《污水處理廠智能化管理系統(tǒng)建設(shè)技術(shù)規(guī)范（征求意見稿）》編制說明

《污水處理廠智能化管理系統(tǒng)建設(shè) 1 3 4 5 5 5 5 8 9 9 9 123在省內(nèi)，智能感知設(shè)備、云計(jì)算技術(shù)、大數(shù)據(jù)分析技術(shù)、SOA技術(shù)、信息45二、任務(wù)來源三、編制依據(jù)與編制過程慧城市、智慧水務(wù)、互聯(lián)網(wǎng)+和大數(shù)據(jù)等相關(guān)的國家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并結(jié)合國內(nèi)污6《環(huán)境保護(hù)部關(guān)于印發(fā)<生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)建設(shè)總體方案>的通知》（環(huán)辦廳《國家發(fā)展改革委關(guān)于印發(fā)<2020年新型城鎮(zhèn)化建設(shè)和城鄉(xiāng)融合發(fā)展重點(diǎn)《省政府關(guān)于印發(fā)江蘇省國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和二〇三《“十四五”城鎮(zhèn)污水處理及資源化利用發(fā)展規(guī)劃》（發(fā)改環(huán)資〔2021〕827《省政府辦公廳關(guān)于印發(fā)江蘇省“十四五”制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展規(guī)劃的通知》GB/T1.1—2020標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則GB20271信息安全技術(shù)GB/T22239信息安全技7HJ719—2014環(huán)境信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫HJ729—2014環(huán)境信息系統(tǒng)環(huán)境監(jiān)控物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)要求水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測信息DB32/4440—2022城鎮(zhèn)污水處理廠DB32/T4709—2024工業(yè)園區(qū)生態(tài)環(huán)境DB(31~34)/T310024.3—2024DB37/T4413.3—2021生態(tài)T/CAQI226—2021污水處理智能T/CECS493—2017村鎮(zhèn)供水T/CESA1042—2019信息技術(shù)智慧城市城市污水處理過程智能預(yù)警技T/CSUS33—2021水環(huán)境與水處理自82023年9月，南京大學(xué)宜興環(huán)保研究院和南京大學(xué)牽頭組織成立標(biāo)準(zhǔn)編制智能化領(lǐng)域相關(guān)案例的調(diào)研計(jì)劃，確定調(diào)研標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會2023年度年會暨地方標(biāo)準(zhǔn)研討會。會上，江蘇省環(huán)保產(chǎn)業(yè)標(biāo)9表1主要起草單位主要參加單位主要起草人主要工作南京大學(xué)任洪強(qiáng)、黃輝全面負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)起草、技術(shù)內(nèi)容的把關(guān)南京大學(xué)宜興環(huán)保研究院耿金菊、邵瑩、熊曉敏負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)編制方案制定、資料調(diào)研、方法論證、標(biāo)準(zhǔn)草案稿和編制說明的編寫、組織討論和論證等。江蘇裕隆環(huán)保有限公司、江蘇新奇環(huán)保有限公司、江蘇金陵環(huán)境股份有限集團(tuán)南京公司、南京高科等黃東輝、張明廣、柴春燕、熊功建、李洋等參與標(biāo)準(zhǔn)編制組研討會、專家論證會，提供案例、數(shù)據(jù)、組織驗(yàn)證等，對標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容提出意見及建議。