水務熱點 | 雙碳背景下城鎮(zhèn)污水處理廠數(shù)字化轉(zhuǎn)型關(guān)鍵因素探究

導語
       在碳達峰與碳中和的戰(zhàn)略背景下，城鎮(zhèn)污水處理廠的數(shù)字化轉(zhuǎn)型已成為推動協(xié)同減污降碳、提升處理效能及優(yōu)化運營管理的核心驅(qū)動力。當前，多數(shù)污水處理廠在運營管理上過度依賴傳統(tǒng)經(jīng)驗，調(diào)控手段粗放，導致資源利用效率低下與能源浪費顯著。因此，構(gòu)建一套能夠?qū)崿F(xiàn)污水處理廠穩(wěn)定、低碳、高效運行的全流程數(shù)字化運營管理策略顯得尤為迫切。

一、引言

城鎮(zhèn)污水處理廠是一個多變量、非穩(wěn)定、時變的復雜系統(tǒng)，水質(zhì)水量動態(tài)變化，過程單元多、反應機理復雜，包含大量設(shè)備設(shè)施等。在運行過程中會受到很多內(nèi)部和外部因素的干擾。內(nèi)部干擾來自污水處理廠本身，如池型占地約束工藝參數(shù)、污泥輸送泵運行工況對整個污泥處理過程的干擾等；外部干擾來自污水處理廠外部環(huán)境，如來水量突變、污染物負荷改變、天氣變化等。通常內(nèi)部干擾可以通過污水處理廠內(nèi)部調(diào)控來降低或消除其對污水處理廠產(chǎn)生的影響，而外部干擾往往是不可控的，需要通過提前預測、協(xié)同處置來提供相應的應急解決方案。

污水處理廠在實際運行中，雖然有大量的在線和離線數(shù)據(jù)，但用于指導實際運行的量化指示有限，污水處理廠的運行管理者往往依賴經(jīng)驗和直覺來調(diào)整相關(guān)操作參數(shù)。以曝氣過程為例，污水處理廠好氧池需要進行大量的曝氣，但是目前往往都是存在過度曝氣的現(xiàn)象，導致能源的大量浪費。因此，在運行管理中借助于數(shù)字化轉(zhuǎn)型，可以有效地進行預判與解決，在發(fā)生突發(fā)狀況時及時采取有效措施，實現(xiàn)節(jié)能減排和精細化管理。

數(shù)字化轉(zhuǎn)型是指以大數(shù)據(jù)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新型信息技術(shù)為驅(qū)動的業(yè)務模式變革，數(shù)字化是通過數(shù)據(jù)實時采集，利用已設(shè)定的系統(tǒng)完成分析，實現(xiàn)物理世界的在線化。數(shù)字化與信息化之間的關(guān)鍵性差異，體現(xiàn)在數(shù)據(jù)獲取方式的根本變革上。數(shù)字化時代，數(shù)據(jù)不再依賴于人工錄入，而是通過物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)實現(xiàn)自動化采集，這一過程涵蓋了數(shù)據(jù)的感知、采集、呈現(xiàn)及深入分析。智能化作為數(shù)字化的高級發(fā)展階段，它不僅是數(shù)據(jù)化、信息化與數(shù)字化三者的深度融合，更是在數(shù)字化產(chǎn)生的大規(guī)模數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，由系統(tǒng)執(zhí)行科學決策與精準操作，即系統(tǒng)能夠自動感知信息、精確分析數(shù)據(jù)，并據(jù)此做出合理的執(zhí)行決策。而智慧化，作為智能化的最終形態(tài)，其核心區(qū)別在于系統(tǒng)是否具備自我學習、持續(xù)進步以及不斷進化迭代的能力，這標志著系統(tǒng)從被動接受指令向主動優(yōu)化提升的重大轉(zhuǎn)變。

城鎮(zhèn)污水處理廠的數(shù)字化升級轉(zhuǎn)型，是新質(zhì)生產(chǎn)力在環(huán)境保護領(lǐng)域的一次具體實踐與展現(xiàn)，其賦能作用尤為顯著。在此過程中，充分利用了先進的信息化技術(shù)手段，實現(xiàn)對污水處理廠內(nèi)部資源的精準配置與高效利用，進而可顯著提升決策制定的效率與精確度。數(shù)字化轉(zhuǎn)型為污水處理廠構(gòu)筑了實現(xiàn)新質(zhì)生產(chǎn)力的堅實基石與技術(shù)平臺，而新質(zhì)生產(chǎn)力則以其強大的驅(qū)動力，為數(shù)字化轉(zhuǎn)型注入了源源不斷的活力與支持。兩者相輔相成，攜手并進，共同驅(qū)動污水處理廠朝著碳中和目標的綠色可持續(xù)發(fā)展道路堅定前行。

