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)成為標準配置，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。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(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)信息不斷地產生和記錄，這些數(shù)據(jù)信息存儲在計算機內。當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，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污水廠的工藝運行。接下來結合一些污水廠的數(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16：26到5：20之間的一個小時內各個生物池的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，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)過調整，調閱出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論。首先要知道ORP是氧化還原電位，它反映了氧化還原反應的進行程度。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，反應的是生物除磷脫氮反應進行的能力。當然我們的分析要基于儀表本身是良好的，反應的數(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。活性污泥的濃度受到外回流量和進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，很多污水廠設置好一定的回流比以后，就會保持很長時間不再調整，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，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生較大的影響。溶解氧的調整一般是污水廠通過調整風機頻率，風機開啟臺數(shù)等方式進行，在出水水質沒有較大波動的期間，污水廠不會進行大幅度的調整鼓風機的運行。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、外回流量基本變化不大，沒有污水廠會經(jīng)常不斷地調整內外回流比，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慣而發(fā)生變化的。為了檢驗是不是有關聯(lián)性，我們調閱了同廠內的進水曲線：

    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越多，氧化還原反應發(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。當然這個是比較簡單的分析，可能實際中還有更為復雜的背后關聯(lián)性因子存在，就需要更多的污水從業(yè)技術人員和科研人員深入研究了。