四、主要內(nèi)容及技術(shù)指標(biāo)確立（6）總體架構(gòu)：規(guī)定了污水處理廠智能化管理系統(tǒng)的總體架構(gòu)以及各架構(gòu)（7）系統(tǒng)功能：規(guī)定了各模塊（感知層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)層、應(yīng)用層、交互（8）系統(tǒng)驗(yàn)收與質(zhì)量控制：規(guī)定了污水處理廠智能化管理系統(tǒng)的系統(tǒng)驗(yàn)收《信息技術(shù)智慧城市城市污水處理過程智能預(yù)警系統(tǒng)技術(shù)要求》（T/CECS1042—2019）進(jìn)行編寫；“資產(chǎn)管理”的術(shù)語和定義參考術(shù)語在線中“管理科學(xué)技術(shù)-資產(chǎn)管理理論”的定義，并結(jié)合污水處理廠和需求，根據(jù)書籍《管理信息系統(tǒng)》中系統(tǒng)建設(shè)的“系統(tǒng)性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性、管理可接受性”等基本原則，結(jié)合《應(yīng)急管理智能化平臺建設(shè)思路與應(yīng)用》中智可靠性原則、科學(xué)性原則、開放性原則、擴(kuò)），維階段的背景信息，《水務(wù)企業(yè)事件監(jiān)測過程指南》中數(shù)字/智慧水務(wù)的應(yīng)用領(lǐng)域、污水處理廠的案例應(yīng)用，明確系統(tǒng)構(gòu)建的應(yīng)用場城市技術(shù)參考模型》（GB/T34678—2017）、《環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)總體架構(gòu)》（HJ928—2017）、《智慧城市建設(shè)的技術(shù)原則》（GB/T34678—2017）有關(guān)物聯(lián)網(wǎng)于物聯(lián)網(wǎng)的智慧水務(wù)系統(tǒng)在污水處理中的應(yīng)用研究交互層、安全保障、管理與維護(hù)，并分別描的指標(biāo)/參數(shù)，包括進(jìn)出水?dāng)?shù)量/水質(zhì)、工藝過程參數(shù)、設(shè)備參數(shù)、環(huán)境信息、人員信息、位置信息、視頻信息、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控信息及其他信息，并在附錄B中給出同時(shí)，根據(jù)《智慧城市技術(shù)參考模型》（GB/T34678—關(guān)通用要求、《信息技術(shù)智慧城市城市污水處理過程智能預(yù)警技術(shù)要求》（T/CESA1042—2019）傳感器布置相關(guān)要求以及《物聯(lián)網(wǎng)總體技術(shù)智能傳感《物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)第1部分：面向感知設(shè)備接入的網(wǎng)關(guān)技術(shù)要求》（GB/T38624.1—2020）和《信息技術(shù)傳感器網(wǎng)絡(luò)第901~903部分：網(wǎng)關(guān)》（GB/T系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)層建設(shè)與物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)、智慧城市建設(shè)較為相似，根據(jù)《智慧城市技術(shù)庫的基本要求和組成，并對數(shù)據(jù)庫管理的安全控制和權(quán)限管理作出要求。7.3.3（1）監(jiān)測與巡檢。運(yùn)維、管理人員隨時(shí)掌握生產(chǎn)水處理廠的智慧化改造》、《西門子數(shù)字化水務(wù)白皮書》（2021年）中水務(wù)智慧化平臺的全過程動態(tài)監(jiān)測和虛擬巡檢的設(shè)計(jì)方案（2）工藝優(yōu)化管理。在污水處理智能化管務(wù)白皮書》（2021年）以及《城鎮(zhèn)智慧水務(wù)技術(shù)指南》關(guān)于工藝模擬、系統(tǒng)優(yōu)化、智能加藥、智能曝氣等智能化控制的內(nèi)容，并結(jié)合江蘇省地標(biāo)DB32/T（3）設(shè)備管理。智能化污水處理廠的設(shè)備管理是基于門子數(shù)字化水務(wù)白皮書》（2021年）以及《城鎮(zhèn)智慧水務(wù)技術(shù)指南》中對污水處理設(shè)備/設(shè)施智能化管理的相關(guān)技術(shù)內(nèi)容，并結(jié)合中國水協(xié)團(tuán)標(biāo)《A2O污水處），（4）能耗管理。在污水處理智能化管理過程中，對能與分析，便于能耗管控快捷、準(zhǔn)確、高效。參考文獻(xiàn)《基于BIM技術(shù)的污水處（5）智慧碳管理。