污水廠中控計算機的數(shù)據(jù)分析（一）

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

    對于污水廠來說，中控計算機收集了污水廠的日常的運行數(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)信息存儲在計算機內(nèi)。當(dāng)運行人員不重視這些數(shù)據(jù)時，這些數(shù)據(jù)只能沉淀在計算機內(nèi)，最后隨著計算機故障或者系統(tǒng)升級被刪除。只有足夠的重視和發(fā)掘這些數(shù)據(jù)信息給運行帶來的效果才能更好的指導(dǎo)污水廠的工藝運行。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數(shù)據(jù)的閱讀。

一、生產(chǎn)數(shù)據(jù)的周期性變化。

    對于一個污水廠來說，每日的根據(jù)化驗室每日化驗進行統(tǒng)計的生產(chǎn)數(shù)據(jù)看起來是隨機變化的，毫無規(guī)律的。但是從長期觀測的角度來說，這些數(shù)據(jù)都是很有規(guī)律性的，可以通過計算機上的一些數(shù)據(jù)變化來說明這個問題。

    首先來看上圖，這是某污水廠某一天內(nèi)16：26到5：20之間的一個小時內(nèi)各個生物池的ORP的數(shù)據(jù)變化曲線，其中某些池子的變化趨勢很明顯，呈現(xiàn)一個下降趨勢，其他的則顯得雜亂無章。這是由于在線的ORP探頭數(shù)據(jù)取樣時間短，數(shù)據(jù)波動變化較大，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個小時。如下圖所示：

    當(dāng)數(shù)據(jù)分析周期到兩個小時以后，可以發(fā)現(xiàn)ORP在這個兩小時的分析區(qū)間，整體的趨勢是一個下降的趨勢，6個儀表都出現(xiàn)了明顯的下降情況，但是能不能說在整個一天時間都是下降的情況呢，可以接著拉大分析到一天的時間周期來看曲線的變化：

    可以明顯看到，在一天的時間段內(nèi)，從0點開始到ORP的變化是有高低，不是一個完全降低的趨勢，從6號的零點開始到7號的零點之間，出現(xiàn)了一個很高的波峰狀態(tài)，達到-430mV，而低谷狀態(tài)在-800mV。一天的變化是很有明顯變化趨勢的，我們需要探究的是，這個情況是不是一個周期性的長期變化趨勢，那么就需要進行更長時間的周期變化的分析。我們通過計算機調(diào)閱更長時間的一個數(shù)據(jù)來看：

    這張圖計算機的統(tǒng)計時間從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點開始各個生物池的ORP開始上升，直到10點左右達到每日峰值，然后在16點左右開始下降，直到次日六點達到波谷的最低點，然后開始回升，呈現(xiàn)很規(guī)律的波谷波峰的交錯圖線。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，還會是這樣的變化趨勢么？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趨勢，這對于日常認為工藝數(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)觀念都是一個顛覆。

    如果針對生物池上在線的ORP的這些數(shù)據(jù)進行分析，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，為什么會出現(xiàn)這種變化，而這種變化對污水廠的工藝調(diào)整的意義是什么。

    對于生物池來說，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，就會保持很長時間不再調(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)定達標(biāo)，會保持較高的污泥齡，也就是一個低剩余污泥量的排放，因此剩余污泥的排放對整體活性污泥濃度的變化不會產(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)機頻率，風(fēng)機開啟臺數(shù)等方式進行，在出水水質(zhì)沒有較大波動的期間，污水廠不會進行大幅度的調(diào)整鼓風(fēng)機的運行。這樣的分析可以看出污泥濃度和溶解氧的變化都不會太大，因此在數(shù)據(jù)分析中可以將上述兩個因子進行排除。

    剩下一個變化因子是泥水混合比。泥水混合比受到回流量和進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水量了，污水廠每日的進水量是隨著居民生活用水的習(xí)慣而發(fā)生變化的。為了檢驗是不是有關(guān)聯(lián)性，我們調(diào)閱了同廠內(nèi)的進水曲線：

    進水曲線中，我們明顯的可以看到進水水量在一天中出現(xiàn)明顯的波谷波峰的運行趨勢，而這個趨勢與生物池內(nèi)ORP的變化趨勢非常吻合，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)進水量越大，污水中的污染物、膠體等攜帶的正負電荷也就越多，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。當(dāng)然這個是比較簡單的分析，可能實際中還有更為復(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。