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1、智慧水务发展方向调研1 污水处理1.1 污水处理自动化现状概述 污水处理自控系统建设较落后，地区差异大目前，我国各省市城镇污水处理厂自控系统建设的情况参差不齐。北京、广州、上海、深圳、江苏、浙江等东部经济发达地区的城市污水处理厂自控系统建设及使用状况整体较好，中西部地区的污水处理厂自控系统状况还不太理想，有很多甚至处于瘫痪状态。而即使是在经济发达地区的污水处理厂，现有的系统仍有很多不完善的地方，与其它行业的技术水平相比差距较大。导致这种现象的主要原因有两个方面，一是对自控系统的重视不够，经济投入不足;二是绝大多数污水处理厂缺乏自动化专业技术人才，缺乏足够的技术培训，从而缺乏完善的自控系统维护保
2、养工作。市场空间巨大，市场竞争充分现状的不足，恰恰意味着市场与机会。近期，北京排水集团的高碑店污水处理厂、酒仙桥污水处理厂等多个污水处理厂,以及桑德集团的肖家河污水处理厂等都纷纷在进行改扩建。其中，自控系统的改造、升级是很重要的一部分。除了北京，湖北、河南、大连等大多数省、市污水处理厂中控系统的升级改造也进行得如火如荼。作为国内环保行业领头企业的首创、北控、桑德等水务集团，不仅整体自动化应用水平较高，而且均已着手建设集团层面的信息管理系统。这也意味着，在这些领头企业的带领下，污水处理行业开启信息化时代。 当前污水处理厂自动化、信息化及智能化技术应用的市场空间巨大。对企业而言，这些新技术的应用可
3、以带来人工成本降低、运营水平的改善以及节能降耗，全方面的提高污水处理厂的运营管理效率。对监管部门及社会公众而言，这些技术的应用可助于监管加强、污染物减排能力增强以及信息公开透明。污水处理厂自动化及相关技术应用的空间被无限拓展，这也引起了行业的高度关注。目前，在自控设计方面比较强的设计院有华北设计院、西南设计院、上海设计院等，据不完全统计，国内从事污水处理厂自控系统集成业务的公司超过200家，主要集中在北京、上海、广州、武汉等大型城市。在行业内的知名公司包括武汉康盛自控工程有限公司、广州东芝白云自动化系统有限公司、北京金控自动化技术有限公司、北京机械工业自动化研究所、浙江浙大中控技术有限公司，上
4、海新华控制技术(集团)有限公司，北京和利时系统工程有限公司、浙江正泰中自控制工程有限公司、浙大中自集成控制股份有限公司等。由于市场机会较多，污水处理厂自控系统行业的竞争较为充分，在局部地区甚至存在恶性竞争的情况。1.2 污水处理信息化解决方案（北京金控自动化技术有限公司）1.2.1 水务企业工况在线监控及分析系统 水务企业工况在线监控及分析系统，简称“工况分析系统”，是在传统的自动化控制系统的基础上，针对水务企业的生产过程建立数学模型，利用大量的生产数据对生产的过程和结果进行深入分析，从而为管理者提供据测支持的系统平台。功能模块：远程监控：系统完全基于B/S结构，实现基于WEB方式的远程监控，
5、支持平板电脑、智能手机等移动终端访问。设备检测：通过对设备状态的全面监测，提供包括投运时间、故障次数、检修时间提醒等功能。仪表检测：通过对仪表的全面监测，提供包括量程设置、报警设置、投运时间、维护提醒等功能。运行报警：根据系统预设等级进行分级显示通讯、设备、仪表、有毒气体等报警信号。安全分析：根据工艺特点和风险源识别，针对生产过程进行安全监控，根据运行数据进行安全分析，对工艺的安全生产和达标运行进行分析。质量分析：对工艺生产过程的运行质量进行分析，包括去除率、减排量等重要质量指标。效能分析：对工艺生产过程的运行效能进行分析，包括单位水量电耗、单位减排量电耗等效能指标。电力分析：通过电力监测系统
