污水廠內(nèi)的數(shù)據(jù)難題

摘自微信公眾號：原創(chuàng) 治污者說  2021-09-19 20:49

      污水廠每天不斷的從生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)形成對每一時刻的污水廠生產(chǎn)的描述，這些數(shù)據(jù)以各種不同的方式產(chǎn)生出來，包括在各個環(huán)節(jié)安裝的在線傳感器儀表和分析儀表、污水廠化驗室的化驗數(shù)據(jù)、設(shè)備的統(tǒng)計數(shù)據(jù)和一些手動收集的數(shù)據(jù)等等。污水廠每天可以說在每時每刻產(chǎn)生得大量數(shù)據(jù)中運(yùn)行，這些數(shù)據(jù)沒有得到有效的組織和歸納，只能作為無用的數(shù)據(jù)流失。

工業(yè)自動化在污水廠內(nèi)的深度應(yīng)用，越來越多的儀器儀表的現(xiàn)場安裝使用，使污水在流動過程中的數(shù)據(jù)化描述成為現(xiàn)實，但是這些數(shù)據(jù)流大量堆積之后，污水廠很快面臨到了數(shù)據(jù)難題，那就是如何面對這么多的海量運(yùn)行數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)究竟起到了什么作用。

污水廠通過中控計算機(jī)收集了大量的在線儀表所產(chǎn)生的實時數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)存儲在計算機(jī)中，部分?jǐn)?shù)據(jù)通過整合在控制軟件的報表系統(tǒng)形成日報表輸出，部分?jǐn)?shù)據(jù)以軟件的數(shù)據(jù)表形式存儲起來，通過數(shù)據(jù)曲線反應(yīng)出來。污水廠的生產(chǎn)部門在編制運(yùn)行報表的過程中，會收集和總結(jié)生產(chǎn)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可以包括污水廠化驗室、設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)、產(chǎn)量統(tǒng)計數(shù)據(jù)等，編制成一定時間段內(nèi)的生產(chǎn)統(tǒng)計報表，生產(chǎn)報表體系使污水廠的部分?jǐn)?shù)據(jù)得到了有效的整理和統(tǒng)計。除去這兩個比較的數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)以外，污水廠還可以從環(huán)境中收集數(shù)據(jù)，比如氣溫、水溫、降雨量等等。

可以很粗略的羅列污水廠收集的數(shù)據(jù)有：進(jìn)出水流量、污水廠進(jìn)出水水質(zhì)（pH、 BOD、COD、 SS、TN、TP、NH_３-N、SOUR）等；生物池的過程參數(shù)（SV、MLSS、MLVSS、DO、ORP、微生物）等；污泥運(yùn)行數(shù)據(jù)、藥劑使用量、設(shè)備運(yùn)行時間等等，具體可以參照下表所示對比廠內(nèi)是否收集到足夠的運(yùn)行統(tǒng)計數(shù)據(jù)。

這些大量的生產(chǎn)運(yùn)行統(tǒng)計數(shù)據(jù)，結(jié)合污水廠自控系統(tǒng)收集的大量數(shù)據(jù)，成為海量的運(yùn)行數(shù)據(jù)，污水廠成功穩(wěn)定運(yùn)營取決于這些收集數(shù)據(jù)的可靠性和完整性，以及從這些數(shù)據(jù)中提取信息的質(zhì)量和方便的調(diào)閱方式等。作為許多水廠和污水廠數(shù)字化轉(zhuǎn)型的副產(chǎn)品，過多的數(shù)據(jù)可能會給中小企業(yè)帶來麻煩。他們有時不知道從哪里開始，而且往往缺乏在海量數(shù)據(jù)中導(dǎo)航所需的時間，但是許多污水廠都會面臨一個尷尬的局面，那就是污水廠的生產(chǎn)數(shù)據(jù)豐富但所提供出來的信息卻十分匱乏。更為糟糕的問題是，這些中控系統(tǒng)的工藝過程的數(shù)據(jù)通常被收集在中控軟件的歷史數(shù)據(jù)庫、SQL 數(shù)據(jù)庫或 (CSV) 文件中，整合這些來自不同來源的記錄需要時間和精力，同時也需要計算機(jī)數(shù)據(jù)處理知識，污水廠的技術(shù)人員偏重于工藝運(yùn)行，因此很難將數(shù)據(jù)拼湊在一起，更不用說對其進(jìn)行分析了。

污水廠的這些數(shù)據(jù)本身不會顯現(xiàn)出精準(zhǔn)的工藝決策，因為它必須首先經(jīng)過仔細(xì)清理和分析才能產(chǎn)生對工藝未來的判斷和對復(fù)雜工況的洞察。這些經(jīng)過分析判斷后的數(shù)據(jù)，使污水廠的工藝管理人員能做出更貼合實際的決策以提高出水的保障，而真實的情況是，污水廠內(nèi)的工藝決策往往是基于運(yùn)行人員的主觀判斷做出的。整個工業(yè)化進(jìn)程所帶來的現(xiàn)場的自動化控制和檢測儀表，越來越方便地生成和收集大量過程數(shù)據(jù)，因此單憑直覺做出決策的傾向?qū)τ谄渌藖碚f似乎有些落后，但是對于污水廠的運(yùn)管人員來說，這種情況還將在一定時期內(nèi)存在的。

對于一些中小型的污水廠運(yùn)營來說，運(yùn)行人員在沒有足夠的技術(shù)支持下經(jīng)常就工廠運(yùn)營做出直覺決定。他們沒有時間整理做出判斷所需要的工藝運(yùn)行數(shù)據(jù)然后對其進(jìn)行分析。因為要維持一個污水廠的正常運(yùn)行往往有大量的現(xiàn)場工作要去關(guān)注和完成，很難有時間進(jìn)行長時間深入的數(shù)據(jù)技術(shù)分析，且具備足夠的對大量數(shù)據(jù)中所產(chǎn)生的趨勢變化引起注意。因此，在現(xiàn)實的運(yùn)行中，中小型的污水廠是無法從已有的這些大量的數(shù)據(jù)獲得效能的，工藝流程問題也得不到具有數(shù)據(jù)支撐的解決方案。在污水廠中，效率的想法和預(yù)期得不到有效的探索，污水廠的預(yù)期收益更難以量化實施。

數(shù)據(jù)困境的問題已經(jīng)隨著工業(yè)自動化不斷地發(fā)展，而深入進(jìn)入到污水廠的運(yùn)維管理中，污水廠需要采取積極的應(yīng)對措施，扭轉(zhuǎn)海量數(shù)據(jù)（也包含了大量的無效和錯誤數(shù)據(jù)）對生產(chǎn)管理的淹沒，整理和利用這些數(shù)據(jù)，獲取有效的信息資源，提升污水廠的管理。污水廠的運(yùn)維管理人員必須扭轉(zhuǎn)傳統(tǒng)的工藝管理思想，依靠經(jīng)驗的積累和感官的判斷來進(jìn)行粗放的管理是與工業(yè)自動化的進(jìn)程背離的，大量的數(shù)據(jù)將改變污水廠工藝運(yùn)行管理的模式，工藝管理人員應(yīng)對污水廠所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)架構(gòu)管理網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的收集的工作。