A標準及廣東省《水污染物排放限值》（DB44/26-2001）第二時(shí)段一級標準之嚴者，臭氣排放標準執行《城鎮污水處理廠(chǎng)污染物排放標準》（GB18918-2002）廠(chǎng)界標準和《惡臭污染物排放標準》（GB14554-93）排氣筒標準。廠(chǎng)界噪聲排放執行《工業(yè)企業(yè)廠(chǎng)界環(huán)境噪聲排放標準》（GB12348-2008）二類(lèi)標準。

拱北水質(zhì)凈化廠(chǎng)歷經(jīng)近37載春秋，自1985年成立以來(lái)，經(jīng)過(guò)1999年、2008年、2013年及2018年等重要時(shí)間節點(diǎn)的推倒重建、擴建及提標改造工程造就現有的珠海市最大的污水處理廠(chǎng)，囊括三期污水處理工程，7條污水處理生產(chǎn)線(xiàn)，每年約處理6000~7000萬(wàn)噸污水，為珠海市水生態(tài)文明建設做出重要貢獻。

工藝流程圖如下：

圖 2 珠海市拱北水質(zhì)凈化廠(chǎng)處理工藝路線(xiàn)

02特征優(yōu)勢

隨著(zhù)我國現代化及工業(yè)化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，傳統污水廠(chǎng)逐漸開(kāi)始向數字污水廠(chǎng)進(jìn)行改變。為加強污水處理系統綜合運營(yíng)管理，實(shí)現污水處理工藝運行由經(jīng)驗判斷走向定量分析，拱北水質(zhì)凈化廠(chǎng)從2017年開(kāi)始在自控系統逐步完善的基礎上陸續開(kāi)展了多項信息化系統建設項目。其中最主要的包括：集成生產(chǎn)現場(chǎng)工控實(shí)時(shí)數據的實(shí)時(shí)監控系統、包含化驗數據、巡檢、維護維修及報表分析的生產(chǎn)巡檢維修系統、實(shí)現網(wǎng)絡(luò )設備安全管理和監控的網(wǎng)絡(luò )安全系統、與財務(wù)系統關(guān)聯(lián)的金蝶云出入庫管理系統、其他輔助類(lèi)系統如統一的視頻監控管理平臺。

1.實(shí)時(shí)監控系統

基于PLC采集數據的數據收集系統最早于2017年開(kāi)始開(kāi)發(fā)，2020年起，該系統完全由我司基于Tsview軟件平臺，自行完成開(kāi)發(fā)工作，又稱(chēng)實(shí)時(shí)監控系統，一期項目為電腦端APP，集成了珠海城市排水有限公司10個(gè)污水處理廠(chǎng)的現場(chǎng)設備、儀表實(shí)時(shí)測量數據，可在一張圖上展示全公司主要監測指標數據，進(jìn)行自動(dòng)預警報警功能，解決了公司各水廠(chǎng)之間的數據孤島問(wèn)題。

2021年，發(fā)布了網(wǎng)頁(yè)版和手機APP版。在網(wǎng)頁(yè)上點(diǎn)擊地圖廠(chǎng)名，可進(jìn)入各廠(chǎng)的詳細工藝流程圖界面，管理人員可遠程查看現場(chǎng)設備開(kāi)停狀態(tài)、儀表信息、可定制水質(zhì)參數的報表查詢(xún)、曲線(xiàn)查詢(xún)系統，支持設備遠程控制功能，從技術(shù)上已基本具備建立公司級統一集控中心的條件。同時(shí)進(jìn)出水污染物在線(xiàn)監測系統連接至中央控制室，有利于人員實(shí)時(shí)監測出水水質(zhì)狀況，及時(shí)作出調整曝氣量、回流比、投藥等相應的動(dòng)態(tài)工藝調整，確保出水水質(zhì)穩定達標。手機版實(shí)時(shí)監控系統對進(jìn)出水數據和過(guò)程數據的需求可靈活配置調閱，方便管理人員實(shí)時(shí)了解生產(chǎn)數據。

圖 3 珠海市拱北水質(zhì)凈化廠(chǎng)實(shí)時(shí)監控系統

2. 生產(chǎn)巡檢維修系統

生產(chǎn)巡檢維修系統建于2017年，目的是將實(shí)時(shí)監控系統以外的生產(chǎn)業(yè)務(wù)數據進(jìn)行收集整合，如手工化驗數據、巡檢維修維護記錄、備品備件出入庫管理記錄等。同時(shí)與管網(wǎng)系統、實(shí)時(shí)監控系統進(jìn)行數據互聯(lián)，從而對生產(chǎn)業(yè)務(wù)深度分析。該系統定制開(kāi)發(fā)，包含智能巡檢、維修保養管理、設備物資管理、經(jīng)營(yíng)報表管理、統計分析等功能。