二、污水處理工藝數(shù)字化提升關(guān)鍵因素分析

污水處理是一個連續(xù)不斷且較為復雜的反應過程，其結(jié)果取決于物理、化學和生物反應過程的互相交織和相互影響；處理效果并非立即顯示，需要一定的時間進而產(chǎn)生滯后性，導致過程建模和工藝參數(shù)優(yōu)化的高難度?？v觀國內(nèi)外污水處理廠數(shù)字化的實踐經(jīng)驗，基本都采取自動化控制和實時監(jiān)測系統(tǒng)疊加人工智能、大數(shù)據(jù)分析和云數(shù)據(jù)等新技術(shù)，實現(xiàn)自動采集、自動判斷、自動調(diào)整和自動控制四位一體的高度集成和智能化的運行模式，能夠顯著提高污水處理過程的精細化管控效率，達到降本增效與節(jié)能減排的效果。

2.1 數(shù)字化工藝管理體系的構(gòu)建

在新設(shè)備和新技術(shù)的引入過程中，普遍存在投資成本高、技術(shù)標準不統(tǒng)一、系統(tǒng)集成周期長與人員培訓難度大、小型污水處理廠技術(shù)普及率低等特點。傳統(tǒng)污水處理廠的自動化控制通常采用可編程邏輯控制器（PLC）進行自動控制，主要關(guān)注于現(xiàn)場的操作，如感知、執(zhí)行和反饋。智能化污水處理廠則不僅局限于現(xiàn)場操作，而是涉及污水處理的全局協(xié)調(diào)、調(diào)度和決策。這依賴于使用物聯(lián)網(wǎng)、云計算、監(jiān)控安防、工業(yè)自動化控制等更為先進的技術(shù)手段。

構(gòu)建數(shù)字化工藝管理體系以實現(xiàn)趨勢智能研判是污水處理數(shù)字化轉(zhuǎn)型的核心，整合機理模型、數(shù)理模型和大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，為工藝運行提供了全面的自動分析、評估、預測和優(yōu)化功能。首先，污水處理系統(tǒng)的有效數(shù)字化轉(zhuǎn)型需在原有整體工藝的基礎(chǔ)上，分析實際運行數(shù)據(jù)和總結(jié)相關(guān)運行經(jīng)驗，統(tǒng)計進水組分和工藝沿程處理參數(shù)與處理效果變化規(guī)律。通過全流程模擬或采樣分析，尋找出不同外部條件下系統(tǒng)運行最佳工況的關(guān)鍵因素和相應優(yōu)化方案。

2.2 智能化設(shè)備與信息采集體系的健全

選取或定制智能化設(shè)備，在兼顧原有系統(tǒng)的基礎(chǔ)上通過軟件設(shè)計健全信息采集體系的及時性和可靠性。將原有分散的工藝參數(shù)和設(shè)備運行數(shù)據(jù)進行集成匯總，打破信息孤島?；谑占降臄?shù)據(jù)，進行清洗和提取后建立機理模型和數(shù)理模型。機理模型主要描述工藝過程中的物理、化學和生物反應；數(shù)理模型則運用數(shù)學方法對工藝運行數(shù)據(jù)進行全面分析和處理，評估各項指標的合格性和穩(wěn)定性。通過對比歷史數(shù)據(jù)和實時數(shù)據(jù)，系統(tǒng)能夠及時發(fā)現(xiàn)異常情況，揭示數(shù)據(jù)背后的規(guī)律和趨勢。

