污水廠中控計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)分析（一）

      作為運(yùn)行的規(guī)?；奈鬯畯S來說，擁有一個(gè)能夠收集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的中控計(jì)算機(jī)已經(jīng)成為標(biāo)準(zhǔn)配置，這些數(shù)據(jù)忠實(shí)的反映了安裝在工藝現(xiàn)場(chǎng)的各項(xiàng)儀表參數(shù)和設(shè)備與運(yùn)行狀況的變化，可以提供給運(yùn)行人員對(duì)歷史運(yùn)行工況的一些基本判斷。但是對(duì)于一些污水廠來說，放置中控計(jì)算機(jī)的中控室仍然是一個(gè)接待參觀，顯示污水廠電子化流程的一個(gè)場(chǎng)所，真正的污水廠的運(yùn)行數(shù)據(jù)仍然塵封在中控計(jì)算機(jī)的硬盤內(nèi)。這周公眾號(hào)和大家初步探討下關(guān)于污水廠中控計(jì)算機(jī)內(nèi)的數(shù)據(jù)閱讀的問題。

    對(duì)于污水廠來說，中控計(jì)算機(jī)收集了污水廠的日常的運(yùn)行數(shù)據(jù)，每天都有大量的數(shù)據(jù)信息不斷地產(chǎn)生和記錄，這些數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)。當(dāng)運(yùn)行人員不重視這些數(shù)據(jù)時(shí)，這些數(shù)據(jù)只能沉淀在計(jì)算機(jī)內(nèi)，最后隨著計(jì)算機(jī)故障或者系統(tǒng)升級(jí)被刪除。只有足夠的重視和發(fā)掘這些數(shù)據(jù)信息給運(yùn)行帶來的效果才能更好的指導(dǎo)污水廠的工藝運(yùn)行。接下來結(jié)合一些污水廠的數(shù)據(jù)和大家探討下污水廠的中控?cái)?shù)據(jù)的閱讀。

一、生產(chǎn)數(shù)據(jù)的周期性變化。

    對(duì)于一個(gè)污水廠來說，每日的根據(jù)化驗(yàn)室每日化驗(yàn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)看起來是隨機(jī)變化的，毫無規(guī)律的。但是從長期觀測(cè)的角度來說，這些數(shù)據(jù)都是很有規(guī)律性的，可以通過計(jì)算機(jī)上的一些數(shù)據(jù)變化來說明這個(gè)問題。

    首先來看上圖，這是某污水廠某一天內(nèi)16：26到5：20之間的一個(gè)小時(shí)內(nèi)各個(gè)生物池的ORP的數(shù)據(jù)變化曲線，其中某些池子的變化趨勢(shì)很明顯，呈現(xiàn)一個(gè)下降趨勢(shì)，其他的則顯得雜亂無章。這是由于在線的ORP探頭數(shù)據(jù)取樣時(shí)間短，數(shù)據(jù)波動(dòng)變化較大，短的分析周期往往看不出來變化的情況，為了更好的分析數(shù)據(jù)，我們把數(shù)據(jù)觀察周期拉長到2個(gè)小時(shí)。如下圖所示：

    當(dāng)數(shù)據(jù)分析周期到兩個(gè)小時(shí)以后，可以發(fā)現(xiàn)ORP在這個(gè)兩小時(shí)的分析區(qū)間，整體的趨勢(shì)是一個(gè)下降的趨勢(shì)，6個(gè)儀表都出現(xiàn)了明顯的下降情況，但是能不能說在整個(gè)一天時(shí)間都是下降的情況呢，可以接著拉大分析到一天的時(shí)間周期來看曲線的變化：

    可以明顯看到，在一天的時(shí)間段內(nèi)，從0點(diǎn)開始到ORP的變化是有高低，不是一個(gè)完全降低的趨勢(shì)，從6號(hào)的零點(diǎn)開始到7號(hào)的零點(diǎn)之間，出現(xiàn)了一個(gè)很高的波峰狀態(tài)，達(dá)到-430mV，而低谷狀態(tài)在-800mV。一天的變化是很有明顯變化趨勢(shì)的，我們需要探究的是，這個(gè)情況是不是一個(gè)周期性的長期變化趨勢(shì)，那么就需要進(jìn)行更長時(shí)間的周期變化的分析。我們通過計(jì)算機(jī)調(diào)閱更長時(shí)間的一個(gè)數(shù)據(jù)來看：