功能介紹如下：

（1）智能巡檢：該系統預設巡檢路線(xiàn)，運行人員通過(guò)配備手持PDA設備、對粘貼了RFID標簽的關(guān)鍵設備進(jìn)行巡檢打卡，同時(shí)具備自定義巡檢路線(xiàn)、打卡點(diǎn)設置及人員排班功能，可基于廠(chǎng)區平面圖查看巡檢情況，確保巡檢人員真實(shí)到位，管理人員可在系統上看到巡檢結果，實(shí)時(shí)掌握問(wèn)題點(diǎn)分布，及時(shí)調整區域巡查力度，有效提高工作效率。運行人員巡檢過(guò)程中發(fā)現設備故障異常時(shí)，第一時(shí)間將現場(chǎng)工藝、設備等情況通過(guò)手機終端app實(shí)時(shí)反饋至系統中，形成記錄。

（2）維修保養管理：運行人員巡檢過(guò)程中通過(guò)手機終端app實(shí)時(shí)上報設備故障問(wèn)題至系統中，巡檢記錄形成故障問(wèn)題分類(lèi)為一般、重要、緊急問(wèn)題，設備管理人員可通過(guò)故障工單查看界面，可根據問(wèn)題性質(zhì)查詢(xún)工單詳細情況及工單狀態(tài)，可根據問(wèn)題級別分類(lèi)對設備進(jìn)行維修工單后續分配至機修班進(jìn)行維修任務(wù)，完成搶修報告。設備維護保養、零件更換維修等方面均細化管理，做到設備標準化管理，及時(shí)更新設備狀態(tài)，保障設備各方面均屬于可控模式，以減少設備故障率。

（3）設備物資管理：該系統建立儀表、設備資產(chǎn)檔案，記錄銘牌數據，根據運行周期和管理周期等多種方式對其檢修、保養、維修等行為進(jìn)行全面系統的規劃和管理，并對所有備品配件進(jìn)行統計和記錄，為設備的安全運行提供保障，通過(guò)對設備的維修保養記錄情況，沒(méi)最終對設備的完好率等進(jìn)行統計分析，方便管理人員對設備的管理情況進(jìn)行實(shí)時(shí)了解，定期考核廠(chǎng)內設備管理情況。

（4）經(jīng)營(yíng)報表管理：提供記錄生產(chǎn)過(guò)程中污水處理量、污泥濃度，藥劑使用量、工藝化驗數據等各類(lèi)手工輸入窗口，基于實(shí)時(shí)監控系統和手工錄入數據，可以定制化生成管理人員需要的經(jīng)營(yíng)分析報表，幫助進(jìn)一步分析各運行參數變化情況，及時(shí)進(jìn)行工藝調整，同時(shí)可根據用戶(hù)權限進(jìn)行任意格式數據報表導出，為管理決策隨時(shí)提供第一手資料，極大緩解人力勞動(dòng)，減少企業(yè)勞動(dòng)成本。

（5）統計分析：該系統能夠自動(dòng)篩選、采集生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)情況、巡檢情況、維修情況記錄，統計報表自動(dòng)生成，將歷史各類(lèi)生產(chǎn)運行數據進(jìn)行分類(lèi)、比較、統計分析，并以直觀(guān)的圖表形式呈現，給管理者的決策提供強大的支持，優(yōu)化生產(chǎn)管理，有利于提高整體運營(yíng)水平。

圖 4 珠海市拱北水質(zhì)凈化廠(chǎng)生產(chǎn)巡檢維修系統

3. 安全管理信息系統

生產(chǎn)的根本離不開(kāi)安全，為保障拱北廠(chǎng)安全穩定生產(chǎn)，實(shí)現安全工作的便捷化、信息化、精益化，促進(jìn)企業(yè)的安全生產(chǎn)管理工作，引進(jìn)安全管理信息系統，對教育培訓情況，檔案管理和風(fēng)險隱患進(jìn)行統計分析。以崗位為核心，明確一崗雙責的安全管理職責，將安全培訓記錄引入系統中做好統計管理，有效跟蹤人員安全培訓、教育情況。特種設備、消防器材、作業(yè)人員證書(shū)、危險作業(yè)審批等相關(guān)信息均納入系統中進(jìn)行管理，實(shí)現安全生產(chǎn)檔案精細管理。對廠(chǎng)區風(fēng)險隱患進(jìn)行過(guò)程監督，發(fā)現隱患及時(shí)整改，界定責任，避免遺漏，并對隱患整改情況進(jìn)行統計分析，避免同一隱患重復出現。

