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来自中国电科的水污染防治解决方案 | 互联网+水生态智能化

  中国电科2019.9.4我要分享

  嘉兴市新丰镇金章村,一个美丽的江南小村庄。

  这种美丽不仅是外在的自然环境,还有生活污水的智能化处理,以及全部达到一级标准后的排放。但在此前,这里住户的生活污水直接就地排放,环境污染情况非常严重。

  发挥重要作用的,是中国电科农村生活污水治理系统。这种“互联网+水生态智能化”实践,是中国电科运用网信技术改变水污染防治的科学方法与显性成效。

  感知、控制、处理 网信技术下的科学体系

  水,是生命之源,守护是责。

  中国电科基于自身在人工智能、物联网、信息与控制方面的技术优势,以“检测、治理、养护”全过程能力为目标,打造了全面实时数字化感知、动态溯源网格化控制、精准有效智能化处理的水污染防治完整的技术体系。

  “知”是水污染防治的第一环。

  基于新一代信息基础设施的构建与应用,中国电科打造污染防治“先头部队”,运用领先的感知技术,实现了污水排放各要素的及时感知与传递,对污水环境态势数字化动态呈现,形成了覆盖全域,支撑精细化管理的污水防治检测网。

  自主研发的地表水物联网快速检测站就是个中“能手”。

  它通过采样分析仪、工控机、SPC信息化系统,在废水排放口安装采样分析仪,可以实时采集废水信息,取样分析后将数据传输至工控机进行收集汇总,并配套智能化的水质在线检测系统,实时呈现水质情况,大大提升了城市河流断面、市政雨污排口、企业废水污口等水体检测的实时性、有效性和前瞻性。在嘉兴市地表水快速检测示范工程中,该平台实现了温度、浊度、电导率、溶解氧、PH、COD的快速监测,监测频率5分钟一次,还可以基于水质实时监测数据,自动判断报警阈值,及时上报水质异常信息。

  水质感知,不仅可以“入地”,也可以“上天”。

  遥感作为一种可以大范围观测地表状态的技术手段,在水质监测方面有广泛的应用。中国电科水质遥感监测方案通过遥感数据管理和分析平台,实现了遥感数据管理、定量反演、智能解译等功能,通过对遥感数据管理、遥感影像的参数反演,提取大区域的水域范围和水质参数,实时比对手持设备发来的数据分析和结果反馈。

  “控”是水污染防治的关键环节。

  中国电科综合应用人工智能技术,打造可动态溯源网格化控制的“水污染治理大脑”,与城市网格化管理、“河长制”、“湖长制”相融合,系统联接区域水污染防治的各类感知数据,形成区域统一的检测、监管平台,提升对水污染事件的实时感知、污染溯源、污染事件及时处置能力,可以将污染事件“扼杀”在萌芽阶段,减少所造成的的影响。

  水环境综合监管调控平台就是这样一个智慧“大脑”。

  它在充分利用水质数字化感知数据的基础上,横向将城市水环境行业内的所有业务平台进行无缝对接,构建集水环境数据监测、传输、存储、计算、分析、调控等统一的业务管理平台。通过数据的融合及挖掘,结合城市水利潮汐数据、河网水动力数据、城市气候地理信息,建立河网水动力模型、水质模型以及洪水演进模型,为管理部门提供城市水质状况综合监管、统计分析、自动报警、巡检运维、应急响应、联排联调等先进、智能的信息化监管调控手段。通过部署应用,秀洲区跨行政区域河流交接断面水质考核继续保持优秀;9个市控及以上断面保持Ⅳ类水以上,Ⅲ类水断面达到4个;全面巩固提升剿灭劣Ⅴ类水成果。

  

  “治”是水污染防治的重要措施。

  中国电科通过人工智能技术,打造污染防治“标兵能手”,在污水处理中建立水质数学模型,通过数学模型进行预测和仿真最优的工艺参数,实现对各个工艺环节的智能化控制。此外,通过自主学习,不断优化,克服反馈控制时间滞后效应,提高工艺控制的精确度和适应性,特别是以人工神经网络算法为核心的模型使用时间越长,精确度和适应性就越高。

  以工业污水治理智能加药系统和“药剂+智能加药系统+运维服务体系”为核心的产业互联网平台就是这样一个精准高效的治理“高手”。

  以智能加药系统为例,通过在线仪器仪表,实时监测水质参数,基于多学科多参数的模型分析,根据进水、出水的水质水量以及水中各个参数值的变化情况进行预测分析,在保证更好和更稳定的出水水质的前提下,将药剂投加量降至最低,大幅降低直接经济成本,实现对水处理全过程的智能控制与精细化管理,达到节能降耗、提升自动化控制水平、稳定出水水质和减少污泥量的目的。目前在示范应用的企业中,每年能给企业节省30%以上的药剂费,大大降低了企业处理工业污水成本。