    這張圖計(jì)算機(jī)的統(tǒng)計(jì)時(shí)間從8月5日到8月7日，可以明顯的看到這三日的ORP變化的規(guī)律都是有波峰波谷的區(qū)別，一般從每日6點(diǎn)開始各個(gè)生物池的ORP開始上升，直到10點(diǎn)左右達(dá)到每日峰值，然后在16點(diǎn)左右開始下降，直到次日六點(diǎn)達(dá)到波谷的最低點(diǎn)，然后開始回升，呈現(xiàn)很規(guī)律的波谷波峰的交錯(cuò)圖線。通過這樣的分析，看到這幾日的變化呈一定的規(guī)律，如果繼續(xù)放大選取周期，還會(huì)是這樣的變化趨勢(shì)么？經(jīng)過調(diào)整，調(diào)閱出8月1日到11日的變化曲線，如下圖：

    這張圖的每日變化的趨勢(shì)就更為明顯了，生物池內(nèi)的ORP儀表數(shù)據(jù)的周期性的高低變化非常突出，成為了很明顯的一個(gè)趨勢(shì)，這對(duì)于日常認(rèn)為工藝數(shù)據(jù)在一定范圍內(nèi)保持不變，或者是工藝參數(shù)的變化毫無規(guī)律性的傳統(tǒng)觀念都是一個(gè)顛覆。

    如果針對(duì)生物池上在線的ORP的這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，我們能得出什么的結(jié)論。首先要知道ORP是氧化還原電位，它反映了氧化還原反應(yīng)的進(jìn)行程度。而在生物池中，這種氧化還原電位儀表的根據(jù)安裝的位置不同，反應(yīng)的是生物除磷脫氮反應(yīng)進(jìn)行的能力。當(dāng)然我們的分析要基于儀表本身是良好的，反應(yīng)的數(shù)據(jù)也是真實(shí)的生物池變化的數(shù)據(jù)。如果不考慮儀表本身的變化問題，那么就有了問題，為什么會(huì)出現(xiàn)這種變化，而這種變化對(duì)污水廠的工藝調(diào)整的意義是什么。

    對(duì)于生物池來說，考察ORP的影響因子的變化，需要考慮生物池內(nèi)的活性污泥狀態(tài)的變化，主要有污泥濃度、溶解氧、泥水混合比等?；钚晕勰嗟臐舛仁艿酵饣亓髁亢瓦M(jìn)水量的共同控制影響，一般來說外回流泵的控制主要由二沉池的泥位控制，很多污水廠設(shè)置好一定的回流比以后，就會(huì)保持很長時(shí)間不再調(diào)整，而剩余污泥的排放一般污水廠為了保持出水氨氮的穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，會(huì)保持較高的污泥齡，也就是一個(gè)低剩余污泥量的排放，因此剩余污泥的排放對(duì)整體活性污泥濃度的變化不會(huì)產(chǎn)生較大的影響。溶解氧的調(diào)整一般是污水廠通過調(diào)整風(fēng)機(jī)頻率，風(fēng)機(jī)開啟臺(tái)數(shù)等方式進(jìn)行，在出水水質(zhì)沒有較大波動(dòng)的期間，污水廠不會(huì)進(jìn)行大幅度的調(diào)整鼓風(fēng)機(jī)的運(yùn)行。這樣的分析可以看出污泥濃度和溶解氧的變化都不會(huì)太大，因此在數(shù)據(jù)分析中可以將上述兩個(gè)因子進(jìn)行排除。

    剩下一個(gè)變化因子是泥水混合比。泥水混合比受到回流量和進(jìn)水量的共同作用下變化，上面分析內(nèi)、外回流量基本變化不大，沒有污水廠會(huì)經(jīng)常不斷地調(diào)整內(nèi)外回流比，所以變化比較大的就是進(jìn)水量了，污水廠每日的進(jìn)水量是隨著居民生活用水的習(xí)慣而發(fā)生變化的。為了檢驗(yàn)是不是有關(guān)聯(lián)性，我們調(diào)閱了同廠內(nèi)的進(jìn)水曲線：

    進(jìn)水曲線中，我們明顯的可以看到進(jìn)水水量在一天中出現(xiàn)明顯的波谷波峰的運(yùn)行趨勢(shì)，而這個(gè)趨勢(shì)與生物池內(nèi)ORP的變化趨勢(shì)非常吻合，因此可以得出水量的變化和ORP的變化是有聯(lián)系的。

    從生物角度來分析的話，當(dāng)進(jìn)水量越大，污水中的污染物、膠體等攜帶的正負(fù)電荷也就越多，得失電子的幾率也就越大，活性污泥中的微生物接觸水中的污染物質(zhì)越多，氧化還原反應(yīng)發(fā)生的也就越頻繁，這樣也就使氧化還原電位出現(xiàn)隨水量變化的明顯趨勢(shì)。當(dāng)然這個(gè)是比較簡單的分析，可能實(shí)際中還有更為復(fù)雜的背后關(guān)聯(lián)性因子存在，就需要更多的污水從業(yè)技術(shù)人員和科研人員深入研究了。