作為運行的規模化的污水廠來說，擁有一個能夠收集現場數據的中控計算機已經成為標準配置，這些數據忠實的反映了安裝在工藝現場的各項儀表參數和設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據仍然塵封在中控計算機的硬盤內。這周公眾號和大家初步探討下關于污水廠中控計算機內的數據閱讀的問題。

    對于污水廠(chang)來說，中(zhong)控(kong)計算(suan)機(ji)收集了(le)污水廠(chang)的日常的運(yun)行數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)，每天都有大(da)量的數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)信(xin)(xin)息不斷地(di)產生(sheng)和(he)記(ji)錄，這些(xie)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)信(xin)(xin)息存儲在(zai)計算(suan)機(ji)內。當(dang)運(yun)行人員(yuan)不重視這些(xie)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)時(shi)，這些(xie)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)只(zhi)能(neng)沉淀在(zai)計算(suan)機(ji)內，最(zui)后隨著(zhu)計算(suan)機(ji)故障或者系統升級被刪(shan)除。只(zhi)有足夠的重視和(he)發掘這些(xie)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)信(xin)(xin)息給運(yun)行帶來的效果(guo)才能(neng)更好的指導污水廠(chang)的工藝運(yun)行。接(jie)下來結合一些(xie)污水廠(chang)的數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)和(he)大(da)家探討(tao)下污水廠(chang)的中(zhong)控(kong)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)的閱讀(du)。

一(yi)、生產數據的周期性變化。

    對于一個污水(shui)廠來說，每日(ri)的(de)根據(ju)化驗室每日(ri)化驗進行統(tong)計的(de)生(sheng)產數(shu)(shu)據(ju)看起來是(shi)(shi)隨機(ji)變化的(de)，毫無規(gui)律的(de)。但是(shi)(shi)從長(chang)期觀測的(de)角度來說，這些(xie)數(shu)(shu)據(ju)都是(shi)(shi)很(hen)有規(gui)律性的(de)，可(ke)以通過計算機(ji)上的(de)一些(xie)數(shu)(shu)據(ju)變化來說明這個問題(ti)。

    首先來看(kan)上圖，這(zhe)是某污水廠某一(yi)天內16：26到(dao)5：20之間(jian)的(de)(de)一(yi)個小時(shi)內各(ge)個生物(wu)池的(de)(de)ORP的(de)(de)數(shu)(shu)據變(bian)化(hua)曲線，其中(zhong)某些池子的(de)(de)變(bian)化(hua)趨(qu)勢很明(ming)顯，呈現一(yi)個下降趨(qu)勢，其他的(de)(de)則顯得(de)雜亂無章。這(zhe)是由于(yu)在(zai)線的(de)(de)ORP探頭數(shu)(shu)據取樣時(shi)間(jian)短，數(shu)(shu)據波動變(bian)化(hua)較大，短的(de)(de)分析周期往往看(kan)不(bu)出(chu)來變(bian)化(hua)的(de)(de)情況，為了(le)更(geng)好的(de)(de)分析數(shu)(shu)據，我們把數(shu)(shu)據觀(guan)察周期拉長(chang)到(dao)2個小時(shi)。如下圖所示：

    當數據(ju)分(fen)析周期到兩個(ge)(ge)小時(shi)(shi)以后，可(ke)(ke)以發現ORP在(zai)這個(ge)(ge)兩小時(shi)(shi)的(de)分(fen)析區(qu)間(jian)(jian)，整(zheng)體(ti)的(de)趨勢(shi)是(shi)一個(ge)(ge)下(xia)降的(de)趨勢(shi)，6個(ge)(ge)儀表都(dou)出現了(le)明顯的(de)下(xia)降情況，但是(shi)能不能說(shuo)在(zai)整(zheng)個(ge)(ge)一天(tian)時(shi)(shi)間(jian)(jian)都(dou)是(shi)下(xia)降的(de)情況呢，可(ke)(ke)以接著拉大分(fen)析到一天(tian)的(de)時(shi)(shi)間(jian)(jian)周期來看曲(qu)線的(de)變化：

    可以明(ming)顯看到，在一(yi)(yi)(yi)天(tian)的(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)間段內，從0點開(kai)始到ORP的(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)(bian)(bian)化(hua)是(shi)有高低(di)(di)，不是(shi)一(yi)(yi)(yi)個完全降低(di)(di)的(de)(de)(de)(de)(de)趨勢(shi)，從6號的(de)(de)(de)(de)(de)零(ling)點開(kai)始到7號的(de)(de)(de)(de)(de)零(ling)點之(zhi)間，出現了一(yi)(yi)(yi)個很高的(de)(de)(de)(de)(de)波峰狀(zhuang)態，達到-430mV，而(er)低(di)(di)谷狀(zhuang)態在-800mV。一(yi)(yi)(yi)天(tian)的(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)(bian)(bian)化(hua)是(shi)很有明(ming)顯變(bian)(bian)(bian)化(hua)趨勢(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)，我(wo)們需(xu)要(yao)探究的(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)，這個情況是(shi)不是(shi)一(yi)(yi)(yi)個周期(qi)性的(de)(de)(de)(de)(de)長期(qi)變(bian)(bian)(bian)化(hua)趨勢(shi)，那么就需(xu)要(yao)進行(xing)更長時(shi)間的(de)(de)(de)(de)(de)周期(qi)變(bian)(bian)(bian)化(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)分析。我(wo)們通(tong)過計(ji)算機調閱更長時(shi)間的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)(yi)個數據來看：