  

  城乡、江河、海洋 全水域治理中的系统覆盖

  城市、乡村、海洋,水系相连、防治同根。

  围绕全水域污染防治问题,中国电科提供了涵盖地表水、农村生活水、工业污染水、饮用水、零直排、船舶污水等各类水生态环境检测和治理的一整套解决方案,致力于成为环境保护产业链综合服务商。

  城乡是人口密集之地,也是水污染防治的关键所在。

  城乡水污染治理是中国电科解决方案的重中之重。为此,推出了表面处理生产线废气废水零排放处理系统、农村生活污水处理系统、污水零直排解决方案、城市供水管网漏损监测定位系统、健康直饮水整体解决方案等,系统解决城乡工业污水废水、生活污水、健康饮水等多个领域的常见问题。

  其中,健康饮水尤为被人关注。针对饮用水系统在一定程度上存在信息不透明、净化后的水质状况无法获知等问题,中国电科推出了健康直饮水整体解决方案。它对现有的直饮水系统进行信息升级改造,应用传感器技术实现直饮水水质情况、处理工艺流程和设备状态、工况实时在线监测,实现了直饮水水质状况的透明化,保障对直饮水水质状况的知情权、参与权和监督权,帮助民众获得放心饮用水。除此之外,数据也可应用于设备检修保障、全生命周期档案建设、资产管理、运维调度、每台设备专有的控制策略实现节能环保以及用户展示等,深度数据分析可实现滤芯等核心设备寿命预警预报,提升饮水运维效率,保障直饮水安全健康。

  

  江河,是文化之源,是生态之脉。

  江河湖的污染防治,是中国电科重点关注领域之一。目前,中国电科已具备集污染源预处理、微生物、曝气增氧、水生植物、水生动物等全套综合手段,能全面构建水体完整的生态系统,实现水体中生产者、消费者、分解者三者的有机统一,恢复河湖水域的自我净化能力,解决河湖水体污染问题。

  

  尤为值得关注的是,中国电科可以通过“传感器+互联网”等技术,搭建江河湖水质检测网络,进行污染源控制及水质监测,实时掌握河湖水生态系统的变化情况,提升了河湖水体修复后的管控能力和养护效果,确保河湖水体修复效果的长效性,可有效解决传统治理方式中“重治理、轻维护”带来的诸多问题,同时,通过对所采集的水质数据进行智能分析,可进一步提升治理效果,降低治理成本。

  海洋,最大的水库,深刻影响着地球生态。

  海洋水污染防治,是中国电科开拓的重点方向。为此,推出了船舶污染物接收信息化监管系统,采用“一船一站一平台”架构,“一船”即“污染物回收船”,“一站”即码头一体化回收站,“一平台”即监管平台,实现了检测、控制、回收等一链条解决方案。

  

  在这个方案中,关键的一点,就是数据感知、获取、处理。将监管技术手段前移至源头船舶上,通过“一船”“一站”可以自动感知和获得船舶污染物收集、港口上交回收等方面的信息和数据。运用实时数据传输和汇集、大数据计算、远程控制等先进的信息化技术,进行综合的评估与分析,实现船舶污染物从产生到处置的全过程的监督和管理,从而更好地保证相关管理部门对管理辖区船岸一体生活垃圾的监管和效率。

  此外,在建立污染防治产业生态链上中国电科也进行了积极探索。

  中国电科推出了智能工业污水处理产业互联网平台,采取“互联网+”的方式,整合工业污水处理产业链条相关的药剂商、企业用户、监管部门、存储物流企业、传感器企业、咨询服务机构、金融机构、中介服务机构和科研机构等利益相关者,提供线上线下相结合的服务,逐步构建以智能加药机器人、线下的5S区域服务店、药剂供应链、第三方技术服务商和供应链金融服务为核心的工业污水处理产业生态体系。

  目前,“互联网+水生态智能化”水污染防治解决方案,已经在江浙沪、四川、山西、山东等地广泛应用,有效增强了政府“智能治理、数字监管”能力,提升了企业信息化、智能化管理水平,带动了水污染产业链的发展,更重要的是很好支撑了国家污染防治攻坚战的开展,还给人民群众一个“绿水青山”。

