污水處理廠智慧控制技術(shù)現(xiàn)狀
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一、控制平臺(tái)的研究現(xiàn)狀
隨著污水處理廠出水質(zhì)量的提升和新技術(shù)的不斷發(fā)展，污水處理廠在控制平臺(tái)方面正在發(fā)生著改變。以往的生產(chǎn)管理技術(shù)、理念已經(jīng)難以滿足新時(shí)代的需求，而軟件工程和電子技術(shù)正在驅(qū)動(dòng)污水處理廠的控制平臺(tái)向智慧化方向發(fā)展。智慧控制是污水處理過程的驅(qū)動(dòng)力，在新的平臺(tái)中，計(jì)算機(jī)將模仿人類的思維模式進(jìn)行數(shù)據(jù)信息分析和調(diào)度決策執(zhí)行，大部分的腦力勞動(dòng)將被計(jì)算機(jī)替代。未來的控制平臺(tái)將是以智慧設(shè)備為主導(dǎo)、人工作操作為補(bǔ)充的模式。
二、ICA技術(shù)的研究
隨著污水處理量的增長(zhǎng)，污水水質(zhì)的復(fù)雜程度增加，排放標(biāo)準(zhǔn)越來越嚴(yán)格，運(yùn)行成本不斷增加，污水處理廠方面正面臨更多的問題和更大的挑戰(zhàn)。1974年，在美國(guó)Clemson市召開了主題為“需要進(jìn)行污水處理廠自動(dòng)化的研究”的討論會(huì)，會(huì)議提出了一種儀表、控制和自動(dòng)化技術(shù)——ICA技術(shù)，并對(duì)未來傳感器的可靠高效性、信息收集處理設(shè)備的時(shí)效性等方面進(jìn)行了展望。隨著對(duì)N、P等污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的提高，進(jìn)一步加速了ICA技術(shù)的發(fā)展。同時(shí)，新的控制方法也在單元控制和全廠自動(dòng)控制中發(fā)揮了巨大優(yōu)勢(shì)，如模糊控制、專家系統(tǒng)等。目前，ICA技術(shù)已在美國(guó)、日韓、歐洲等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)中進(jìn)行了廣泛應(yīng)用。隨著監(jiān)測(cè)技術(shù)的不斷提升，在污水處理廠中的自動(dòng)監(jiān)控指標(biāo)也在增多。我國(guó)污水處理行業(yè)在ICA技術(shù)方面的研究和應(yīng)用相比于發(fā)達(dá)國(guó)家要晚一些也少一些，即使在我國(guó)經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)的地區(qū)也與其存在較大差距，不僅實(shí)現(xiàn)過程監(jiān)測(cè)的環(huán)節(jié)較少，而且已經(jīng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的利用也不足。在操控策略方面，依然主要停留在人工調(diào)節(jié)階段。有些地區(qū)還存在直接引進(jìn)的外國(guó)先進(jìn)設(shè)備操作不當(dāng)、維護(hù)不到位的現(xiàn)象。
三、CPS技術(shù)的研究
進(jìn)入21世紀(jì)，信息與通信技術(shù)取得了迅猛發(fā)展，尤其是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)的工業(yè)發(fā)展帶來重大影響。2006年美國(guó)科學(xué)家HelenGill提出了信息物理融合系統(tǒng)（CPS）概念，它是將網(wǎng)絡(luò)世界與智能物理世界融合起來的下一代智能系統(tǒng)。借助于網(wǎng)絡(luò)通信和網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)全方位的信息感知和精密的數(shù)據(jù)計(jì)算，實(shí)現(xiàn)了在通信、計(jì)算、控制、協(xié)作等多方面的智能化。德國(guó)工業(yè)4.0將CPS應(yīng)用于制造和物流方面，創(chuàng)新性地融合了物聯(lián)網(wǎng)和服務(wù)網(wǎng)打造出智慧工廠(SmartFactory)。德國(guó)在CPS的基礎(chǔ)上進(jìn)一步創(chuàng)新，讓每個(gè)工廠企業(yè)都擁有一個(gè)“數(shù)字企業(yè)平臺(tái)”，并借助于開放的接口連接在一起形成一個(gè)完整的虛擬環(huán)境和基礎(chǔ)架構(gòu)，稱為網(wǎng)絡(luò)物理融合生產(chǎn)系統(tǒng)。智慧工廠完全不同于傳統(tǒng)工廠的自動(dòng)化系統(tǒng)，是人、機(jī)器、產(chǎn)品互聯(lián)互通的智能網(wǎng)絡(luò)，能夠?qū)崿F(xiàn)全方位的智能。
四、結(jié)語(yǔ)
污水處理廠的智慧控制正在成為國(guó)內(nèi)外的研究重點(diǎn)和發(fā)展方向，ICA、CPS等綜合技術(shù)的應(yīng)用讓污水處理廠的管理邁上新臺(tái)階。
作者：賈澍 單位：遼寧省生態(tài)環(huán)境事務(wù)服務(wù)中心