2.3 仿真模擬與工藝參數(shù)優(yōu)化

進行全方位仿真模擬評估不同工藝參數(shù)和設(shè)備工況對運行效果的影響。根據(jù)預測和模擬結(jié)果，自動形成曝氣量、加藥量、內(nèi)回流比等工藝參數(shù)調(diào)度決策。這些決策旨在優(yōu)化工藝運行，提高處理效率和穩(wěn)定性，并提供豐富的可視化圖表和報告，幫助運行人員更好地了解工藝運行狀態(tài)，便于進行故障排查和優(yōu)化調(diào)整。為廠網(wǎng)一體化排水調(diào)度提供科學合理的依據(jù)，制定合理的污水處理量計劃，實現(xiàn)排水系統(tǒng)的整體優(yōu)化。

2.4 模型與算法的持續(xù)優(yōu)化

隨著數(shù)據(jù)的不斷積累和技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字化工藝管理體系還應具備不斷學習和優(yōu)化自身的模型和算法，提高預測和優(yōu)化的準確性。還應支持與其他信息化系統(tǒng)的集成和共享，實現(xiàn)更廣泛的數(shù)據(jù)互聯(lián)互通和協(xié)同應用。自養(yǎng)菌如硝化菌，是污水處理過程中去除氨氮的關(guān)鍵微生物。它們的最大比生長速率是污水處理的一個關(guān)鍵參數(shù)，決定了處理氨氮的效率。在線監(jiān)測污水處理過程中氨氮的進出水濃度變化，校準自養(yǎng)菌最大比生長速率，進而結(jié)合其他進水指標與污泥濃度、溶解氧等過程參數(shù)，發(fā)現(xiàn)最大安全處理流量對于提高污水處理效率和確保出水水質(zhì)達標具有重要意義。

三、污泥干化焚燒工藝數(shù)字化提升關(guān)鍵因素分析

污泥是污水處理過程中產(chǎn)生的衍生物，目前污泥的主要處置方式為土地利用、填埋和焚燒。無論何種方式，污泥干化焚燒都是實現(xiàn)污泥減量化、穩(wěn)定化和資源化的重要途徑。污泥干化焚燒工藝包括脫水、干化和焚燒三個環(huán)節(jié)。

3.1 污泥干化焚燒工藝的復雜性

污泥干化焚燒是個復雜的系統(tǒng)，存在慣性、滯后、非線性、時變、工作環(huán)境和干擾的不確定性，同時，污泥熱值及含水率無法準確實時計算測量。因此，需對于所采集的歷史運行數(shù)據(jù)變化規(guī)律進行研究，干化過程包括：污泥處理量、蒸汽參數(shù)、載氣入口流量、出口溫度等；焚燒過程包括：燃燒溫度、輔助燃料投加量、空氣預熱溫度、流量等。

3.2 機器學習算法的應用

基于此，采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機等機器學習算法，建立不同運行工況下干化蒸汽耗量/干化尾氣參數(shù)、輔助燃料投加量/燃燒溫度、蒸汽產(chǎn)量等預測模型。日常運行管理中有大量傳感器采集的實時數(shù)據(jù)，可對污泥干化焚燒過程中主要關(guān)鍵參數(shù)如污泥含水率、干燥機溫度、燃燒爐溫度、煙氣排放指標參數(shù)等進行工藝數(shù)據(jù)巡視。

3.3 實時監(jiān)控與預警系統(tǒng)

以歷史運行數(shù)據(jù)分析為基礎(chǔ)，對主關(guān)鍵參數(shù)均設(shè)置上下限報警功能，當所采集參數(shù)低于下限或者高于上限之后及時報警提醒。統(tǒng)計分析歷史運行數(shù)據(jù)最大值、最小值、均值、標準差等統(tǒng)計數(shù)據(jù)，繪制數(shù)據(jù)分布直方圖及箱型圖，對數(shù)據(jù)值的正常范圍、變化規(guī)律進行分析，當所采集參數(shù)不在正常范圍內(nèi)或者超出一定范圍時，及時預警。

3.4 干化與焚燒過程的優(yōu)化

針對污泥干化過程，分析歷史運行過程中不同污泥進泥量、蒸汽參數(shù)情況下干化機出口載氣溫度、壓力等變化規(guī)律，挖掘干化機最大產(chǎn)能與最少能耗物耗之間的平衡點。建立污泥焚燒爐不同位置的溫度分析，摸索平均溫度隨時間變化的趨勢，進而對其運行工況進行診斷并及時預警。

