智能化水處理時代:預處理設備如何變得更“聰明”?
在水處理流程里,預處理是第一步。格柵把大塊的雜物攔下來,沉砂池把砂石沉淀掉,調節池把水量和水質調均勻。這些設備干的都是粗活,但粗活干不好,后面的精細處理就沒法進行。
過去,預處理設備靠的是機械結構本身。格柵不管來水有多少垃圾,都按固定的速度運轉;沉砂池不管來水含砂量高低,曝氣量都是設定好的。這種方式可靠,但不靈活。垃圾少的時候浪費電,垃圾多的時候又可能堵。
現在,預處理設備正在變得越來越“聰明”。
眼睛:傳感器替代人工看
以前的預處理車間,需要有人定時去現場看看。格柵前后的液位差是不是變大了?沉砂池的出砂量是不是正常?這些判斷依賴人的經驗。
現在,這些工作交給了傳感器。液位計實時監測格柵前后的水位,如果差值超過設定范圍,說明柵條上堵了太多雜物,系統會自動啟動格柵清污。濁度儀監測沉砂池出水的水質,如果含砂量異常,會自動調整曝氣強度。流量計記錄著每小時的來水量變化,為后續工藝提供數據。
這些傳感器就像是設備的眼睛,二十四小時不停地盯著,而且盯得比人更準。
大腦:控制器學會判斷
有了數據,還需要處理數據。過去用的是簡單的邏輯控制:水位到了就啟動,時間到了就停止。現在可編程邏輯控制器里跑的算法復雜得多。
控制器會學習這個污水廠的運行規律。比如過去一個月的來水曲線顯示,每天上午十點水量開始上升,下午兩點達到高峰。控制器會根據這個規律,提前半小時加大預處理設備的處理能力,而不是等到水量真的變大、水位暴漲之后再被動響應。
再比如,格柵的運行不再簡單地按時間間隔啟停,而是根據實際的垃圾攔截量來決定。垃圾多的時候多開一會兒,垃圾少的時候少開一會兒,既保證不堵,又節約能耗。
手:執行機構更準確
有了眼睛和大腦,還需要有聽話的手。
變頻器的普及讓水泵和風機的轉速可以隨時調整。來水少了,水泵轉慢一點;來水多了,轉快一點。不再像以前那樣,要么全速運轉,要么停機,只有兩個選項。
電動閥門可以精確控制開度。沉砂池的排砂閥門,可以根據砂量的大小調節開啟的時間和次數,既把砂排干凈,又不帶走太多水。
就連簡單的格柵,也在變化。有的智能格柵可以根據柵渣的堆積厚度,自動調整清污耙的運行速度,垃圾越多跑得越快,垃圾越少跑得越慢。
數據:讓維護變得有預見
智能化帶來的另一個變化,是維護方式的改變。
傳統的設備維護是計劃性的,每個月檢查一次,每年大修一次。但設備不會嚴格按照計劃出問題。有的零件還沒到檢修時間就壞了,有的零件到了時間其實還很好。
現在,通過監測設備的振動、溫度、電流,系統可以判斷設備的健康狀況。振動開始變大了,可能是軸承磨損了;電流突然升高了,可能是有東西卡住了。系統會在問題變得嚴重之前發出預警,提醒維護人員去檢查。這種預見性維護,可以減少意外停機的時間。
智能化的目的
說了這么多,預處理設備變得聰明,終是為了什么?
是為了穩定。污水的水質水量總是在波動,智能化的目的不是讓波動消失,而是讓設備能跟上波動,不管來水怎么樣,都能給出一個相對穩定的出水,為后續的生物處理、深度處理打好基礎。
也是為了省。讓設備自己去判斷該干什么,人只需要在關鍵時候介入,處理那些機器處理不了的異常。這樣,人可以從重復的勞動里解放出來,去做更有價值的事。
預處理設備干的還是那些粗活,但它們干得更巧了。