4. 金蝶云物資備件管理系統

對各類(lèi)生產(chǎn)物資進(jìn)行出水庫管理，有效跟蹤廠(chǎng)內藥劑、設備備件等日常物料流轉調撥情況，統計物料使用是否合理，避免物料浪費，加強成本控制。實(shí)現倉庫管理、物料流轉、庫存控制等功能，規范庫存物料核算管理，嚴格控制材料庫存合理儲備，減少資金占用，提升企業(yè)在庫保管、庫存管理和倉庫布局的管理效率，使企業(yè)整個(gè)倉儲管理系統運作更合理化。

5. 輔助監控管理平臺

全集團各分公司各分廠(chǎng)的視頻監控情況集成在集團中央控制室，可實(shí)時(shí)查看各廠(chǎng)運行情況。

圖 5 綜合安防管理平臺

03成效及榮譽(yù)

四大系統輔助建立了統一的大數據分析和調度管理數據中心，實(shí)現對污水處理運營(yíng)各個(gè)環(huán)節的監測實(shí)現大數據的“一個(gè)平臺、全面分析、智能調度、輔助提升”功能，通過(guò)對各工藝過(guò)程參數分析，確定污水處理的最佳工藝運行參數，保證污水處理系統實(shí)時(shí)處于最優(yōu)工況，進(jìn)而提高污水處理效率。

圖 6 珠海數控集團大數據中心平臺

1. 實(shí)時(shí)監控系統意義成效

形成以中控室為中心的現代化集散式管理模式，除人工巡視外，實(shí)現了設備的遠程監控，做到計算機監控與現場(chǎng)巡視雙保險，確保各工藝段的運行狀態(tài)時(shí)刻在有效監控下?？蓪?shí)時(shí)查閱、調度水量、水質(zhì)、排泥量等各工藝參數走勢曲線(xiàn)圖和記錄，對污水處理過(guò)程中數據和運行工況進(jìn)行分析，實(shí)時(shí)進(jìn)行工藝優(yōu)化控制，確保出水水質(zhì)穩定達標。

2. 生產(chǎn)巡檢維修系統意義成效

該生產(chǎn)巡檢系統于2019年獲得了廣東省市政行業(yè)協(xié)會(huì )科學(xué)技術(shù)獎勵的技術(shù)開(kāi)發(fā)類(lèi)一等獎，生產(chǎn)作業(yè)調度指令、生產(chǎn)計劃下達，可通過(guò)系統迅速完成，實(shí)現無(wú)紙化辦公，同時(shí)也提升了巡檢記錄反饋的時(shí)間和效率，大大節省處理問(wèn)題時(shí)間，匯總分析生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生各項相關(guān)數據，如設備、過(guò)程、化驗等相關(guān)數據，量化污水廠(chǎng)運營(yíng)效果，依托大數據來(lái)進(jìn)行分析決策指導生產(chǎn)，大大提高工作效率。

3. 安全管理信息系統意義成效

通過(guò)安全管理軟件的應用，管理者可及時(shí)獲取信息并做出干預或督促，實(shí)現安全工作的便捷化、信息化、精益化，全面提升企業(yè)的安全生產(chǎn)管理工作，保障污水廠(chǎng)安全穩定運行生產(chǎn)。

4. 金蝶云物資備件管理系統意義成效

投入使用后，優(yōu)化了資源配置，實(shí)現倉庫管理規范化、程序化和信息化，有利于控制物料使用量，合理控制庫存，實(shí)現成本控制。2021年藥劑成本較同期降低60萬(wàn)元。

5. 輔助監控管理平臺意義成效

形成以中控室為中心的現代化集散式管理模式，除人工巡視外，實(shí)現了設備的遠程監控和操作，做到計算機監控與現場(chǎng)巡視雙保險，確保各工藝段的運行狀態(tài)時(shí)刻在有效監控下，實(shí)現“少人值守”目標，降低監控管理人工投入，運行值守人員由24人減少至20人。

