近年來，水資源污染問題的日益凸顯，對人們正常的生產(chǎn)和生活用水產(chǎn)生嚴重影響，甚至會對人們健康構成威脅，因此，城市居民應對提高水資源的利用率和水資源的再生利用的問題重點關注，作為環(huán)保行業(yè)重要支柱的污水、廢水處理行業(yè)在我國蓬勃發(fā)展，污水處理廠建設、運營、管理等方面技術得到大改進。其中，自動化控制系統(tǒng)作為運營管理的重要組成部分也越來越得到重視。伴隨著行業(yè)監(jiān)管的加強、人工成本的大幅度上升和企業(yè)自身盈利的需要，污水處理自動化、信息化及智能化技術的發(fā)展空間被打開。污水處理自動化技術主要通過先進的處理設備和自動化系統(tǒng)對污水進行處理，從而實現(xiàn)凈化水質(zhì)的目的。當前，越來越多的城市開展了智慧城市的建設。智慧水務作為其中重要的組成部分，正日益引發(fā)關注。但到底該如何著手開展智慧水務建設？水務行業(yè)原有的各個環(huán)節(jié)應如何變革創(chuàng)新，發(fā)揮自動化控制系統(tǒng)在智慧水務中的作用。這些關鍵性的執(zhí)行問題，我認為，現(xiàn)階段關于智慧水務的探討不能僅停留于概念層面，而要結(jié)合智慧城市的宏觀目標，真正從“大數(shù)據(jù)智慧”的目標和內(nèi)涵出發(fā)，客觀務實地對污水處理自動化控制系統(tǒng)的智慧水務應用進行研究分析。
“智慧水務”利用現(xiàn)代先進技術，大量收集、深入挖掘水務信息，建立大數(shù)據(jù)云，廣泛運用數(shù)據(jù)云，全面把握水務信息，提高水務管理的效率和質(zhì)量。主要工作對象是城市供水、用水、耗水、排水、污水收集處理、再生水綜合利用等。本文就是介紹智慧水務在污水處理的應用?！爸腔鬯畡铡苯ㄔO階段主要處于“智慧城市”基礎設施建設向智能化建設過渡的階段，其主要特征體現(xiàn)在以下5個方面： （1）更全面的感知。通過信息收集的全面性、信息處理的快速性，可以全面地把握全局的水務信息狀況。
（2）更主動的服務。依靠先進的技術進行監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)問題，及時作出合理的方案，及時處理問題。
（3）更自動的控制?！爸腔鬯畡铡笨刂蒲赜谩肮I(yè)4.0”的由集中式控制向分散式增強型控制發(fā)展的模式，在集中控制的模式條件下，可以分為防洪工程控制體系、水源工程控制體系、城市供水工程控制體系、城市排水工程控制體系和生態(tài)河湖工程控制體系，實現(xiàn)管理的自動化。
（4）更科學的決策?；跀?shù)據(jù)云，依靠智能仿真、智能診斷、智能預報、智能調(diào)度、智能控制和智能服務于一體，對水務做出科學的決策。
（5）更及時的應對。對突發(fā)的事件，基于智能化的監(jiān)測、科學合理的決策，處理工作更加及時、可行。
3、污水處理自動化系統(tǒng)的現(xiàn)狀和處理措施
近年應用于污水廠的自動控制系統(tǒng),已廣泛采用集散式監(jiān)控系統(tǒng),應用了自動化程度較高的檢側(cè)儀表,各種新工藝、新設備也大量出現(xiàn)并得到應用,并且取得了良好的效果。但污水處理廠自動化控制系統(tǒng)還應該在以下方面更好地為水廠運營管理提供服務。（1）污水處理工藝發(fā)展很快,一些復雜高效工藝的出現(xiàn),要求自動化控制系統(tǒng)從經(jīng)驗式固定程序向智能化發(fā)展。特別是一些重要的工藝環(huán)節(jié)如絮凝加藥、泵站調(diào)度、二次生化等采用先進的檢測儀器和智能化的控制方式,不僅可以提高處理效果,而且可以獲得明顯的經(jīng)濟效益,對污水廠的經(jīng)濟運行意義重大。（2）污水處理自動控制系統(tǒng)中采用了一些先進的自動化數(shù)據(jù)采集設備、儀表傳感器、通訊總線技術，但自動化控制系統(tǒng)實施過程中往往注重控制功能和數(shù)據(jù)實時性的實施，對設備運行記錄、水質(zhì)參數(shù)、設備報警等信息只做到了簡單的存儲功能，缺乏對數(shù)據(jù)進行更深程度的統(tǒng)計分析。此類自動化控制系統(tǒng)應用很難對污水處理工藝調(diào)整及優(yōu)化、節(jié)約能源等方面提供輔助決策幫助。（3）利用污水處理廠自動化控制系統(tǒng)采集到的基礎數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。