3.5 邊云協(xié)同的智能控制

引入邊云協(xié)同的智能污泥干化過程控制方法和設(shè)備遠程監(jiān)控系統(tǒng)，借助邊云協(xié)同技術(shù)對污泥干化數(shù)據(jù)進行分析處理。邊緣計算靠近工業(yè)制造物理現(xiàn)場，實時敏捷，降低網(wǎng)絡(luò)資源需求，其特點正適合污泥處理現(xiàn)場的過程控制、全樣本數(shù)據(jù)采集以及多維度多結(jié)構(gòu)多尺度的數(shù)據(jù)融合。同時，通過數(shù)據(jù)的互通，實現(xiàn)云邊協(xié)同的架構(gòu)。在邊緣側(cè)利用流數(shù)據(jù)分析對污泥干化數(shù)據(jù)進行實時處理，包括數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)去冗余、數(shù)據(jù)預處理和協(xié)議轉(zhuǎn)換。

四、設(shè)施設(shè)備數(shù)字化管理關(guān)鍵因素分析

設(shè)施設(shè)備的智能化改造，作為污水廠數(shù)字化轉(zhuǎn)型的核心組成部分，其目的在于顯著提升設(shè)施設(shè)備的可靠性及穩(wěn)定性，確保污水廠設(shè)施設(shè)備的運行既安全又經(jīng)濟，同時實現(xiàn)節(jié)能降耗的目標。這一改造過程旨在優(yōu)化設(shè)備資產(chǎn)在其全生命周期內(nèi)的績效表現(xiàn)、風險管理及成本控制，以達成綜合最優(yōu)化的效果。

4.1 現(xiàn)場智能巡檢系統(tǒng)

現(xiàn)場智能巡檢系統(tǒng)依據(jù)實際運行需求，精心布局了多個巡檢點，并通過對巡檢人員的時間與位置進行實時監(jiān)控，確保巡檢工作的有序進行。系統(tǒng)不僅支持多人同時完成全部巡檢任務，也允許分批次進行，最終根據(jù)巡檢結(jié)果計算所需時間，并依據(jù)不同設(shè)備類型設(shè)定相應的巡檢頻率。在每個巡檢點，系統(tǒng)均要求拍攝記錄，并將巡檢要求及標準手勢作為學習參考資料提供給巡檢人員，以確保巡檢工作的標準化與高效性。此外，系統(tǒng)還集成了臨時任務管理功能，允許管理人員針對巡檢過程中發(fā)現(xiàn)的異常情況，及時發(fā)布臨時任務進行處理與記錄，從而強化運行人員對現(xiàn)場問題的主動分析能力與快速響應速度。

4.2 無人巡檢裝置的開發(fā)

鑒于眾多城鎮(zhèn)污水處理廠正積極推進惡臭污染物的封閉收集、輸送與處理工作，傳統(tǒng)的生物池曝氣監(jiān)控方法已難以持續(xù)。在此背景下，開發(fā)無人巡檢裝置顯得尤為重要，其不僅簡化了在加蓋封閉區(qū)域內(nèi)的巡檢作業(yè)流程，顯著提升了作業(yè)安全性，還有效滿足了工藝運行的日常監(jiān)測需求。作為高度實用的技術(shù)設(shè)備，封閉環(huán)境下的無人巡檢裝置需具備以下核心功能：確保在生物處理曝氣池內(nèi)實現(xiàn)穩(wěn)定航行，保障巡檢作業(yè)的連續(xù)性與準確性；實時監(jiān)測水質(zhì)數(shù)據(jù)并即時上傳，為工藝調(diào)控提供及時準確的信息支持；自動生成巡檢報告，并對異常數(shù)據(jù)進行智能識別與提示，助力管理人員迅速響應潛在問題；自動完成水質(zhì)樣品的采集與保存工作，為后續(xù)分析與研究提供可靠樣本；在封閉環(huán)境中實現(xiàn)裝置的實時定位，并同步傳輸巡檢圖像，增強監(jiān)控的直觀性與全面性。

