優(yōu)質(zhì)液面覆蓋球廠家污水廠中控計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)分析

　　優(yōu)質(zhì)液面覆蓋球生產(chǎn)廠家污水廠中控計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)分析。作為運(yùn)行的規(guī)模化的污水廠來說，擁有一個能夠收集現(xiàn)場數(shù)據(jù)的中控計(jì)算機(jī)已經(jīng)成為標(biāo)準(zhǔn)配置，這些數(shù)據(jù)忠實(shí)的反映了安裝在工藝現(xiàn)場的各項(xiàng)儀表參數(shù)和設(shè)備與運(yùn)行狀況的變化，可以提供給運(yùn)行人員對歷史運(yùn)行工況的一些基本判斷。但是對于一些污水廠來說，放置中控計(jì)算機(jī)的中控室仍然是一個接待參觀，顯示污水廠電子化流程的一個場所，真正的污水廠的運(yùn)行數(shù)據(jù)仍然塵封在中控計(jì)算機(jī)的硬盤內(nèi)。這周公眾號和大家初步探討下關(guān)于污水廠中控計(jì)算機(jī)內(nèi)的數(shù)據(jù)閱讀的問題。

　　對于污水廠來說，中控計(jì)算機(jī)收集了污水廠的日常的運(yùn)行數(shù)據(jù)，每天都有大量的數(shù)據(jù)信息不斷地產(chǎn)生和記錄，這些數(shù)據(jù)信息存儲在計(jì)算機(jī)內(nèi)。當(dāng)運(yùn)行人員不重視這些數(shù)據(jù)時，這些數(shù)據(jù)只能沉淀在計(jì)算機(jī)內(nèi)，最后隨著計(jì)算機(jī)故障或者系統(tǒng)升級被刪除。只有足夠的重視和發(fā)掘這些數(shù)據(jù)信息給運(yùn)行帶來的效果才能更好的指導(dǎo)污水廠的工藝運(yùn)行。接下來結(jié)合一些污水廠的數(shù)據(jù)和大家探討下污水廠的中控?cái)?shù)據(jù)的閱讀。

　　一、生產(chǎn)數(shù)據(jù)的周期性變化。

　　對于一個污水廠來說，每日的根據(jù)化驗(yàn)室每日化驗(yàn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)看起來是隨機(jī)變化的，毫無規(guī)律的。但是從長期觀測的角度來說，這些數(shù)據(jù)都是很有規(guī)律性的，可以通過計(jì)算機(jī)上的一些數(shù)據(jù)變化來說明這個問題。

　　首先來看上圖，這是某污水廠某一天內(nèi)16：26到5：20之間的一個小時內(nèi)各個生物池的ORP的數(shù)據(jù)變化曲線，其中某些池子的變化趨勢很明顯，呈現(xiàn)一個下降趨勢，其他的則顯得雜亂無章。這是由于在線的ORP探頭數(shù)據(jù)取樣時間短，數(shù)據(jù)波動變化較大，短的分析周期往往看不出來變化的情況，為了更好的分析數(shù)據(jù)，我們把數(shù)據(jù)觀察周期拉長到2個小時。如下圖所示：

　　當(dāng)數(shù)據(jù)分析周期到兩個小時以后，可以發(fā)現(xiàn)ORP在這個兩小時的分析區(qū)間，整體的趨勢是一個下降的趨勢，6個儀表都出現(xiàn)了明顯的下降情況，但是能不能說在整個一天時間都是下降的情況呢，可以接著拉大分析到一天的時間周期來看曲線的變化：

　　可以明顯看到，在一天的時間段內(nèi)，從0點(diǎn)開始到ORP的變化是有高低，不是一個完全降低的趨勢，從6號的零點(diǎn)開始到7號的零點(diǎn)之間，出現(xiàn)了一個很高的波峰狀態(tài)，達(dá)到-430mV，而低谷狀態(tài)在-800mV。一天的變化是很有明顯變化趨勢的，我們需要探究的是，這個情況是不是一個周期性的長期變化趨勢，那么就需要進(jìn)行更長時間的周期變化的分析。我們通過計(jì)算機(jī)調(diào)閱更長時間的一個數(shù)據(jù)來看：