智能化轉(zhuǎn)型升級是污水處理廠白皮書《2022中國城鎮(zhèn)污水處理碳排放研究報(bào)告》、團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)《污水處理廠低（6）資產(chǎn)管理。污水處理智能化管理系統(tǒng)通過對污水（7）預(yù)警與應(yīng)急。在污水處理智能化管理過程中應(yīng)急預(yù)案管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，撰寫了“7.4.6.2和文獻(xiàn)《長江大保護(hù)試點(diǎn)城市智慧水務(wù)系統(tǒng)構(gòu)建探索》中應(yīng)用交互的相關(guān)內(nèi)容，息安全技術(shù)網(wǎng)絡(luò)安全等級保護(hù)基本要求》（GB/T安全的技術(shù)要求，《信息安全技術(shù)信息系統(tǒng)通用安全技術(shù)要求》（GB/T20271—2006）對運(yùn)行安全的技術(shù)要求，聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用支撐平臺框架技術(shù)導(dǎo)則》（DB50/T823—2017）中權(quán)限管系統(tǒng)》（CJJ/T106—2010）、《供排水?dāng)?shù)據(jù)庫系統(tǒng)建設(shè)技術(shù)規(guī)范》（DB33/T主題展示背景及構(gòu)建目污水廠數(shù)字雙胞胎是以實(shí)際水廠為藍(lán)本，緊扣水廠關(guān)鍵工藝環(huán)節(jié)智慧化、生產(chǎn)過程智能優(yōu)化控制，開發(fā)出高度智慧化的工具和解決方案，建立智能水廠標(biāo)準(zhǔn)體系和信息安全標(biāo)準(zhǔn)體系，創(chuàng)新管理模式，建設(shè)智慧水廠。系統(tǒng)架“污水廠數(shù)字雙胞胎”概念版，以三維虛擬水廠為基本呈現(xiàn)形式，基于企業(yè)云及IoT、大數(shù)據(jù)平臺，運(yùn)用在線模擬和大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，根據(jù)長短記憶神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，預(yù)測管網(wǎng)流量變化，精確提升控制；根據(jù)識別曝氣遲滯期，參數(shù)調(diào)優(yōu)，精確曝氣控制；根據(jù)分析前饋主要影響因子及進(jìn)出水波動遲滯性，精確加藥控制。成效1.降低成本，減少泵機(jī)能耗10%，氣量消耗15%，藥劑2.為運(yùn)營管理提供決策支持，并實(shí)現(xiàn)高度保障、管理高效、成本優(yōu)化和產(chǎn)能挖潛。部分展示背景及構(gòu)建目標(biāo)該項(xiàng)目為大型市政污水處理廠占地面積22公頃。其中一廠設(shè)計(jì)處理能力達(dá)45萬噸/日，二廠設(shè)計(jì)處理能力達(dá)30萬噸/日。為適應(yīng)水廠穩(wěn)定運(yùn)行和達(dá)標(biāo)運(yùn)營，對該項(xiàng)目進(jìn)行處理能力擴(kuò)建和提標(biāo)改造，該項(xiàng)目通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測、精確曝氣、智能加藥等協(xié)同統(tǒng)一的智能控制系統(tǒng)來有效指導(dǎo)污水處理廠的工藝調(diào)控和全流程調(diào)控。架構(gòu)模塊感知層在生物池曝氣系統(tǒng)設(shè)置相應(yīng)傳感器，采集ORP、DO、流量、液位、溫度、雨量等參數(shù)數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)層經(jīng)網(wǎng)絡(luò)層將數(shù)據(jù)發(fā)送至數(shù)據(jù)中心進(jìn)行后續(xù)處理及分析。數(shù)據(jù)層數(shù)據(jù)中心包括設(shè)備信息、設(shè)備實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)、用戶信息、配置管理、參數(shù)等各種數(shù)據(jù)，其中歷史數(shù)據(jù)采用專用的時(shí)序數(shù)據(jù)庫保存，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)使用內(nèi)存數(shù)據(jù)庫，其它數(shù)據(jù)使用關(guān)系數(shù)據(jù)庫保存，并提供數(shù)據(jù)接入、數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)訪問接口功能。