  记者 陈清杰

  

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  嘉兴市新丰镇金章村,一个美丽的江南小村庄。

  这种美丽不仅是外在的自然环境,还有生活污水的智能化处理,以及全部达到一级标准后的排放。但在此前,这里住户的生活污水直接就地排放,环境污染情况非常严重。

  发挥重要作用的,是中国电科农村生活污水治理系统。这种“互联网+水生态智能化”实践,是中国电科运用网信技术改变水污染防治的科学方法与显性成效。

  感知、控制、处理 网信技术下的科学体系

  水,是生命之源,守护是责。

  中国电科基于自身在人工智能、物联网、信息与控制方面的技术优势,以“检测、治理、养护”全过程能力为目标,打造了全面实时数字化感知、动态溯源网格化控制、精准有效智能化处理的水污染防治完整的技术体系。

  “知”是水污染防治的第一环。

  基于新一代信息基础设施的构建与应用,中国电科打造污染防治“先头部队”,运用领先的感知技术,实现了污水排放各要素的及时感知与传递,对污水环境态势数字化动态呈现,形成了覆盖全域,支撑精细化管理的污水防治检测网。

  自主研发的地表水物联网快速检测站就是个中“能手”。

  它通过采样分析仪、工控机、SPC信息化系统,在废水排放口安装采样分析仪,可以实时采集废水信息,取样分析后将数据传输至工控机进行收集汇总,并配套智能化的水质在线检测系统,实时呈现水质情况,大大提升了城市河流断面、市政雨污排口、企业废水污口等水体检测的实时性、有效性和前瞻性。在嘉兴市地表水快速检测示范工程中,该平台实现了温度、浊度、电导率、溶解氧、PH、COD的快速监测,监测频率5分钟一次,还可以基于水质实时监测数据,自动判断报警阈值,及时上报水质异常信息。

  水质感知,不仅可以“入地”,也可以“上天”。

  遥感作为一种可以大范围观测地表状态的技术手段,在水质监测方面有广泛的应用。中国电科水质遥感监测方案通过遥感数据管理和分析平台,实现了遥感数据管理、定量反演、智能解译等功能,通过对遥感数据管理、遥感影像的参数反演,提取大区域的水域范围和水质参数,实时比对手持设备发来的数据分析和结果反馈。

  “控”是水污染防治的关键环节。

  中国电科综合应用人工智能技术,打造可动态溯源网格化控制的“水污染治理大脑”,与城市网格化管理、“河长制”、“湖长制”相融合,系统联接区域水污染防治的各类感知数据,形成区域统一的检测、监管平台,提升对水污染事件的实时感知、污染溯源、污染事件及时处置能力,可以将污染事件“扼杀”在萌芽阶段,减少所造成的的影响。

  水环境综合监管调控平台就是这样一个智慧“大脑”。

  它在充分利用水质数字化感知数据的基础上,横向将城市水环境行业内的所有业务平台进行无缝对接,构建集水环境数据监测、传输、存储、计算、分析、调控等统一的业务管理平台。通过数据的融合及挖掘,结合城市水利潮汐数据、河网水动力数据、城市气候地理信息,建立河网水动力模型、水质模型以及洪水演进模型,为管理部门提供城市水质状况综合监管、统计分析、自动报警、巡检运维、应急响应、联排联调等先进、智能的信息化监管调控手段。通过部署应用,秀洲区跨行政区域河流交接断面水质考核继续保持优秀;9个市控及以上断面保持Ⅳ类水以上,Ⅲ类水断面达到4个;全面巩固提升剿灭劣Ⅴ类水成果。

  

  “治”是水污染防治的重要措施。

  中国电科通过人工智能技术,打造污染防治“标兵能手”,在污水处理中建立水质数学模型,通过数学模型进行预测和仿真最优的工艺参数,实现对各个工艺环节的智能化控制。此外,通过自主学习,不断优化,克服反馈控制时间滞后效应,提高工艺控制的精确度和适应性,特别是以人工神经网络算法为核心的模型使用时间越长,精确度和适应性就越高。

  以工业污水治理智能加药系统和“药剂+智能加药系统+运维服务体系”为核心的产业互联网平台就是这样一个精准高效的治理“高手”。

  以智能加药系统为例,通过在线仪器仪表,实时监测水质参数,基于多学科多参数的模型分析,根据进水、出水的水质水量以及水中各个参数值的变化情况进行预测分析,在保证更好和更稳定的出水水质的前提下,将药剂投加量降至最低,大幅降低直接经济成本,实现对水处理全过程的智能控制与精细化管理,达到节能降耗、提升自动化控制水平、稳定出水水质和减少污泥量的目的。目前在示范应用的企业中,每年能给企业节省30%以上的药剂费,大大降低了企业处理工业污水成本。

