皖仪科技城市排水管网“厂-站”动态监管解决方案

2023-05-03 21:59:09 安徽皖仪科技股份有限公司

1.前言

污水处理厂和污水泵站是排水管网中重要的组成部分。污水处理厂承担着在管网末端处理污水并排放到受纳水体的责任，其运行状况好坏和出水水质优劣直接影响了流域水环境的安全；各类污水泵站（中途泵站、提升泵站、局部泵站等）是污水转输的枢纽，也直接体现了上游服务区域的水质变化情况。由此可见，污水处理厂和污水泵站均是城市排水管网中至关重要的节点单元，在这一“厂”一“站”对城市污水的水量水质进行监测，将在整体层面上极大的提升主管单位对城市排水管网运行状态的掌控能力。

目前，我国污水处理厂进厂水质普遍存在着低浓度、高水位的问题。COD浓度偏低会导致污水处理时加药量更大；而高水位又会导致污水处理厂常年处在满负荷甚至超负荷的状态，不利于污水厂经济、健康运营。

造成污水厂进水COD低、水位高的主要原因，是污水管网中存在着较为严重的外来水渗入现象。一般认为，排污管网外来水主要包括降雨引起的入流入渗(RDII)和地下水入渗（GWI）。而前者的根本原因是存在雨污混接的现象，部分降雨雨水流入雨水箅后，直接汇流入污水管网，同时，外溢污水对环境安全有较大影响；管道管周土壤的水土交换导致管道结构退化、地面塌陷，进而影响地下管道位置造成恶性循环；后者根本原因是污水管道年久失修，存在错位、破损等异常问题，地下水从而渗入管道，导致污水稀释。近年来，在长江大保护项目实施过程中，我们还发现我国污水系统还存在较为严重的河湖水倒灌（DSWI）的问题，流经河湖底部的管道破损后，导致河湖水倒灌入污水管网，极大稀释了进厂水质，增大了进厂流量，也易造成环境污染和生态危害。

近年来颁布的各项举措表明，国家对污水处理厂的提质增效整治日益重视。《城市黑臭水体整治-排水口、管道及检查井治理技术指南》（试行2016）指出，排水管道敷设在地下水水位以下的地区，城市污水处理厂旱天进水COD浓度不低于260mg/L;《城镇污水处理提质增效三年行动方案》（2019-2021）进一步指出，城市污水处理厂进水BOD低于100mg/L的，要围绕服务片区管网制定一厂一策的系统化整治方案，明确整治目标和措施。2022年3月28日，四部委颁布的《深入打好城市黑臭水体治理攻坚战实施方案》中提到，要建立健全长效机制，其中包含了“加强设施运行维护”，需要定期对管网进行巡查养护，推广实施“厂-网”一体化专业化运行维护。长期来看，管网巡查养护的智慧化、智能化，将最终有利于污水处理厂的提质增效以及城市水环境安全的保障与改善。

为了将一“厂”一“站”纳入城市排水管网整体智慧化监管，还需要克服一些困难。首先，在污水处理工艺高度自动化智能化的今天，城市污水处理厂自身就具备全流程监控、中心平台反控的智能中心平台。然而在监管单位进行管理时，难免形成“信息孤岛”，对污水处理厂的实际运行情况了解不够透彻或不够及时。其次，各类污水泵站作为污水转输的枢纽，体现了上游服务区域的污水水量水质信息，监测信息的缺失和滞后为整体管网运行状态的把控带来了阻碍。因此，对城市排水管网“厂-站”实施在线监测动态监管，对于整治黑臭水体、保护水生态安全有着十分重要的意义。

2.皖仪科技“厂-站”动态监管解决方案

皖仪科技为解决排水管网综合监管过程中，针对污水处理厂、污水泵站监管存在的信息孤岛、信息滞后、信息缺失等问题，同时为侦测厂站进水外来水入渗点，为污水处理厂提质增效，提供“厂-站”动态监管解决方案。方案中包含智慧水厂综合监管平台和“厂-站”进出水口物联网监测集成方案。