4.3 設(shè)備能效評估及診斷模型

為確保污水廠高效、穩(wěn)定和安全運行，建立設(shè)備能效評估及診斷模型。對于污水污泥處理過程中重要旋轉(zhuǎn)機械設(shè)備，基于流體力學理論，建立相應的效率評估模型，包括風機、水泵、螺桿泵等。通過多參數(shù)的敏感性分析，識別具體參數(shù)對模型的輸出影響，進而優(yōu)化設(shè)備的開啟策略和最佳工作區(qū)間，動態(tài)調(diào)整投入運行設(shè)備數(shù)量和轉(zhuǎn)速，降低能耗和自身磨損。通過對主要關(guān)鍵設(shè)備進行評估，直觀地反映設(shè)備的運行狀態(tài)。通過查看設(shè)備的評估結(jié)果對比現(xiàn)在設(shè)備的實際使用情況，運行人員根據(jù)評估結(jié)果進行設(shè)備的工藝參數(shù)調(diào)整。若評估結(jié)果出現(xiàn)異常，可快速鎖定非正常工況的設(shè)備及時進行檢修。實現(xiàn)從傳統(tǒng)的故障維修模式向基于設(shè)備狀態(tài)的維護模式轉(zhuǎn)變。這種模式能夠更好地預測和防止設(shè)備故障，恰當及時地對設(shè)備開展有效的運維工作，避免當修不修或過度維修。

五、城鎮(zhèn)污水處理廠管理平臺數(shù)字化建設(shè)

5.1 設(shè)備故障維修系統(tǒng)綜合管理平臺

打造設(shè)備故障維修系統(tǒng)綜合管理平臺，全面覆蓋從故障發(fā)現(xiàn)、工藝適應性調(diào)整、故障深度分析、維修任務部署、具體維修內(nèi)容執(zhí)行、設(shè)備調(diào)試以及恢復生產(chǎn)等多個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，確保所有相關(guān)信息均能在系統(tǒng)內(nèi)得到及時反映。通過整合運行、維修及管理人員之間的留言互動與會商記錄，實現(xiàn)對設(shè)備維修流程的全方位過程管理，確保每一步操作均有據(jù)可查，有跡可循。引入了維修統(tǒng)計功能，能夠直觀展現(xiàn)不同系統(tǒng)的故障概況及3d內(nèi)修復效率，為管理人員提供了強有力的數(shù)據(jù)支持。從故障發(fā)現(xiàn)到維修完成的整個過程中，所有參與人員的操作記錄均被妥善保存在后臺系統(tǒng)中，并據(jù)此生成趨勢圖表，以便于管理人員進行深入的統(tǒng)計與分析。

5.2 建筑信息模型（BIM）技術(shù)的融合

融合建筑信息模型（BIM）技術(shù)，使得設(shè)備在三維空間中的位置與狀態(tài)能夠得到直觀展示?；贐IM中的設(shè)備位置信息及先進的路徑規(guī)劃算法，系統(tǒng)能夠自動計算出最優(yōu)的檢修順序與路徑，并通過三維可視化方式呈現(xiàn)給檢修人員，極大地提升了他們對檢修流程的理解與掌握程度。結(jié)合歷史檢修數(shù)據(jù)與專家知識庫，對不同檢修方案的成本效益進行全面評估，從而為管理人員提供科學合理的決策依據(jù)，助力實現(xiàn)設(shè)備維修管理的最優(yōu)化。

5.3 碳排放管理平臺的建設(shè)

依據(jù)國家“雙碳”目標的總體部署，嚴謹規(guī)劃污水處理廠碳排放核算的信息化平臺技術(shù)架構(gòu)，并配套實施碳排放管理平臺的建設(shè)。此舉旨在精確掌握污水處理廠的碳排放狀況，為科學制定碳減排策略提供堅實的依據(jù)，并確保碳排放核算與碳交易數(shù)據(jù)的合法性與準確性。在系統(tǒng)設(shè)計與建設(shè)過程中，嚴格遵循并參考了國際標準、國家標準、行業(yè)標準及地方標準，以確保平臺的標準化、智能化與自動化水平。通過減少人工干預，實現(xiàn)外部系統(tǒng)數(shù)據(jù)的無縫對接與自動導入，有效縮減中間環(huán)節(jié)與操作流程，提升工作效率。此外，還需注重數(shù)據(jù)分析結(jié)果的多維度展示，以增強其可讀性與實用性，進而強化智能輔助決策的科學性與有效性。