6、，对全厂的电力状况进行横向、纵向等分析。人员绩效：通过值班期间的人员（主要指中控管理人员）登陆系统情况进行记录和考核，结合各项生产数据，进行人员生产绩效分析。水量预测：通过对企业进水量的监测，利用历史数据建立数学模型，可以较为准备的预测未来一段时间内（通常为1天至30天）的进水量。水质预测：通过对进水、出水水质和生产过程的数据监测，建立数学模型，可以较为准确的预测当前进水水质和当前工艺条件下，未来一段时间内（通常为24小时）的出水水质。故障预警：通过对设备、仪表等的数据检测，可以建立数学模型，对可能存在故障隐患的设备、仪表等进行故障预警。专家系统：利用运营管理人员和行业专家的经验，结合工艺特点
7、，可以建立一套实用的专家专家，以解决复杂工艺问题。数据报表：利用自动化控制系统的实时数据库，以及本系统各功能模块的分析数据，建立一套丰富的工况数据分析报表，并以图表等丰富形式进行展现。1.2.2 水务企业集中监控系统专门为水务行业专业运营公司开发的一套用于管理集团内多个运营企业的工艺监控系统，使得集团单位在集团监控中心即可监控、管理、指导旗下各运营企业生产活动，减少现场指导、视察次数及时间，降低人力资源成本。为了实现中心数据信息化、网络化，打破各个监控现场相互之间长期形成的“信息孤岛”局面，本方案利用有线网络与3G无线网络相结合的方式，各现场监控站的数据通过现有网络进行传输，如果没有网络则增加
8、3G网络进行传输。集中监控平台系统由位于管理中心和位于各地的污水处理厂现场监控站组成，各现场监控站首先连接到数据采集站，数据采集站通过网络将数据传送至中心，实现各现场监控站和管理中心的实时在线连接，实现数据的网间共享以及实时监控。方案优点:1、实时性强：系统无时延，无需轮巡就可以同步接收、处理多个/所有数据采集点的数据。可很好的满足系统对数据采集和传输实时性的要求。2、可对视频设备进行远程控制：通过网络双向系统还可实现对视频设备进行远程控制，进行参数调整、转动云台等控制操作。3、建设成本少低：由于采用现有网络或3G无线网络，只需安装好设备就可以，不需要进行专门布线，前期投资少、见效快，后期升级
9、、维护成本低；4、范围广：3G覆盖范围广，在无线3G网络的覆盖范围之内，都可以完成对监控站的控制和管理。而且，扩容无限制，接入地点无限制，能满足山区、乡镇和跨地区的接入需求。5、通信费用低：采用包月计费方式，运营成本低。1.2.3 水务企业信息化管理系统构建最先进的水务行业信息化管理系统，利用互联网、物联网、大数据等先进技术，实现生产工艺远程监控、设备管理、报表管理、运行管理等工作，为客户提供最有价值的专业信息化系统解决方案。设备管理对全厂设备和仪表的使用情况进行监控和管理，包括使用状态、运行时间、故障分析和全面的维保记录等，并提供设备和仪表维保建议和规范的操作流程，保证设备和仪表的正常使用和
10、维护。报表管理专门为水务企业设计的用于进行报表创建、报表生成、报表查询和报表管理等工作的软件模块，以生产运行原始数据为基础，结合化验室数据，按照管理需要，自动生成各种所需的报表。运行管理包含运行值班记录、设备监控、数据抄报、运行分析等功能的运行管理模块，及时、准确反映运营状况并形成运行报告归档，从而提高运维人员的工作效率和管理水平。成本管理针对水务企业的生产运营特点和商务模式，融合自动化、电力、环境、财务、投资、管理等多专业知识而形成的运营成本管理系统，涵盖电费、药剂费、外运处理费、人工费以及利息、折旧费、管理费等生产运营中的成本构成，是管理者掌控运营成本的重要手段。电能管理专门针对水务企业生
11、产运营及工艺特点，结合最新能源管理技术而开发的用于水务企业的电能监测、分析、预测及管理的系统，目的在于实现水务电能消耗可视化、电能使用安全化和电能管理高效化，提高能源使用效率。1.2.4 水处理智能优化控制系统通过优化控制、模糊控制、神经网络、专家系统等人工智能技术，实现污水处理全过程的智能优化控制，达到安全运行、节能运行的目的，平均节能效果超过15%。优化曝气系统污水处理工艺中，在曝气阶段的能源消耗最为突出，设计智能优化控制算法，通过智能优化控制系统实现曝气系统的优化运行，达到节能目的。泵组优化控制根据工艺控制需要，对提升泵、回流泵等泵组进行优化控制，在满足工艺要求的前提下，实现节能降耗，减