2.1智慧水厂综合监管平台

智慧水厂综合监管平台可服务于监管部门或污水厂运维单位。

当服务于监管部门时，平台首页可直观展示管理辖区内各污水处理厂的基本信息、进出口水质信息，并将数据进行统计分析，对监管区域内的污水厂的运行状态、报警信息、超标情况、排放量、能耗进行全过程监控并做出可视化展示，方便、快捷、全面的协助监管部门把握区域内各污水处理厂的运行状态和进出水水质信息。平台还支持将污水处理厂的运行状况实时数据接入系统，方便管理者对污水处理厂的全流程进行精细化监管。

当平台作为污水厂运维单位的综合管理平台时，皖仪科技可提供全流程的智慧水厂精细控制功能，主要包括厂区设备巡检、生产过程监控、水质监测管理、工艺精细控制、应急预案管理和行政综合管理六大功能模块。通过搭配在线监测设备，可对厂区内的生产进行精细化控制，实现智能加药、智能曝气等功能，辅助污水处理厂的生产智能化、设备集成化、监测数据化和管理信息化，支持污水处理厂的全面智慧化升级或建设。

2.2污水泵站综合监管系统

作为排水管网系统中的重要节点，污水泵站与管网中的其他监测节点的特征有着明显的区分，其水流连续，水量小，变化范围大，需要具备一定的调蓄容积，且配备了水泵等机械电气设备。因此，除了对污水本身的水量水质监测外，还需要对泵站内部的运行状况进行监视，将各类监测数据及时上传到平台并实现反控。当泵站服务的区域水质出现异常或设备出现故障时，系统可及时将超标或报警信息上传平台并做出辅助决策。通过采取上述措施，将污水泵站作为监测站点并入城市智慧管网综合监管平台，不仅可以及时对管网的污水水量水质进行了解，还可以对泵站的运行实现自动化控制，大幅度降低了运营的成本并提高了运维效率。

2.3 厂站进口水情监测平台

针对污水处理厂进水水质浓度低、水量大的问题，为污水处理厂提质增效，我们在主要污水提升泵站和污水处理厂进口处设置流量、水质在线监测设备，逐步建立起“厂网一体化”全面的、溯源式的监管体系。平台通过数据筛查，结合管网上下游点位数据对比，可对雨污混接、外来水渗入管线做出辅助提示，帮助监管部门逐步排查水质低流量大的根本原因，为污水处理厂提质增效提供源头级解决方案。

3.皖仪科技“厂-站”物联网监测集成方案

无论是城市智慧污水厂，还是污水泵站的综合监管，都需要底层物联网设备的数据支撑。科学合理的构建“厂-站”物联网在线监测系统，为平台提供真实可靠、稳定准确的数据，是城市污水管网综合监管实现智慧化的关键一环。

在智慧污水厂的综合监管中，需要对工艺和生产流程的全过程进行监测，以保证水厂运行管控的智慧化、信息化、统筹化。

针对智慧水厂生产的不同工艺和流程，皖仪科技可提供全过程监控仪器仪表。对于水质监测，在厂区内，可布设探头式的传感器设备，测量速度快，维护量小；对于进出厂区的进出水水质监测，可配备更加精确的水质自动监测仪，以满足排水水质监管的标准和要求。

在污水泵站布设物联网子系统时，应当依据监测目标确定设备集成方案。当监测目标为控源截污或提质增效时，需要对区域水环境污染溯源分析，对排水户进行监管，保障区域水环境质量，此时可在污水泵站的进出水口集成多普勒流量计、水质自动监测仪，以实时把控水质水量信息。此外，还需要对泵站内的水泵、闸门及各类电气设备实施监测和反控，以实现智能反控。

4.结语

对污水管网的一“厂”一“站”建立长效监管机制，实时把控排水管网整体运行状态，提升管网监管信息化、决策智慧化水平，是打赢整治黑臭水体攻坚战的关键环节，是保障水环境生态安全的必要因素。皖仪科技可为各监管部门和运维单位提供完善成熟的智慧水厂综合监管平台和“厂-站”进出水口物联网监测集成方案，助力打造全面、高效、智能的城市排水管网综合监管体系。