國家政策
我國治理水污染最重要的綱領性文件《水污染防治行動計劃》(下稱“水十條”)經批復,“水十條”的重要目標就是治理劣五類水,確保污水處理和飲水安全。報告提出,推進水循環利用,建設節水型社會。就各級行政區來講,地區水資源保護應遵從各流域做好水功能區劃分和水資源保護規劃的編制工作,并在流域規劃的基礎上制定地區水資源保護規劃。建立以節水優先,治污為本,多渠道開源的水資源循環利用機制。隨著政府與公眾對環境保護越來越注重,各地方政府也加大對環境的監管力度,水處理設備作為重要的環境保護設備,面臨著新時代的機會與挑戰。越來越多的水處理設備廠家希望通過物聯網技術,一方面監控所售設備的運行情況,另一方面也為終端用戶提供更好地水處理監控服務。
行業困境
綠色制造是生態文明建設的重要內容。工業化為社會創造了巨大財富,提高了人民的物質生活水平,同時也消耗了大量資源,給生態環境帶來了巨大壓力,影響了國家整體產業的健康發展。我國作為制造大國,尚未擺脫高投入、高消耗、高排放的發展方式,水資源消耗和污水排放與水平仍存在較大差距,為此,眾多企業加快轉變經濟發展方式,推動工業信息化改造。
現階段污水處理有以下幾個問題:
1.配套污水收集系統不完善,污水來量不足,污水中污染物濃度低達不到設計進水濃度;
2.管理人才短缺,技術經驗傳承難。我國雖人口眾多,但有專業技能和成熟經驗的人才缺乏,水處理技術經驗沒有做到有效記載,優秀的技術經驗在口口相傳中遺失了;
3.污水系統不穩定,不*統計顯示,污水處理廠平均運轉效率為50%,1/3的設備停機、1/3的設備故障,只有1/3的設備在正常運轉,而且運行費用偏高。運行費用是污水處理廠能否正常運行的重要因素。
4.現場工程師完成污水處理設備的系統施工,若寫錯了程序,往往需要安排自動化工程師出差上門調整或重寫程序,往往十分鐘就能解決。所以造成大量的差旅成本和工程師時間浪費。
成本體系實例圖:
費用名稱 | 所占比例(%) | 費用名稱 | 所占比例(%) |
電費 | 25~45 | 維修費 | 5~15 |
藥劑費 | 5~12 | 大修改造費 | 8~25 |
人員費 | 8~20 | 固定資產購置費 | 3~10 |
水費 | 1~3 | 管理費 | 2~8 |
郵費 | 0.5~1.5 | 污泥處置費 | 0~4 |
煤費 | 0~3 | 其他費用 | 2~4 |
行業方向
普通污水處理方式已經很難滿足現階段的環保要求,國內外學者在污水、廢水的處理工藝方面做了大量的研究,一直在尋找具有處理效果好、成本低的工藝,傳統沉淀技術簡單易行,但只適用于無特定水質要求的一般污水處理流程。城市污水處理和工業污水處理領域市場空間應用在逐步擴大,未來市場前景向好,為此許多企業污水處理廠在現有資源及工藝的情況下,引入工業物聯網系統,降低生產成本、拉開市場價格、提高企業競爭力,最終達成“無人值守污水處理廠”的宏偉愿景。
物聯網方案價值
總體價值:規范管理、節能降耗、減員提效
(1)污水系統運維管理,每個站點只能在現場或總控室,管理極為不變,人員成本也高。通過遠程物聯網監控,隨時隨地可掌握設備運行狀態和生產數據,可以實現無人值守,通過輪流巡檢和運維即可。
(2)工藝流程前序設備發生故障,后序工藝設備不知曉,存在損壞后段工藝設備的安全風險。通過物聯網故障自動告警,可及時知曉和及時維修。
(3)工藝流程中某環節設備發生故障,使得該工藝處理未完成,會造成排水不達標,遭到環保部門的罰款和客戶的不滿意。通過設備異常預警和實時監控,可主動避免該風險和成本損失。
(4)設備發生故障,工程人員只能事后通過總控室才能知道,再關機排查處理,可能已經造成一定損失和設備損壞了。通過物聯的異常預警和遠程智能控制,可變被動事后知曉為事前知曉,并及時遠程控制處理。
(5)通過物聯網智能調機技術,根據進水水量、水質不斷自動調整運行模式,使各段工序處于運行狀態。分析工藝參數的變化,繪制出工藝參數的變化曲線,觀測出不同季節、時段的污水水質差異,優化出的工藝參數,系統自動對原有的工藝參數進行調整。且還能實現提高設備的利用率和效率,降低能耗和設備維護費用。如如適時自動調整風機頻率,維持微生物所需氧含量,又不過多曝氣,減少大功率設備使用,降低風機運行的耗電量;采用下限投藥、控制回流量等措施,通過系統實現自動投放藥劑。同時完善材料計量工作,做好核算,在確保生產正常運行、滿足出水水質要求的前提下,加以控制。
(6)通過設備物聯網,使得設備運行的所有狀態和數據均有記錄,不僅可以作為后期意外事故需要的糾紛查證,也可以提供階段性統計分析,作為優化運營和改良設備的依據。
(7)建立生命周期管理。詳細記錄設備從“采購-運行-保養-維修-改造-報廢”的全軌跡,為后期查詢、追溯、維修等。
(8)提供專家知識庫,實現專家經驗傳承給所有維護的員工,將所有故障和處理方案進行分類歸集,小故障自行維修,節約維修成本。