近百年来,随着全球人口不断膨胀,工业发展迅速,水资源状况急剧恶化。人类认识到水处理的重要性,并始终探索水处理的技术和方法。从简单的过滤沉淀到有机物的去除,从蒸馏净水到海水淡化,人类希望通过不断改进的技术方法让有限的水更净、更纯,更多地被人类所利用。从古代的格栅截留和自然沉降到十八世纪曝气试验,从十九世纪的厌氧生物处理到二十世纪的生物膜法,到现在每一次制造技术、科技技术的发展与创新,都带领着水处理技术的更新。
智慧水处理一词于2008年被提出,现在已经变成了水处理等方面的一种趋势。水处理基础从古代到现在已经发生了突变,现今AI技术的崛起将会进一步引领水处理技术的发展。AI技术应用于水处理方面,我们称之为智慧水处理,智慧水处理可以分为三个层次:信息化、自动化和智慧化。现在水处理技术已经在前两个方面发展成熟,后一个方面也将在市场上崭露头角。现在我们来了解下智慧水处理的三个层次。
智慧水处理的第一个层次:信息化
信息化是指通过自动化设备或仪器收集水处理过程中产生的各类数据、监测数据例如,将水处理站调节池的液位、pH、污染物种类,提升泵的频率、运行温度、流量、压力,反应池的pH、混凝絮凝状况、生化池的pH、温度、COD、BOD、SVI等等。将此类信息实时、自动地传输到水处理站的数据库平台中,实现实时监测。
智慧水处理的第二个层次:自动化
自动化是指废水处理设备、系统在没有人或较少人的直接参与下,按照人的要求,经过自动检测、信息处理、分析判断、操纵控制,实现预期的目标的过程。在自动化中,系统智能将少量数据进行分析处理,达到尽可能自行处理。
目前一般的废水站已经实现了最基本的自动化功能,即提升泵由液位浮球控制,低液位停泵,中液位启泵,高液位报警,pH计控制酸碱药物的加入等。
智慧水处理的第三个层次:智慧化
智慧化是指废水处理站根据监测的“大数据“进行分析,人工智能将会代替人进行关键系统判断和决策,通过人工智能的数据分析能力,将各类数据的相关性连接起来,通过微调系统等措施,实现系统的稳定运行、风险的规避和控制运营成本。
设备阀门的电子信息化
水处理站的所有设备的信息化,例如水泵(机械加药泵)的转速,流量(可用流量计替代),泵体、轴的温度、出口压力等。
气动隔膜泵的进出口压力、流量,用气量等。
阀门的开关百分比(可控制阀门0~100%开或关)。
构筑物功能信息化,例如混凝现象的判断、絮凝现象的判断、出水浊度,生化池的各类所需信息等。
排放废水的所有控制指标等。
设备、阀门数据的收集
水处理站所有能够收集到的电子信息均应收集起来,通过数据库储存,方便读取、查看。
软件平台
软件平台为公司运营废水站的基础。
软件应为通用平台(架构合理,功能考虑充分),一次开发,以后所有的水处理站都可利用此软件,只需做少量更改便可应用,软件接口充足,用户权限管理、控制系统、备份、冗余、历史记录、设备操作记录和应急处理等齐全。
AI控制系统
AI驱动是智慧水处理的核心卖点,是智慧水处理的价值所在。
为废水站控制系统核心,能够实现水处理站自动化的所有功能,对各工段废水的提升,加药,pH、ORP等设备的状态和出水水质进行监控,系统能够根据出水水质自动调整加药量与各工段参数,保证出水最优。能够处理各类突发事件,包括设备突发的故障,能够对设备故障的识别与报警,关键部件出现问题能够实现紧急停止和备份设备的自动运行等。
水处理技术会不断地发展完善,在不久的未来,全智慧化AI控制的水处理站会面世、并完善。最初的智慧水处理建设成本会比普通的自动化水处理站成本高很多,但是它的优点(智能、稳定、节约药剂与明显维护成本等)将会被人们所记住。智慧水处理站终将占领绝大多数高端水处理市场。