污水廠中(zhōng)控計算機的數據分(fēn)析（一(yī)）

      作爲運行的規模化的污水廠來說，擁有一(yī)個能夠收集現場數據的中(zhōng)控計算機已經成爲标準配置，這些數據忠實的反映了安裝在工(gōng)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(yuán)對曆史運行工(gōng)況的一(yī)些基本判斷。但是對于一(yī)些污水廠來說，放(fàng)置中(zhōng)控計算機的中(zhōng)控室仍然是一(yī)個接待參觀，顯示污水廠電(diàn)子化流程的一(yī)個場所，真正的污水廠的運行數據仍然塵封在中(zhōng)控計算機的硬盤内。這周公衆号和大(dà)家初步探讨下(xià)關于污水廠中(zhōng)控計算機内的數據閱讀的問題。

    對于污水廠來說，中(zhōng)控計算機收集了污水廠的日常的運行數據，每天都有大(dà)量的數據信息不斷地産生(shēng)和記錄，這些數據信息存儲在計算機内。當運行人員(yuán)不重視這些數據時，這些數據隻能沉澱在計算機内，最後随着計算機故障或者系統升級被删除。隻有足夠的重視和發掘這些數據信息給運行帶來的效果才能更好的指導污水廠的工(gōng)藝運行。接下(xià)來結合一(yī)些污水廠的數據和大(dà)家探讨下(xià)污水廠的中(zhōng)控數據的閱讀。

一(yī)、生(shēng)産數據的周期性變化。

    對于一(yī)個污水廠來說，每日的根據化驗室每日化驗進行統計的生(shēng)産數據看起來是随機變化的，毫無規律的。但是從長期觀測的角度來說，這些數據都是很有規律性的，可以通過計算機上的一(yī)些數據變化來說明這個問題。

    首先來看上圖，這是某污水廠某一(yī)天内16：26到5：20之間的一(yī)個小(xiǎo)時内各個生(shēng)物(wù)池的ORP的數據變化曲線，其中(zhōng)某些池子的變化趨勢很明顯，呈現一(yī)個下(xià)降趨勢，其他的則顯得雜(zá)亂無章。這是由于在線的ORP探頭數據取樣時間短，數據波動變化較大(dà)，短的分(fēn)析周期往往看不出來變化的情況，爲了更好的分(fēn)析數據，我(wǒ)(wǒ)們把數據觀察周期拉長到2個小(xiǎo)時。如下(xià)圖所示：

    當數據分(fēn)析周期到兩個小(xiǎo)時以後，可以發現ORP在這個兩小(xiǎo)時的分(fēn)析區間，整體(tǐ)的趨勢是一(yī)個下(xià)降的趨勢，6個儀表都出現了明顯的下(xià)降情況，但是能不能說在整個一(yī)天時間都是下(xià)降的情況呢，可以接着拉大(dà)分(fēn)析到一(yī)天的時間周期來看曲線的變化：

    可以明顯看到，在一(yī)天的時間段内，從0點開(kāi)始到ORP的變化是有高低，不是一(yī)個完全降低的趨勢，從6号的零點開(kāi)始到7号的零點之間，出現了一(yī)個很高的波峰狀态，達到-430mV，而低谷狀态在-800mV。一(yī)天的變化是很有明顯變化趨勢的，我(wǒ)(wǒ)們需要探究的是，這個情況是不是一(yī)個周期性的長期變化趨勢，那麽就需要進行更長時間的周期變化的分(fēn)析。我(wǒ)(wǒ)們通過計算機調閱更長時間的一(yī)個數據來看：

    這張圖計算機的統計時間從8月5日到8月7日，可以明顯的看到這三日的ORP變化的規律都是有波峰波谷的區别，一(yī)般從每日6點開(kāi)始各個生(shēng)物(wù)池的ORP開(kāi)始上升，直到10點左右達到每日峰值，然後在16點左右開(kāi)始下(xià)降，直到次日六點達到波谷的最低點，然後開(kāi)始回升，呈現很規律的波谷波峰的交錯圖線。通過這樣的分(fēn)析，看到這幾日的變化呈一(yī)定的規律，如果繼續放(fàng)大(dà)選取周期，還會是這樣的變化趨勢麽？經過調整，調閱出8月1日到11日的變化曲線，如下(xià)圖：