    這張圖計(ji)算機的(de)(de)統計(ji)時間從8月5日(ri)(ri)到8月7日(ri)(ri)，可(ke)以明顯(xian)的(de)(de)看(kan)到這三日(ri)(ri)的(de)(de)ORP變(bian)化(hua)(hua)的(de)(de)規律都是有波峰(feng)(feng)波谷的(de)(de)區別，一般從每(mei)日(ri)(ri)6點(dian)開(kai)始(shi)各個生物池(chi)的(de)(de)ORP開(kai)始(shi)上升，直到10點(dian)左右達到每(mei)日(ri)(ri)峰(feng)(feng)值，然后在(zai)16點(dian)左右開(kai)始(shi)下降，直到次日(ri)(ri)六點(dian)達到波谷的(de)(de)最(zui)低(di)點(dian)，然后開(kai)始(shi)回升，呈現(xian)很規律的(de)(de)波谷波峰(feng)(feng)的(de)(de)交錯圖線。通過這樣的(de)(de)分析(xi)，看(kan)到這幾日(ri)(ri)的(de)(de)變(bian)化(hua)(hua)呈一定(ding)的(de)(de)規律，如果繼續放大選取周(zhou)期，還會是這樣的(de)(de)變(bian)化(hua)(hua)趨勢么？經過調(diao)整，調(diao)閱出8月1日(ri)(ri)到11日(ri)(ri)的(de)(de)變(bian)化(hua)(hua)曲線，如下圖：

    這張圖的(de)每日(ri)變(bian)化(hua)的(de)趨勢就更為明顯了，生物池內的(de)ORP儀表數據(ju)的(de)周期(qi)性的(de)高低變(bian)化(hua)非常突(tu)出，成為了很明顯的(de)一個趨勢，這對(dui)于日(ri)常認為工(gong)藝(yi)數據(ju)在一定(ding)范(fan)圍內保持不變(bian)，或者(zhe)是工(gong)藝(yi)參(can)數的(de)變(bian)化(hua)毫(hao)無規律性的(de)傳統觀(guan)念都是一個顛覆。

    如(ru)(ru)果針對生(sheng)物池上在線(xian)的(de)(de)(de)ORP的(de)(de)(de)這些數(shu)(shu)據(ju)進(jin)行分析，我們(men)能得出什(shen)(shen)么(me)(me)的(de)(de)(de)結論(lun)。首(shou)先要知道ORP是(shi)氧化(hua)(hua)還(huan)(huan)原(yuan)電位(wei)，它反(fan)(fan)映了氧化(hua)(hua)還(huan)(huan)原(yuan)反(fan)(fan)應的(de)(de)(de)進(jin)行程(cheng)度(du)。而在生(sheng)物池中，這種氧化(hua)(hua)還(huan)(huan)原(yuan)電位(wei)儀表(biao)的(de)(de)(de)根據(ju)安裝(zhuang)的(de)(de)(de)位(wei)置不同，反(fan)(fan)應的(de)(de)(de)是(shi)生(sheng)物除(chu)磷脫氮反(fan)(fan)應進(jin)行的(de)(de)(de)能力。當然(ran)我們(men)的(de)(de)(de)分析要基于儀表(biao)本身是(shi)良好(hao)的(de)(de)(de)，反(fan)(fan)應的(de)(de)(de)數(shu)(shu)據(ju)也是(shi)真(zhen)實的(de)(de)(de)生(sheng)物池變化(hua)(hua)的(de)(de)(de)數(shu)(shu)據(ju)。如(ru)(ru)果不考慮儀表(biao)本身的(de)(de)(de)變化(hua)(hua)問題，那么(me)(me)就有了問題，為什(shen)(shen)么(me)(me)會出現這種變化(hua)(hua)，而這種變化(hua)(hua)對污水廠的(de)(de)(de)工(gong)藝調整的(de)(de)(de)意(yi)義(yi)是(shi)什(shen)(shen)么(me)(me)。