具體而言，碳排放管理平臺應涵蓋溫室氣體排放核算、核算配置、統(tǒng)計分析、碳匯項目追蹤、碳排放評價及碳排放數(shù)據(jù)管理等功能模塊，以全面支撐污水處理廠的碳排放管理工作。溫室氣體排放核算可根據(jù)污水處理行業(yè)已頒布的溫室氣體排放核算方法，建立各類核算公式。核算公式和排放因子均可進行添加或刪減，確保核算體系不斷與時俱進。核算過程中，系統(tǒng)將自動采集所需數(shù)據(jù)，并通過預設(shè)的核算公式進行精準計算，得出排放量的具體結(jié)果。按照不同的工藝模塊進行碳排放的細致核算，并在完成各模塊核算后，將結(jié)果進行合并統(tǒng)計，以全面反映整體排放情況。計算完成后，利用多種統(tǒng)計維度對數(shù)據(jù)進行深入分析，并通過可視化手段直觀展示分析結(jié)果，如歷年碳排放數(shù)據(jù)的比較分析，以識別出碳排放數(shù)據(jù)差異較大的部分，進而評估并分析降本增效措施的實施效果。低碳運行評價指標體系自動獲取數(shù)據(jù)直接計算出評價結(jié)果。當新的評價標準發(fā)布時，系統(tǒng)能夠靈活適應，采用不同標準進行多重評價，以全面展示差異，為決策者提供更加全面和深入的參考依據(jù)。

六、城鎮(zhèn)污水處理廠數(shù)字化轉(zhuǎn)型思考

6.1 數(shù)據(jù)處理中臺的構(gòu)建

建議在水務公司層面成立集成所有數(shù)字化資源的數(shù)據(jù)處理中臺，動態(tài)靈活地響應不同需求，進而實現(xiàn)不同污水處理廠內(nèi)部各部門以及與外部機構(gòu)的信息共享和協(xié)調(diào)工作。數(shù)據(jù)處理中臺的內(nèi)涵超越一般概念的管理平臺，是一種將多元業(yè)務場景下的零散信息和管理經(jīng)驗化零為整，快速實現(xiàn)應用與迭代的數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施。中臺的架構(gòu)與理念已在互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)大規(guī)模應用。數(shù)據(jù)治理作為中臺的基礎(chǔ)與核心，旨在對各類數(shù)據(jù)信息應用統(tǒng)一的格式和結(jié)構(gòu)，有利于不同體系之間的數(shù)據(jù)交換，避免數(shù)據(jù)采集的重復勞動和數(shù)字化項目的重復建設(shè)。嚴密定義數(shù)據(jù)權(quán)限，根據(jù)實際職責和生產(chǎn)需求，設(shè)置不同的數(shù)據(jù)訪問級別；采用生物識別等技術(shù)對身份進行認證，增強安全性，確保敏感數(shù)據(jù)得到保護。

6.2 數(shù)據(jù)準確性與可靠性的保障

數(shù)據(jù)數(shù)量較為龐大，若數(shù)據(jù)失真即可能對事后的數(shù)據(jù)分析造成誤導，進而產(chǎn)生了錯誤的結(jié)論，做出錯誤的系統(tǒng)調(diào)節(jié)，最終導致運行異常。雖然智能化設(shè)備可自動識別現(xiàn)場環(huán)境并進行反應，但這不能避免人為操作的介入，手動輸入數(shù)據(jù)有可能出現(xiàn)人為錯誤，產(chǎn)生誤導信息，導致錯誤的決策。因此，為了確保數(shù)據(jù)的準確性和可靠性，應建立數(shù)據(jù)追溯和備份機制，結(jié)合人工智能和機器學習技術(shù)，對數(shù)據(jù)進行預處理和異常檢測，在確保數(shù)據(jù)有備份可追溯的情況下對數(shù)據(jù)進行分析，最大化地確保生產(chǎn)數(shù)據(jù)真實可靠，保障數(shù)據(jù)分析的效率。隨著數(shù)據(jù)量的增加和系統(tǒng)的復雜化以及數(shù)據(jù)訪問的頻繁，數(shù)據(jù)安全和隱私保護成為重要考量。需要建立嚴格的數(shù)據(jù)安全管理體系，確保數(shù)據(jù)不被非法訪問或泄露。