對污水處理廠的進、產(chǎn)、排三個主要環(huán)節(jié)進行監(jiān)控，將下屬提升泵站和污水處理廠的水量、水位、水質(zhì)、電耗、藥耗、設備狀態(tài)等信息實時傳送到遠端云計算平臺，通過云計算平臺進行收集、整合、分析和處理，建立各個環(huán)節(jié)的相互規(guī)約模型，分析生產(chǎn)環(huán)節(jié)水、電、藥的消耗與處理水排水、生產(chǎn)、排放之間的隱含關系找出污水處理廠的優(yōu)化生產(chǎn)過程管理方案，實現(xiàn)對污水處理企業(yè)生產(chǎn)過程的實時控制與精細化管理，達到規(guī)范管理、節(jié)能降耗、減員增效的目的。（4）污水處理廠設備、儀器維修、維護無信息依據(jù)。污水處理自動控制系統(tǒng)中記錄了設備儀表的報警信息?？勺鳛樵O備需要緊急處理依據(jù)，對于設備的日常維護信息沒有記錄，例如：機械設備的機油更換、pH計、污泥濃度計、泥位計等儀器均有嚴格的使用維護要求,包括接觸探頭的定期清洗、標定,設備損耗維修等等均無記錄。但自動化控制系統(tǒng)可以清晰準確的記錄每臺機械設備的累積運行時間，這就需要自動化控制系統(tǒng)與設備管理系統(tǒng)共享信息，使每個設備的累積運行時間服務于設備的日常維修與維護，為設備資產(chǎn)管理系統(tǒng)提供基礎數(shù)據(jù)。（5）自動化控制系統(tǒng)的設計應該依據(jù)污水廠的規(guī)模、工藝復雜程度合理地選擇控制系統(tǒng)。使自控水平、設備水平與工藝水平相適應,控制系統(tǒng)結(jié)構要力求簡明,避免復雜的控制模式造成系統(tǒng)可靠性下降的問題。針對污水處理工藝特點,研究優(yōu)化控制機理,開發(fā)與主導工藝相適應的污水處理廠集散式自動化控制系統(tǒng)。4、智慧水務系統(tǒng)及實現(xiàn)內(nèi)容
4.1大數(shù)據(jù)全數(shù)字化
針對我國現(xiàn)有排水系統(tǒng)信息化發(fā)展不均衡、系統(tǒng)功能不完善，應用系統(tǒng)缺少統(tǒng)籌規(guī)劃利用程度底、共享程度低等不足，大數(shù)據(jù)全數(shù)字化自控系統(tǒng)已經(jīng)不僅僅限于自動化，重要的還在于基于污水處理廠運營管理體制的信息化與智能化技術應用。大數(shù)據(jù)應用實踐創(chuàng)新主要體現(xiàn)在工業(yè)自動化設備的大數(shù)據(jù)收集，監(jiān)控操作以及大數(shù)據(jù)管理運行維護的趨勢分析。主要分三個方面：
4.1.1數(shù)據(jù)收集
將單一水廠或數(shù)個水廠自動化系統(tǒng)中的儀表讀數(shù)與運行數(shù)據(jù)（包含水量、水位、水質(zhì)、電耗、藥耗、設備狀態(tài)與環(huán)境條件等信息）做遠程傳輸監(jiān)控，減少人工收集可能的失誤，提高資訊準確性。
4.1.2監(jiān)控操作
由中控室與外部連接對運行設備進行操控；運用監(jiān)控錄像或報警判斷所需操作模式；利用云計算平臺搭配移動式設備，實現(xiàn)現(xiàn)場報警，人機合一的現(xiàn)場加遠端的監(jiān)控模式。
4.1.3數(shù)據(jù)分析
設定運行數(shù)據(jù)的歷史數(shù)據(jù)趨勢，以圖形界面提高直觀比較；水質(zhì)數(shù)據(jù)與運行模式和原廢水變化的交叉分析；報警處理的過程追蹤與統(tǒng)計分析未來故障前兆之預警。
4.2云平臺化常態(tài)管理
大數(shù)據(jù)的應用需求將以服務方式通過平臺的管理得到滿足。利用云計算的彈性資源等特性，污水處理廠可以通過多層次信息化平臺將設備維護、企業(yè)資產(chǎn)管理、財務ERP、OA平臺、監(jiān)控平臺、GIS、采購、知識庫等不同模塊訊息平臺有機銜接到一個完整的污水管控云平臺，實現(xiàn)實時線上和線下O2O的工作流程對接，明確職責分配與考核標準，提高整體效率。利用云計算平臺，把所有污水管理的共性功能和服務聚集成平臺，利用平臺便利性提升資訊處理效率，從被動維護轉(zhuǎn)換成主動性維護，提升設備和污水運行設備的可靠性。
4.3經(jīng)營模式創(chuàng)新