    對于(yu)生物池(chi)來(lai)說(shuo)，考察(cha)ORP的(de)(de)(de)(de)(de)影響因(yin)子的(de)(de)(de)(de)(de)變化(hua)，需要(yao)(yao)考慮生物池(chi)內的(de)(de)(de)(de)(de)活性污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)狀態的(de)(de)(de)(de)(de)變化(hua)，主要(yao)(yao)有(you)污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)濃度、溶(rong)(rong)解氧、泥(ni)(ni)水(shui)(shui)混(hun)合(he)比(bi)等。活性污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)的(de)(de)(de)(de)(de)濃度受(shou)到外回流(liu)量和進(jin)水(shui)(shui)量的(de)(de)(de)(de)(de)共同控(kong)制影響，一般來(lai)說(shuo)外回流(liu)泵的(de)(de)(de)(de)(de)控(kong)制主要(yao)(yao)由二(er)沉池(chi)的(de)(de)(de)(de)(de)泥(ni)(ni)位控(kong)制，很(hen)(hen)多污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)廠設置好一定的(de)(de)(de)(de)(de)回流(liu)比(bi)以(yi)后，就會(hui)保持(chi)很(hen)(hen)長時間不(bu)再調(diao)(diao)整(zheng)(zheng)(zheng)，而(er)剩余污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)的(de)(de)(de)(de)(de)排(pai)放一般污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)廠為了(le)保持(chi)出水(shui)(shui)氨氮(dan)的(de)(de)(de)(de)(de)穩定達(da)標，會(hui)保持(chi)較(jiao)高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)齡，也(ye)就是(shi)一個低剩余污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)量的(de)(de)(de)(de)(de)排(pai)放，因(yin)此剩余污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)的(de)(de)(de)(de)(de)排(pai)放對整(zheng)(zheng)(zheng)體活性污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)濃度的(de)(de)(de)(de)(de)變化(hua)不(bu)會(hui)產生較(jiao)大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)影響。溶(rong)(rong)解氧的(de)(de)(de)(de)(de)調(diao)(diao)整(zheng)(zheng)(zheng)一般是(shi)污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)廠通過調(diao)(diao)整(zheng)(zheng)(zheng)風機頻率(lv)，風機開(kai)啟臺數(shu)等方式進(jin)行(xing)，在出水(shui)(shui)水(shui)(shui)質沒有(you)較(jiao)大(da)波動的(de)(de)(de)(de)(de)期間，污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)廠不(bu)會(hui)進(jin)行(xing)大(da)幅度的(de)(de)(de)(de)(de)調(diao)(diao)整(zheng)(zheng)(zheng)鼓風機的(de)(de)(de)(de)(de)運行(xing)。這(zhe)樣(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)分析可以(yi)看出污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)濃度和溶(rong)(rong)解氧的(de)(de)(de)(de)(de)變化(hua)都(dou)不(bu)會(hui)太大(da)，因(yin)此在數(shu)據分析中可以(yi)將上(shang)述兩個因(yin)子進(jin)行(xing)排(pai)除(chu)。

    剩下一(yi)個變(bian)化因子是泥水(shui)(shui)混合比(bi)。泥水(shui)(shui)混合比(bi)受到回流量和進(jin)水(shui)(shui)量的(de)共同作用下變(bian)化，上面分析內(nei)、外回流量基本變(bian)化不大，沒有(you)污水(shui)(shui)廠會(hui)經常不斷(duan)地(di)調整(zheng)內(nei)外回流比(bi)，所以(yi)變(bian)化比(bi)較大的(de)就是進(jin)水(shui)(shui)量了(le)，污水(shui)(shui)廠每(mei)日的(de)進(jin)水(shui)(shui)量是隨著(zhu)居民生活用水(shui)(shui)的(de)習(xi)慣而發(fa)生變(bian)化的(de)。為了(le)檢驗是不是有(you)關聯性，我們調閱了(le)同廠內(nei)的(de)進(jin)水(shui)(shui)曲線：

    進(jin)水(shui)曲線中(zhong)，我(wo)們明顯的(de)可(ke)以看(kan)到進(jin)水(shui)水(shui)量在一天中(zhong)出現明顯的(de)波(bo)谷波(bo)峰的(de)運(yun)行趨(qu)勢(shi)，而這(zhe)個(ge)趨(qu)勢(shi)與(yu)生物池內ORP的(de)變化(hua)趨(qu)勢(shi)非常吻合，因此可(ke)以得出水(shui)量的(de)變化(hua)和ORP的(de)變化(hua)是有聯(lian)系(xi)的(de)。

    從(cong)生(sheng)(sheng)物(wu)角度(du)來分(fen)析的(de)(de)(de)(de)話，當(dang)進水量越大(da)(da)，污水中的(de)(de)(de)(de)污染(ran)(ran)物(wu)、膠體等攜帶的(de)(de)(de)(de)正負電荷也就越多，得失電子(zi)的(de)(de)(de)(de)幾(ji)率也就越大(da)(da)，活性污泥中的(de)(de)(de)(de)微生(sheng)(sheng)物(wu)接觸水中的(de)(de)(de)(de)污染(ran)(ran)物(wu)質越多，氧化還原反應發生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)也就越頻繁(fan)，這樣也就使氧化還原電位出現隨水量變化的(de)(de)(de)(de)明顯趨勢。當(dang)然這個是(shi)比(bi)較簡(jian)單的(de)(de)(de)(de)分(fen)析，可能實際中還有更為(wei)復(fu)雜(za)的(de)(de)(de)(de)背后關聯(lian)性因子(zi)存在，就需要(yao)更多的(de)(de)(de)(de)污水從(cong)業技(ji)術(shu)人員(yuan)和(he)科研(yan)人員(yuan)深入研(yan)究了。