應(yīng)用層應(yīng)用層可以實(shí)現(xiàn)用戶管理、配置管理、設(shè)備管理、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)分析、控制策略、實(shí)時(shí)報(bào)警、報(bào)表生成等功能。具體應(yīng)用包括針對對水廠歷史數(shù)據(jù)的分析校核污水處理廠工藝運(yùn)行參數(shù)，針對當(dāng)前的實(shí)測數(shù)據(jù)預(yù)測出水水質(zhì)，針對生物反應(yīng)池的曝氣以及碳源和除磷劑投加，檢驗(yàn)不同程度進(jìn)水負(fù)荷情況下的合理曝氣量以及加藥量。交互層通過PC端、電腦端為用戶提供交互界面，以便用戶使用應(yīng)用層提供的各種功能，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通。成效1.一體化智能控制裝置，精準(zhǔn)智能管控工藝運(yùn)行，增強(qiáng)系統(tǒng)抗沖擊能力，出水水質(zhì)滿足一級A標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)；2.優(yōu)化鼓風(fēng)機(jī)能耗、節(jié)省碳源投加、除磷及藥耗，藥量投加節(jié)省10~13%，藥費(fèi)月節(jié)約十余萬元，一年可收回投資。部分展示背景及構(gòu)建為保障污水處理現(xiàn)場穩(wěn)定高效運(yùn)行，某石化污水處理廠安裝了85塊在線監(jiān)測儀表對預(yù)處理系統(tǒng)、PACT生化處理系統(tǒng)、WAR生化處理系統(tǒng)進(jìn)行全天候監(jiān)測，設(shè)置70個考核參數(shù)，實(shí)現(xiàn)污水處理廠精細(xì)化管控。系統(tǒng)架構(gòu)該項(xiàng)目建設(shè)分三個階段，第一階段建設(shè)數(shù)據(jù)信息化、運(yùn)行自動化，采集、傳輸主要處理單元生產(chǎn)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)積累并提升信息系統(tǒng)；第二階段開展大數(shù)據(jù)分析，優(yōu)化水處理工藝、設(shè)備運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行管理的決策智能化；第三階段為無組織廢氣治理，全方位監(jiān)控，包括廢氣的全方位環(huán)境監(jiān)控，有毒有害氣體和可燃?xì)怏w監(jiān)控、自動報(bào)警和自動控制。在預(yù)處理系統(tǒng)、PACT生化處理系統(tǒng)、WAR生化處理系統(tǒng)安裝85塊在線監(jiān)測儀表，全天候采集流量、液位、溫度、壓力、水量、pH、TSS、COD、TOC、DO、ORP、污泥濃度、鈣離子等關(guān)鍵參數(shù)，經(jīng)網(wǎng)絡(luò)層將數(shù)據(jù)發(fā)送至數(shù)據(jù)中心進(jìn)行后續(xù)處理及分析；數(shù)據(jù)庫中心包含主要處理單元工藝及設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)、污染物排放數(shù)據(jù)等內(nèi)容。通過Biowin數(shù)學(xué)模型、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)源頭管控、智能化工藝操作和設(shè)備巡檢、智能化運(yùn)行管理和技術(shù)分析、實(shí)時(shí)化HSE管理和應(yīng)急指揮。以柱狀圖、曲線圖、視頻等展示數(shù)據(jù)，通過PC端、手機(jī)端生成環(huán)保日報(bào)與短信發(fā)送給相關(guān)管理人員。成效1.出水滿足國家國標(biāo)、行標(biāo)及地標(biāo)要求，污水近零排放，三泥減量化和資源化；2.污染處理得當(dāng)，減少投資，活性炭再生資源化，降低成本，工藝優(yōu)化減少能耗與藥劑成本；3.提高污水處理廠效率與裝置化管理水平；4.減少人員與操作強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)進(jìn)水站、組細(xì)格柵、沉砂池、生化池、風(fēng)機(jī)、回流、加藥間等設(shè)備單元少人值守或無人值守。部分展示背景及構(gòu)建目標(biāo)污水處理能力達(dá)50m3/d，采用兼性好氧生物膜處理技術(shù)處理農(nóng)村中低污染廢水。