　　這張圖計(jì)算機(jī)的統(tǒng)計(jì)時間從8月5日到8月7日，可以明顯的看到這三日的ORP變化的規(guī)律都是有波峰波谷的區(qū)別，一般從每日6點(diǎn)開始各個生物池的ORP開始上升，直到10點(diǎn)左右達(dá)到每日峰值，然后在16點(diǎn)左右開始下降，直到次日六點(diǎn)達(dá)到波谷的最低點(diǎn)，然后開始回升，呈現(xiàn)很規(guī)律的波谷波峰的交錯圖線。通過這樣的分析，看到這幾日的變化呈一定的規(guī)律，如果繼續(xù)放大選取周期，還會是這樣的變化趨勢么?經(jīng)過調(diào)整，調(diào)閱出8月1日到11日的變化曲線，如下圖：

　　這張圖的每日變化的趨勢就更為明顯了，生物池內(nèi)的ORP儀表數(shù)據(jù)的周期性的高低變化非常突出，成為了很明顯的一個趨勢，這對于日常認(rèn)為工藝數(shù)據(jù)在一定范圍內(nèi)保持不變，或者是工藝參數(shù)的變化毫無規(guī)律性的傳統(tǒng)觀念都是一個顛覆。

　　如果針對生物池上在線的ORP的這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，我們能得出什么的結(jié)論。首先要知道ORP是氧化還原電位，它反映了氧化還原反應(yīng)的進(jìn)行程度。而在生物池中，這種氧化還原電位儀表的根據(jù)安裝的位置不同，反應(yīng)的是生物除磷脫氮反應(yīng)進(jìn)行的能力。當(dāng)然我們的分析要基于儀表本身是良好的，反應(yīng)的數(shù)據(jù)也是真實(shí)的生物池變化的數(shù)據(jù)。如果不考慮儀表本身的變化問題，那么就有了問題，為什么會出現(xiàn)這種變化，而這種變化對污水廠的工藝調(diào)整的意義是什么。

　　對于生物池來說，考察ORP的影響因子的變化，需要考慮生物池內(nèi)的活性污泥狀態(tài)的變化，主要有污泥濃度、溶解氧、泥水混合比等。活性污泥的濃度受到外回流量和進(jìn)水量的共同控制影響，一般來說外回流泵的控制主要由二沉池的泥位控制，很多污水廠設(shè)置好一定的回流比以后，就會保持很長時間不再調(diào)整，而剩余污泥的排放一般污水廠為了保持出水氨氮的穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，會保持較高的污泥齡，也就是一個低剩余污泥量的排放，因此剩余污泥的排放對整體活性污泥濃度的變化不會產(chǎn)生較大的影響。溶解氧的調(diào)整一般是污水廠通過調(diào)整風(fēng)機(jī)頻率，風(fēng)機(jī)開啟臺數(shù)等方式進(jìn)行，在出水水質(zhì)沒有較大波動的期間，污水廠不會進(jìn)行大幅度的調(diào)整鼓風(fēng)機(jī)的運(yùn)行。這樣的分析可以看出污泥濃度和溶解氧的變化都不會太大，因此在數(shù)據(jù)分析中可以將上述兩個因子進(jìn)行排除。

　　剩下一個變化因子是泥水混合比。泥水混合比受到回流量和進(jìn)水量的共同作用下變化，上面分析內(nèi)、外回流量基本變化不大，沒有污水廠會經(jīng)常不斷地調(diào)整內(nèi)外回流比，所以變化比較大的就是進(jìn)水量了，污水廠每日的進(jìn)水量是隨著居民生活用水的習(xí)慣而發(fā)生變化的。為了檢驗(yàn)是不是有關(guān)聯(lián)性，我們調(diào)閱了同廠內(nèi)的進(jìn)水曲線：

　　進(jìn)水曲線中，我們明顯的可以看到進(jìn)水水量在一天中出現(xiàn)明顯的波谷波峰的運(yùn)行趨勢，而這個趨勢與生物池內(nèi)ORP的變化趨勢非常吻合，因此可以得出水量的變化和ORP的變化是有聯(lián)系的。

