污水廠(chǎng)中控計算機的數據分析（一）

      作為運行的規?；奈鬯畯S(chǎng)來(lái)說(shuō)，擁有一個(gè)能夠收集現場(chǎng)數據的中控計算機已經(jīng)成為標準配置，這些數據忠實(shí)的反映了安裝在工藝現場(chǎng)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(chǎng)來(lái)說(shuō)，放置中控計算機的中控室仍然是一個(gè)接待參觀(guān)，顯示污水廠(chǎng)電子化流程的一個(gè)場(chǎng)所，真正的污水廠(chǎng)的運行數據仍然塵封在中控計算機的硬盤(pán)內。這周公眾號和大家初步探討下關(guān)于污水廠(chǎng)中控計算機內的數據閱讀的問(wèn)題。

    對于污水廠(chǎng)來(lái)說(shuō)，中控計算機收集了污水廠(chǎng)的日常的運行數據，每天都有大量的數據信息不斷地產(chǎn)生和記錄，這些數據信息存儲在計算機內。當運行人員不重視這些數據時(shí)，這些數據只能沉淀在計算機內，最后隨著(zhù)計算機故障或者系統升級被刪除。只有足夠的重視和發(fā)掘這些數據信息給運行帶來(lái)的效果才能更好的指導污水廠(chǎng)的工藝運行。接下來(lái)結合一些污水廠(chǎng)的數據和大家探討下污水廠(chǎng)的中控數據的閱讀。

一、生產(chǎn)數據的周期性變化。

    對于一個(gè)污水廠(chǎng)來(lái)說(shuō)，每日的根據化驗室每日化驗進(jìn)行統計的生產(chǎn)數據看起來(lái)是隨機變化的，毫無(wú)規律的。但是從長(cháng)期觀(guān)測的角度來(lái)說(shuō)，這些數據都是很有規律性的，可以通過(guò)計算機上的一些數據變化來(lái)說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題。

    首先來(lái)看上圖，這是某污水廠(chǎng)某一天內16：26到5：20之間的一個(gè)小時(shí)內各個(gè)生物池的ORP的數據變化曲線(xiàn)，其中某些池子的變化趨勢很明顯，呈現一個(gè)下降趨勢，其他的則顯得雜亂無(wú)章。這是由于在線(xiàn)的ORP探頭數據取樣時(shí)間短，數據波動(dòng)變化較大，短的分析周期往往看不出來(lái)變化的情況，為了更好的分析數據，我們把數據觀(guān)察周期拉長(cháng)到2個(gè)小時(shí)。如下圖所示：

    當數據分析周期到兩個(gè)小時(shí)以后，可以發(fā)現ORP在這個(gè)兩小時(shí)的分析區間，整體的趨勢是一個(gè)下降的趨勢，6個(gè)儀表都出現了明顯的下降情況，但是能不能說(shuō)在整個(gè)一天時(shí)間都是下降的情況呢，可以接著(zhù)拉大分析到一天的時(shí)間周期來(lái)看曲線(xiàn)的變化：

    可以明顯看到，在一天的時(shí)間段內，從0點(diǎn)開(kāi)始到ORP的變化是有高低，不是一個(gè)完全降低的趨勢，從6號的零點(diǎn)開(kāi)始到7號的零點(diǎn)之間，出現了一個(gè)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(gè)情況是不是一個(gè)周期性的長(cháng)期變化趨勢，那么就需要進(jìn)行更長(cháng)時(shí)間的周期變化的分析。我們通過(guò)計算機調閱更長(cháng)時(shí)間的一個(gè)數據來(lái)看：

    這張圖計算機的統計時(shí)間從8月5日到8月7日，可以明顯的看到這三日的ORP變化的規律都是有波峰波谷的區別，一般從每日6點(diǎn)開(kāi)始各個(gè)生物池的ORP開(kāi)始上升，直到10點(diǎn)左右達到每日峰值，然后在16點(diǎn)左右開(kāi)始下降，直到次日六點(diǎn)達到波谷的最低點(diǎn)，然后開(kāi)始回升，呈現很規律的波谷波峰的交錯圖線(xiàn)。通過(guò)這樣的分析，看到這幾日的變化呈一定的規律，如果繼續放大選取周期，還會(huì )是這樣的變化趨勢么？經(jīng)過(guò)調整，調閱出8月1日到11日的變化曲線(xiàn)，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儀表數據的周期性的高低變化非常突出，成為了很明顯的一個(gè)趨勢，這對于日常認為工藝數據在一定范圍內保持不變，或者是工藝參數的變化毫無(wú)規律性的傳統觀(guān)念都是一個(gè)顛覆。

    如果針對生物池上在線(xiàn)的ORP的這些數據進(jìn)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(jìn)行程度。而在生物池中，這種氧化還原電位儀表的根據安裝的位置不同，反應的是生物除磷脫氮反應進(jìn)行的能力。當然我們的分析要基于儀表本身是良好的，反應的數據也是真實(shí)的生物池變化的數據。如果不考慮儀表本身的變化問(wèn)題，那么就有了問(wèn)題，為什么會(huì )出現這種變化，而這種變化對污水廠(chǎng)的工藝調整的意義是什么。

    對于生物池來(lái)說(shuō)，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?；钚晕勰嗟臐舛仁艿酵饣亓髁亢瓦M(jìn)水量的共同控制影響，一般來(lái)說(shuō)外回流泵的控制主要由二沉池的泥位控制，很多污水廠(chǎng)設置好一定的回流比以后，就會(huì )保持很長(cháng)時(shí)間不再調整，而剩余污泥的排放一般污水廠(chǎng)為了保持出水氨氮的穩定達標，會(huì )保持較高的污泥齡，也就是一個(gè)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(huì )產(chǎn)生較大的影響。溶解氧的調整一般是污水廠(chǎng)通過(guò)調整風(fēng)機頻率，風(fēng)機開(kāi)啟臺數等方式進(jìn)行，在出水水質(zhì)沒(méi)有較大波動(dòng)的期間，污水廠(chǎng)不會(huì )進(jìn)行大幅度的調整鼓風(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(huì )太大，因此在數據分析中可以將上述兩個(gè)因子進(jìn)行排除。

    剩下一個(gè)變化因子是泥水混合比。泥水混合比受到回流量和進(jìn)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(méi)有污水廠(chǎng)會(huì )經(jīng)常不斷地調整內外回流比，所以變化比較大的就是進(jìn)水量了，污水廠(chǎng)每日的進(jìn)水量是隨著(zhù)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(guān)聯(lián)性，我們調閱了同廠(chǎng)內的進(jìn)水曲線(xiàn)：

    進(jìn)水曲線(xiàn)中，我們明顯的可以看到進(jìn)水水量在一天中出現明顯的波谷波峰的運行趨勢，而這個(gè)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(lái)分析的話(huà)，當進(jìn)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，氧化還原反應發(fā)生的也就越頻繁，這樣也就使氧化還原電位出現隨水量變化的明顯趨勢。當然這個(gè)是比較簡(jiǎn)單的分析，可能實(shí)際中還有更為復雜的背后關(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。