6.3 數(shù)字化轉(zhuǎn)型的逐步推進與風險管理

城鎮(zhèn)污水處理廠的數(shù)字化轉(zhuǎn)型是一個逐步提升的過程，遵循著螺旋式上升的路徑，從長遠看必定可達成降本增效的目的。但在轉(zhuǎn)型的初期，導入新設(shè)備后勢必增加整體的系統(tǒng)維護，以滿足新設(shè)備、新兼容性軟件的更新以及新技術(shù)的人員培訓。這需要較大的技術(shù)和資金投入，對于一些中小型污水處理企業(yè)而言是最大的挑戰(zhàn)。這需要在企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略中提前做出嚴謹?shù)囊?guī)劃，明確數(shù)字化轉(zhuǎn)型的緊迫性和重要性，并根據(jù)實際情況進行優(yōu)先級排序。先從最基礎(chǔ)和最迫切需要改進的環(huán)節(jié)入手，逐步推進到更復雜的系統(tǒng)升級。在每個階段，都應設(shè)定明確的目標和時間表，同時評估轉(zhuǎn)型過程中的風險和收益。

6.4 人員培訓與組織變革

在數(shù)字化轉(zhuǎn)型開展和推廣的過程中，不應只關(guān)注生產(chǎn)力的提高，還需關(guān)心數(shù)字化項目如何改變了運行管理人員的工作環(huán)境和工作節(jié)奏。只有贏得污水廠內(nèi)部廣泛的支持，并提升生產(chǎn)人員的管理能力與服務意識，才能確保信息化工具得到高效利用。鼓勵跨部門人員之間的經(jīng)驗分享是非常有效的知識傳播方式，能促進組織內(nèi)部的相互學習和一體化協(xié)同創(chuàng)新。信息化工具可以提高管理效率，但良好的管理理念和方法同樣重要。

七、結(jié)論

在雙碳目標的宏偉藍圖下，深入探索城鎮(zhèn)污水處理廠的數(shù)字化轉(zhuǎn)型路徑，對于推動污水處理行業(yè)的降本增效與可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。此轉(zhuǎn)型進程高度依賴于自動化控制技術(shù)的深度應用、實時監(jiān)測系統(tǒng)的精準部署，以及人工智能與大數(shù)據(jù)分析等前沿技術(shù)的有機融合，旨在顯著提升污水處理的精細化管控效率，并切實達成降本增效的目標。

數(shù)字化工藝管理體系的構(gòu)建，通過巧妙整合機理模型、數(shù)理模型及大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的強大力量，為工藝運行提供了全方位、自動化的分析、評估、預測及優(yōu)化功能，從而引領(lǐng)工藝運行邁向智能化新紀元。智能化污水處理廠則依托本地中央控制系統(tǒng)與信息化系統(tǒng)構(gòu)建的緊密管理閉環(huán)，實現(xiàn)了工藝數(shù)據(jù)的即時自動調(diào)節(jié)與精準反饋，進一步提升了運營效率。

針對污泥干化焚燒環(huán)節(jié)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，引入機器學習算法，構(gòu)建了精準的預測模型，并融合了邊緣計算與云端協(xié)同技術(shù)的獨特優(yōu)勢，以期大幅提高污泥處理的效率與穩(wěn)定性。同時，設(shè)施設(shè)備的數(shù)字化管理亦不容忽視，通過智能巡檢、診斷評估系統(tǒng)及故障維護管理平臺，設(shè)備的運行可靠性、安全性與經(jīng)濟性得到了顯著提升，設(shè)備全生命周期的優(yōu)化管理得以實現(xiàn)。

為積極響應碳減排號召，建設(shè)碳排放管理平臺以實現(xiàn)碳排放的精確核算與高效管理，為碳減排工作提供堅實支撐。在推進數(shù)字化轉(zhuǎn)型的過程中，特別指出數(shù)據(jù)處理中臺的重要性，以確保信息的暢通共享與高效動態(tài)協(xié)同。對于污水處理企業(yè)來說，數(shù)字化轉(zhuǎn)型已經(jīng)成為一個不可忽視且必須面對的重要趨勢。這一轉(zhuǎn)型的推進并不僅僅涉及到技術(shù)層面的更新?lián)Q代和業(yè)務流程的優(yōu)化，更是一個全面的變革，涵蓋了企業(yè)戰(zhàn)略的精準定位、企業(yè)文化的深刻變革以及組織能力的全面提升。借助數(shù)字化轉(zhuǎn)型賦能，污水處理企業(yè)能夠更有效地適應市場需求，并實現(xiàn)減污降碳的協(xié)同效應。