該項(xiàng)目應(yīng)用智能污水凈化器實(shí)現(xiàn)農(nóng)村污水智能化處理和遠(yuǎn)程監(jiān)控。系統(tǒng)架構(gòu)該項(xiàng)目通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測、上傳及讀取，實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控、異常警報(bào)及節(jié)能運(yùn)行。通過感知設(shè)備溶氧儀收集參數(shù)，傳感器關(guān)聯(lián)回流泵，控制凈水設(shè)備溶解氧含量。通過手機(jī)等設(shè)備遠(yuǎn)程控制凈水器，包括變量監(jiān)控、時(shí)間監(jiān)控、下載控制、工藝運(yùn)行參數(shù)優(yōu)化等。成效1.占地少，可埋地，污泥產(chǎn)出少，出水植物澆灌，實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)；2.電耗低，節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本，節(jié)約人工成本，村民負(fù)擔(dān)輕松。部分展示背景及構(gòu)建為加快生態(tài)文明建設(shè)縱深發(fā)展，推廣農(nóng)村地區(qū)水污染治理，在建制鎮(zhèn)建設(shè)農(nóng)村分散式生活污水處理工程。系統(tǒng)架構(gòu)分散式生活污水處理工程涉及對污水處理站進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控及運(yùn)營維護(hù)管理的項(xiàng)目，該項(xiàng)目涵蓋215個自然村，服務(wù)戶數(shù)15074戶。該項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控、指標(biāo)監(jiān)測、實(shí)時(shí)預(yù)警、運(yùn)維管理、數(shù)據(jù)分析、政府監(jiān)管、公眾監(jiān)督等農(nóng)污運(yùn)維管控功能。采集215個自然村各個污水處理站站點(diǎn)分布、設(shè)備工藝數(shù)據(jù)及設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)；在數(shù)據(jù)中心匯總站點(diǎn)定位、設(shè)備運(yùn)行情況，站點(diǎn)運(yùn)行圖片視頻數(shù)據(jù)；通過大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，全面提高設(shè)備運(yùn)行分析、績效分析、故障分析、水質(zhì)分析的綜合能力；根據(jù)污水處理工藝設(shè)置報(bào)警預(yù)警規(guī)則，實(shí)現(xiàn)設(shè)備異常自動報(bào)警，預(yù)案管理功能為站點(diǎn)安全運(yùn)行及報(bào)警處置提供有效手段；根據(jù)系統(tǒng)自動檢測分析設(shè)備運(yùn)行情況，結(jié)合設(shè)備的維保周期，實(shí)現(xiàn)專家級設(shè)備管護(hù)，提高設(shè)備使用壽命，降低設(shè)備維保成本；根據(jù)站點(diǎn)高精度定位及導(dǎo)航，并提供人員與車輛運(yùn)行軌跡記錄，提高運(yùn)維及管理效率通過現(xiàn)場、中控室和手機(jī)端APP對各站點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)管。大屏指揮中心一張圖，綜合展示工程總體運(yùn)行狀況；手機(jī)APP提供了“上級監(jiān)管”、“運(yùn)維經(jīng)理”、“運(yùn)維人員”等不同角色使用版本，具備站點(diǎn)地圖、設(shè)備工況詳情、報(bào)警詳情、圖片抓拍、精準(zhǔn)導(dǎo)航、站點(diǎn)考勤、工單管理、預(yù)案管理等功能；公眾號平臺：提高全民參與意識，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決除設(shè)備報(bào)警外的其他突發(fā)事件。成效1.遠(yuǎn)程監(jiān)控降低人工成本、改善運(yùn)營水平，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗；2.全方面的提高污水處理站的運(yùn)營管理效率。部分展示背景為減少不合理生產(chǎn)調(diào)度、過高能源和資源消耗、運(yùn)維成本高昂現(xiàn)象，改變落后的生產(chǎn)管理方式，某污水處理廠建立了多源信息融合的智慧污水處理廠管控平臺。系統(tǒng)