12、少设备启停损耗，减少对工艺系统的负荷冲击。专家系统专家系统是利用污水处理行业运营管理专家的经验，建立实时专家系统决策库，构建专家系统决策树，实现对生产过程调度和运行中产生的问题进行自动诊断和分析，并提供专家系统解决方案。1.2.5 污染源排放（工况）分析系统“工况监控系统”是污染源自动监控项目建设的进一步深化，在原末端监测的基础上，深入到污染治理设施运行的本身，通过抽取出代表设施运行的模型和工况参数，精确描述设施运行的状态。基于设施运行过程中工况参数之间动态关联的逻辑关系，行数据验证和判断，分析设备运行的状态，对异常的工况进行报警。1.2.6 污染源监测数据公开【背景】北京市环保局日前印发京环
13、发201366号通知，要求北京市范围内的83家国家监控的重点污染源企业通过网络主动公开主要污染物自行监测信息，在今年11月底前，全部国控企业的自行监测信息都要向社会公开。这83家国控企业主要为排放废气和废水的工业企业和城镇污水处理厂，是北京市污染排放的重点行业和重点单位。公开的内容包括企业名称、监测时间和点位、主要污染物及特征污染物的排放浓度和达标情况等。方案一：经济型由我司提供服务器、数据库、静态IP地址，并在该服务器上开发用户企业的网站，在用户企业中控室安装1台工控机（根据企业情况可选）、1套数据采集及传输软件和1套GPRS数据传输模块，通过控制网络采集所需数据，采用无线方式发送至我司服务
14、器的数据库，并对外发布。用户通过租用我司服务器，进行实时数据网络发布，我司针对每一个用户企业单独开发网站界面，并负责维护。特点：（1）投资小。用户企业主要投资在企业端，服务器、数据库、IP地址等均由我方投资，用户采用每年支付少量维护费的方式获得服务；（2）免维护。所有网站系统的维护工作均由我司负责，用户企业只需要保证现场端数据正常采集及传输即可。适用企业：小型污染源监控企业，资金少，尚无企业网站，缺乏专业的信息技术人员，以满足文件基本要求为主。方案二：标准型标准型方案以污染源监控企业独立投资建设、运营网站并对外发布实时数据为主，服务器通常安放在企业内。主要投资的硬件包括：1台双网口工控机、1套
15、数据采集及传输软件、2台服务器、1台防火墙及1个静态IP地址，我司可提供的服务包括：系统搭建、网站开发、实时数据发布，以项目形式进行合作，项目建设完成后交由用户企业负责日常维护及更新。特点：（1）自主性强。服务器均由用户企业负责更新及维护，便于管理，有利于提升企业形象。（2）投资中等。主要是硬件投资和日常技术人员维护投资，对于已有网站的企业，投资较小。适用企业：中小型污染源监控企业，资金尚可，尚无企业网站，具有专业的信息技术人员，可以自主维护运营。如果已有企业网站，则投资较小。方案三：提升型我司针对污染源监控企业，开发有一套成熟的信息化管理系统，该系统不仅可实现北京市环保局66号文件要求的功能，同时，提供了包括远程监控、报表管理、设备资产管理、数据分析等一系列用于提升企业管理水平的软件系统。我司除了为用户企业提供标准型的硬件和软件系统之外，还将提供一套信息化管理软件，并可实现手机或平板电脑远程APP访问，具体功能模块可根据用户企业需要进行定制开发。特点：（1）务实有效。该系统不仅提升企业形象，更能务实有效的提供信息化管理手段，整体提升企业管理水平。（2）免维护。系统建设完成后，由我司负责该系统的整体维护工作，用户企业仅需支付少量维护费1.2.7 水质智能监测与分析系统水环境在线监测、智能分析及预警系统是集数据采集、