　　從生物角度來分析的話，當(dāng)進(jìn)水量越大，污水中的污染物、膠體等攜帶的正負(fù)電荷也就越多，得失電子的幾率也就越大，活性污泥中的微生物接觸水中的污染物質(zhì)越多，氧化還原反應(yīng)發(fā)生的也就越頻繁，這樣也就使氧化還原電位出現(xiàn)隨水量變化的明顯趨勢。當(dāng)然這個是比較簡單的分析，可能實(shí)際中還有更為復(fù)雜的背后關(guān)聯(lián)性因子存在，就需要更多的污水從業(yè)技術(shù)人員和科研人員深入研究了。

　　對于一個擁有中控系統(tǒng)的污水廠來說，中控計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)提供了很多運(yùn)行管理中的信息內(nèi)容，作為工藝運(yùn)行人員來說，應(yīng)用中控計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)去了解污水廠各個工藝段的運(yùn)行信息是較好的一種方式。

　　污水廠內(nèi)的工藝設(shè)備都需要保持一個穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)才能使污水處理系統(tǒng)的正常運(yùn)作，工藝人員要進(jìn)行一系列的工藝判斷，首要條件是查閱各個工藝段的設(shè)備是否穩(wěn)定運(yùn)行，并能夠達(dá)到工藝目的的要求。越來越嚴(yán)格的環(huán)保監(jiān)管壓力，中大型的污水廠的管理需要更為精細(xì)化的管理，精細(xì)到每天的數(shù)據(jù)要精準(zhǔn)的統(tǒng)計(jì)，而不是之前運(yùn)行人員心目中那種大致的概念，粗略的情況，這就需要從中控計(jì)算機(jī)上進(jìn)行精準(zhǔn)的運(yùn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和調(diào)閱分析。

　　從污水處理行業(yè)的發(fā)展來看，隨著越來越多的污水廠的建設(shè)，需要更多的一線員工進(jìn)行實(shí)際工作的操作，但是很多地區(qū)并不具備充足的技術(shù)員工，大部分員工都毫無運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，在短時間內(nèi)掌握全面的技術(shù)以及記錄內(nèi)容都是非常困難的。這就需要成立區(qū)域的中小型的污水處理廠技術(shù)服務(wù)體系，建立技術(shù)巡視體制來幫助更多的新建污水廠進(jìn)行工藝管理。但是巡視體制很容易出現(xiàn)的問題就是日常不在污水廠對工藝設(shè)備進(jìn)行巡視，又如何快速的了解設(shè)備的運(yùn)行情況?

　　一些污水廠使用大量的書面記錄來統(tǒng)計(jì)設(shè)備的運(yùn)行情況，這些書面資料一方面會受到記錄人員的疏忽等原因造成漏記，一方面這些書面資料往往只留存在紙面上，對后續(xù)的工藝分析起不到支撐數(shù)據(jù)的作用。而在一般的污水廠來說，污水廠的中控系統(tǒng)都會對每一臺設(shè)備進(jìn)行信息的采集，對設(shè)備的開停狀態(tài)會有開關(guān)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，對設(shè)備的運(yùn)行電流、流量、壓力等都可以進(jìn)行模擬量信號的采集，利用這些采集回來的數(shù)據(jù)可以對工藝段的設(shè)備運(yùn)行狀況有一個準(zhǔn)確詳實(shí)的了解。一些比較完善的自控系統(tǒng)有對設(shè)備運(yùn)行時間的統(tǒng)計(jì)，能夠記錄每臺設(shè)備的運(yùn)行時間等。如果系統(tǒng)沒有這方面的功能，也是可以通過查閱設(shè)備的運(yùn)行曲線來進(jìn)行設(shè)備運(yùn)行情況的分析的。

　　上圖是一張污水廠污泥車間脫水機(jī)的工作壓力曲線，可以從曲線中得到該污水廠的三臺脫水機(jī)的運(yùn)行情況，在什么時段停用，在什么時段開啟等，如果需要查閱更詳盡的設(shè)備配合，可以將脫水機(jī)房內(nèi)的污泥泵、投藥泵的曲線都進(jìn)行調(diào)閱出來，查看相對的設(shè)備運(yùn)行情況是否配合緊密，脫水機(jī)的運(yùn)行需要投泥泵和加藥泵的共同運(yùn)行才可以進(jìn)行污泥脫水。

　　除去對設(shè)備運(yùn)行情況的統(tǒng)計(jì)和分析，還可以通過中控記錄的數(shù)據(jù)看到設(shè)備的一些關(guān)鍵指標(biāo)之間的關(guān)系，比如下圖就反映了鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行中的軸承溫度和出風(fēng)量的關(guān)系：