形成“水物聯(lián)網(wǎng)”，從人人互聯(lián)、物物互聯(lián)、產(chǎn)品與服務互聯(lián)，到公眾與政府互聯(lián)，通過風險評估與客觀事實記錄輔佐決策，事先統(tǒng)一污水處理全產(chǎn)業(yè)鏈的風險矩陣參數(shù)定義、評估方法以及結(jié)構的對應處理原則，轉(zhuǎn)變經(jīng)營模式，避免主觀、感觀式判斷，降低無效損耗、閑置設備維護成本，在有限資源基礎下發(fā)揮效益。5、智慧水務系統(tǒng)未來的發(fā)展方向和實施經(jīng)驗
5.1利用大數(shù)據(jù)技術開展污水處理自動化控制智慧水務建設
水務行業(yè)正面臨宏觀外部環(huán)境的挑戰(zhàn)。一是水資源稀缺和水污染日益嚴重，亟須借助科技手段應對嚴重的危機；二是城市的污水處理正發(fā)展為“智慧化”的新范式，城市的“智慧”特征更突出：一方面，管理者通過運用各類新興技術手段來滿足城市內(nèi)污水處理需求；另一方面，城市內(nèi)不同業(yè)務部門之間乃至各城市之間需有效貫通，通過數(shù)據(jù)的智慧化分析、信息整合和數(shù)據(jù)挖掘，更好地實現(xiàn)污水處理自動化控制智慧水務的應用。
5.2增強污水處理數(shù)據(jù)采集能力，奠定智慧水務的感知基礎
水行業(yè)信息密集。為有效地采集數(shù)據(jù)、豐富信息流，必須不斷地研發(fā)、改進技術以增強設備的采集能力，加大流量、水質(zhì)、水壓等方面各類新型傳感設備的應用部署和普及。
5.3通過數(shù)據(jù)資產(chǎn)的有效積累和處理應用，實現(xiàn)智慧水務
如何應用大數(shù)據(jù)技術開展污水處理智慧水務建設？我們可以借鑒其他污水處理廠開展智慧大數(shù)據(jù)建設的一些經(jīng)驗。
5.4數(shù)據(jù)智慧水務系統(tǒng)的未來發(fā)展趨勢
智慧水務可以促進水務與如火如荼的智慧城市“互聯(lián)網(wǎng)+”創(chuàng)新相融合。比如，智慧水務可以成為尋常百姓日常生活中的“智能單元”，為生活帶來更多的便利與可能。這類應用場景需要不斷地創(chuàng)造誕生、普及擴散、井噴發(fā)展。智慧水務與智慧城市的融合，甚至可以給國家大政方針政策的決斷提供可靠的依據(jù)。總之，動態(tài)、精細、個性、洞察和科學決策、開放、融合、創(chuàng)新等等這些都是智慧水務的應有之義。而要實現(xiàn)這些目標，智慧水務的建設就必須依賴先進的大數(shù)據(jù)技術。大數(shù)據(jù)是推進智慧水務建設的核心問題。如果缺乏大數(shù)據(jù)分析處理，智慧水務的“大腦”就不夠發(fā)達，“智商”就不夠高，能力就不夠強。大數(shù)據(jù)處理、挖掘模型等技術相對通用，但產(chǎn)生融合智慧的基礎數(shù)據(jù)，卻需要一點一滴地積累。當前建設智慧水務，積累有效的“海量數(shù)據(jù)”已成為當務之急。
6、實現(xiàn)智慧水務給污水處理自動化控制帶來的的好處
6.1有助于科學的處理污水
水務行業(yè)復雜而多變，各種現(xiàn)象背后，往往是多種因素相互作用的綜合結(jié)果。在以往，更多是依賴資深員工的專家經(jīng)驗來分析和解決各類問題。但這類經(jīng)驗難以沉淀、提煉和復制，更難以量化推廣。建設智慧水務，不僅能實現(xiàn)“過去憑專家級的經(jīng)驗才能獲取的對未來的預測，現(xiàn)在通過數(shù)據(jù)分析也能做到”的目標，而且有助于打破認知局限，破除經(jīng)驗的混沌性和局限性，從具體中抽象出規(guī)律，從規(guī)律中推斷一些具體的結(jié)果，從而達到預測、預警，并提供多個具體操作建議，改善污水處理自動化控制系統(tǒng)整體運行的科學性。
6.2有助于實現(xiàn)更精細、更差異化的污水處理
污水處理自動化控制系統(tǒng)實現(xiàn)智慧水務的應用可以對不同地區(qū)、不同場景的污水進行針對性的污水處理。目前工業(yè)用戶已經(jīng)在要求更精細、動態(tài)的污水處理監(jiān)測和管理服務。所以若是應用智慧水務在污水處理中可以實現(xiàn)更精細和差異化的污水處理。近年來，自動控制系統(tǒng)在污水處理中得以廣泛應用，這樣有利于降低因人為因素所造成的安全隱患，提升污水處理效率，使其滿足國家規(guī)定的排放標準。但自動控制系統(tǒng)在應用過程中仍存在諸多不足之處，因此要加強部門和機構之間的合作，把智慧水務應用于污水處理自動控制系統(tǒng)，這樣污水處理問題便能更好的解決，為我國水資源短缺問題做出貢獻。