  

  城乡、江河、海洋 全水域治理中的系统覆盖

  城市、乡村、海洋,水系相连、防治同根。

  围绕全水域污染防治问题,中国电科提供了涵盖地表水、农村生活水、工业污染水、饮用水、零直排、船舶污水等各类水生态环境检测和治理的一整套解决方案,致力于成为环境保护产业链综合服务商。

  城乡是人口密集之地,也是水污染防治的关键所在。

  城乡水污染治理是中国电科解决方案的重中之重。为此,推出了表面处理生产线废气废水零排放处理系统、农村生活污水处理系统、污水零直排解决方案、城市供水管网漏损监测定位系统、健康直饮水整体解决方案等,系统解决城乡工业污水废水、生活污水、健康饮水等多个领域的常见问题。

  其中,健康饮水尤为被人关注。针对饮用水系统在一定程度上存在信息不透明、净化后的水质状况无法获知等问题,中国电科推出了健康直饮水整体解决方案。它对现有的直饮水系统进行信息升级改造,应用传感器技术实现直饮水水质情况、处理工艺流程和设备状态、工况实时在线监测,实现了直饮水水质状况的透明化,保障对直饮水水质状况的知情权、参与权和监督权,帮助民众获得放心饮用水。除此之外,数据也可应用于设备检修保障、全生命周期档案建设、资产管理、运维调度、每台设备专有的控制策略实现节能环保以及用户展示等,深度数据分析可实现滤芯等核心设备寿命预警预报,提升饮水运维效率,保障直饮水安全健康。

  

  江河,是文化之源,是生态之脉。

  江河湖的污染防治,是中国电科重点关注领域之一。目前,中国电科已具备集污染源预处理、微生物、曝气增氧、水生植物、水生动物等全套综合手段,能全面构建水体完整的生态系统,实现水体中生产者、消费者、分解者三者的有机统一,恢复河湖水域的自我净化能力,解决河湖水体污染问题。

  

  尤为值得关注的是,中国电科可以通过“传感器+互联网”等技术,搭建江河湖水质检测网络,进行污染源控制及水质监测,实时掌握河湖水生态系统的变化情况,提升了河湖水体修复后的管控能力和养护效果,确保河湖水体修复效果的长效性,可有效解决传统治理方式中“重治理、轻维护”带来的诸多问题,同时,通过对所采集的水质数据进行智能分析,可进一步提升治理效果,降低治理成本。

  海洋,最大的水库,深刻影响着地球生态。

  海洋水污染防治,是中国电科开拓的重点方向。为此,推出了船舶污染物接收信息化监管系统,采用“一船一站一平台”架构,“一船”即“污染物回收船”,“一站”即码头一体化回收站,“一平台”即监管平台,实现了检测、控制、回收等一链条解决方案。

  

  在这个方案中,关键的一点,就是数据感知、获取、处理。将监管技术手段前移至源头船舶上,通过“一船”“一站”可以自动感知和获得船舶污染物收集、港口上交回收等方面的信息和数据。运用实时数据传输和汇集、大数据计算、远程控制等先进的信息化技术,进行综合的评估与分析,实现船舶污染物从产生到处置的全过程的监督和管理,从而更好地保证相关管理部门对管理辖区船岸一体生活垃圾的监管和效率。

  此外,在建立污染防治产业生态链上中国电科也进行了积极探索。

  中国电科推出了智能工业污水处理产业互联网平台,采取“互联网+”的方式,整合工业污水处理产业链条相关的药剂商、企业用户、监管部门、存储物流企业、传感器企业、咨询服务机构、金融机构、中介服务机构和科研机构等利益相关者,提供线上线下相结合的服务,逐步构建以智能加药机器人、线下的5S区域服务店、药剂供应链、第三方技术服务商和供应链金融服务为核心的工业污水处理产业生态体系。

  目前,“互联网+水生态智能化”水污染防治解决方案,已经在江浙沪、四川、山西、山东等地广泛应用,有效增强了政府“智能治理、数字监管”能力,提升了企业信息化、智能化管理水平,带动了水污染产业链的发展,更重要的是很好支撑了国家污染防治攻坚战的开展,还给人民群众一个“绿水青山”。

  记者 陈清杰