　　從上圖看到當(dāng)出風(fēng)量大的時候，軸承溫度也隨之上升，并且呈現(xiàn)較好的擬合性，通過這樣的曲線，我們可以分析設(shè)備的高風(fēng)險(xiǎn)運(yùn)行的區(qū)域，當(dāng)風(fēng)量達(dá)到350m3/min以上時，風(fēng)機(jī)的軸承溫度就達(dá)到90℃以上，處于一個較高風(fēng)險(xiǎn)的運(yùn)行狀態(tài)。所以在日常的設(shè)備管控中就可以通過總的出風(fēng)量的控制，來使風(fēng)機(jī)處于一個穩(wěn)定的運(yùn)行區(qū)間，提升風(fēng)機(jī)的運(yùn)行壽命。

　　系統(tǒng)化的數(shù)據(jù)分析，是污水廠管理提升的一個重要渠道，通過現(xiàn)場的大量的數(shù)據(jù)收集和分析，我們可以看到工藝運(yùn)行中的各種數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)性，從而為工藝管理建立系統(tǒng)化的管理思維，在建立系統(tǒng)管理的過程中，首先就是要學(xué)會分析各項(xiàng)指標(biāo)之間的關(guān)聯(lián)性，從中尋找相互之間的影響。但是在污水廠原有的間隔周期長的手工化驗(yàn)數(shù)據(jù)下，這種關(guān)聯(lián)性受到手工數(shù)據(jù)的偶然性，間斷性等因素的影響，要找到數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)性是非常困難的，需要積累大量的數(shù)據(jù)來消除偶然誤差、尋找其關(guān)聯(lián)規(guī)律。這個問題在使用中控計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)記錄以后就可以很方便進(jìn)行了，通過選擇同一周期的不同數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線比對，就很容易看到之間的關(guān)聯(lián)性。通過這種方式，數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)能夠直觀的顯示在工藝人員面前，在分析這些關(guān)聯(lián)性之后，系統(tǒng)性的工藝認(rèn)知就能逐步建設(shè)起來，最終形成系統(tǒng)化管理的思維。

　　從上圖可以看到污泥濃度和溶解氧之間的關(guān)聯(lián)性，當(dāng)污泥濃度(圖中的紫色圖線)出現(xiàn)波谷的期間，在沒有調(diào)整鼓風(fēng)機(jī)頻率的時候，相對應(yīng)的生物池的溶解氧(圖中藍(lán)色圖線)就會出現(xiàn)波峰的趨勢。這種關(guān)聯(lián)趨勢可以說明生物池內(nèi)的溶解氧是與污泥濃度的高低相互作用的，在其他條件不變的情況下，生物池內(nèi)溶解氧的高低受到污泥濃度的變化影響。這個現(xiàn)象可能很多污水廠都已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，也注意到了。溶解氧在污水廠中是比較常用的一個控制參數(shù)，很多污水廠使用溶解氧的數(shù)據(jù)進(jìn)行風(fēng)機(jī)的調(diào)配，控制出水的COD和氨氮。經(jīng)常在溶解氧比較低的情況下，急于開啟風(fēng)機(jī)來提高溶解氧，但是也要注意影響溶解氧的因素不僅僅是進(jìn)水水質(zhì)的增高，排泥的造成污泥濃度變化也會引起生物池內(nèi)的溶解氧變化。在一些精確曝氣的管控中，這也是一項(xiàng)需要考慮的內(nèi)容。

　　污水廠的中控?cái)?shù)據(jù)能帶給工藝運(yùn)行人員的啟示還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止這些，可以說中控計(jì)算機(jī)內(nèi)存儲的數(shù)據(jù)是未被發(fā)掘的污水廠的數(shù)據(jù)礦，需要工藝管理人員深入的進(jìn)行挖掘分析，通過深入的分析和判斷污水廠中控計(jì)算機(jī)內(nèi)的數(shù)據(jù)，建立系統(tǒng)化和精準(zhǔn)化的工藝管理體系，是污水廠未來高質(zhì)量管理的重要趨勢。希望能夠通過這兩篇文章帶給大家一定的啟示，激發(fā)更多的技術(shù)人員關(guān)注和研究污水廠的中控計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)信息。

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