6. 企業(yè)榮譽(yù)展示

以信息化建設為依托，實(shí)現企業(yè)科學(xué)化、規范化、精細化、體系化管理，最終推進(jìn)質(zhì)量管理體系、環(huán)境管理體系、職業(yè)健康安全管理體系的認證工作。通過(guò)信息化集成管理，實(shí)現拱北水質(zhì)凈化廠(chǎng)資源合理配置，精細化生產(chǎn)，有效提升整體運營(yíng)管理水平，控制運營(yíng)成本，促進(jìn)節能減排工作，實(shí)現生產(chǎn)優(yōu)化調度，節約能耗，降低成本，并榮獲多項榮譽(yù)，例如全國城市污水處理廠(chǎng)運行管理先進(jìn)單位、全國城鎮污水處理廠(chǎng)績(jì)效達標競賽優(yōu)秀達標單位、十一五污染減排工作先進(jìn)集體、廣東省城鎮污水處理廠(chǎng)節能減排績(jì)效考核優(yōu)秀運營(yíng)單位、廣東省城市污水處理廠(chǎng)運行管理先進(jìn)單位等。同時(shí)拱北水質(zhì)凈化廠(chǎng)通過(guò)對設備進(jìn)行監控和分析，及時(shí)發(fā)現設備運行問(wèn)題，進(jìn)行技術(shù)改造降低采購成本，并成功申請各項專(zhuān)利。

04計劃與展望

1.未來(lái)建設目標

目前，實(shí)時(shí)監控系統已打通了排水公司各水質(zhì)凈化廠(chǎng)的數據孤島問(wèn)題，具備了遠程監控功能。未來(lái)，在信息化方面將朝著(zhù)多系統平臺融合的道路進(jìn)行發(fā)展，建設公司級的集控中心，為污水廠(chǎng)的減員增效提供技術(shù)保障，另一方面將建設供水、排水、管網(wǎng)一體化展示平臺。一體化建設完成后，污水廠(chǎng)可更方便的進(jìn)行泵站及污水廠(chǎng)的聯(lián)動(dòng)調控，以及超標污水預警及溯源工作。2023年，拱北廠(chǎng)準備更換智能視頻攝像頭，試點(diǎn)視頻巡檢項目，自動(dòng)識別設備紅外溫度、跑冒滴漏現象、關(guān)聯(lián)數據預警信息、監控人員安全、施工規范等。另一方面我廠(chǎng)基于PLC的智能控制改造，進(jìn)行恒液位控制、恒風(fēng)量控制試點(diǎn)工作，今后會(huì )在精準加藥系統精準曝氣方面進(jìn)行開(kāi)發(fā)，最終實(shí)現節能降耗的目標。

2. 未來(lái)建設方向

利用先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、人工智能技術(shù)實(shí)現污水處理廠(chǎng)信息化向智慧轉型，達到優(yōu)秀的自動(dòng)化管理水平，并建立統一的大數據分析和調度管理平臺，實(shí)現對污水處理運營(yíng)各個(gè)環(huán)節的監測實(shí)現大數據的“一個(gè)平臺、全面分析、智能調度、輔助提升”功能，確定污水處理的最佳工藝運行參數，保證污水處理系統實(shí)時(shí)處于最優(yōu)工況，進(jìn)而提高污水處理效率，進(jìn)一步推進(jìn)實(shí)現污水處理廠(chǎng)控制系統的智能化、無(wú)人化管理。

3. 未來(lái)項目展示

根據2022年6月13日國家生態(tài)環(huán)境部印發(fā)的《減污降碳協(xié)同增效實(shí)施方案》中水環(huán)境治理協(xié)同控制的任務(wù)中，推進(jìn)污水處理廠(chǎng)節能降耗，優(yōu)化工藝流程，提高處理效率為方案部分內容。根據低碳時(shí)代發(fā)展需求，未來(lái)拱北水質(zhì)凈化廠(chǎng)將加強新能源建設，實(shí)施光伏發(fā)電項目。以低碳機理為先導，疊加光伏能源利用，既利用了寬闊的空間，又能就近減少煤炭發(fā)電量，實(shí)現新能源資源利用，節能環(huán)保、降本增效明顯。緊跟時(shí)代步伐，抓住契機，改善道路設施，巧妙利用廠(chǎng)內受光面積，為污水廠(chǎng)批上“光伏外衣”，每一年就可節約耗煤量約1522.84噸，減少碳排放約4217.4噸，踐行污水處理廠(chǎng)低碳理念，實(shí)現低碳貫穿生產(chǎn)全流程，打造內外兼修的“低碳標桿污水處理廠(chǎng)”。

關(guān)鍵詞：