    這張圖的每日變化的趨勢就更爲明顯了，生(shēng)物(wù)池内的ORP儀表數據的周期性的高低變化非常突出，成爲了很明顯的一(yī)個趨勢，這對于日常認爲工(gōng)藝數據在一(yī)定範圍内保持不變，或者是工(gōng)藝參數的變化毫無規律性的傳統觀念都是一(yī)個颠覆。

    如果針對生(shēng)物(wù)池上在線的ORP的這些數據進行分(fēn)析，我(wǒ)(wǒ)們能得出什麽的結論。首先要知(zhī)道ORP是氧化還原電(diàn)位，它反映了氧化還原反應的進行程度。而在生(shēng)物(wù)池中(zhōng)，這種氧化還原電(diàn)位儀表的根據安裝的位置不同，反應的是生(shēng)物(wù)除磷脫氮反應進行的能力。當然我(wǒ)(wǒ)們的分(fēn)析要基于儀表本身是良好的，反應的數據也是真實的生(shēng)物(wù)池變化的數據。如果不考慮儀表本身的變化問題，那麽就有了問題，爲什麽會出現這種變化，而這種變化對污水廠的工(gōng)藝調整的意義是什麽。

    對于生(shēng)物(wù)池來說，考察ORP的影響因子的變化，需要考慮生(shēng)物(wù)池内的活性污泥狀态的變化，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(wài)回流量和進水量的共同控制影響，一(yī)般來說外(wài)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(yī)定的回流比以後，就會保持很長時間不再調整，而剩餘污泥的排放(fàng)一(yī)般污水廠爲了保持出水氨氮的穩定達标，會保持較高的污泥齡，也就是一(yī)個低剩餘污泥量的排放(fàng)，因此剩餘污泥的排放(fàng)對整體(tǐ)活性污泥濃度的變化不會産生(shēng)較大(dà)的影響。溶解氧的調整一(yī)般是污水廠通過調整風機頻(pín)率，風機開(kāi)啓台數等方式進行，在出水水質沒有較大(dà)波動的期間，污水廠不會進行大(dà)幅度的調整鼓風機的運行。這樣的分(fēn)析可以看出污泥濃度和溶解氧的變化都不會太大(dà)，因此在數據分(fēn)析中(zhōng)可以将上述兩個因子進行排除。

    剩下(xià)一(yī)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(xià)變化，上面分(fēn)析内、外(wài)回流量基本變化不大(dà)，沒有污水廠會經常不斷地調整内外(wài)回流比，所以變化比較大(dà)的就是進水量了，污水廠每日的進水量是随着居民生(shēng)活用水的習慣而發生(shēng)變化的。爲了檢驗是不是有關聯性，我(wǒ)(wǒ)們調閱了同廠内的進水曲線：

    進水曲線中(zhōng)，我(wǒ)(wǒ)們明顯的可以看到進水水量在一(yī)天中(zhōng)出現明顯的波谷波峰的運行趨勢，而這個趨勢與生(shēng)物(wù)池内ORP的變化趨勢非常吻合，因此可以得出水量的變化和ORP的變化是有聯系的。

    從生(shēng)物(wù)角度來分(fēn)析的話(huà)，當進水量越大(dà)，污水中(zhōng)的污染物(wù)、膠體(tǐ)等攜帶的正負電(diàn)荷也就越多，得失電(diàn)子的幾率也就越大(dà)，活性污泥中(zhōng)的微生(shēng)物(wù)接觸水中(zhōng)的污染物(wù)質越多，氧化還原反應發生(shēng)的也就越頻(pín)繁，這樣也就使氧化還原電(diàn)位出現随水量變化的明顯趨勢。當然這個是比較簡單的分(fēn)析，可能實際中(zhōng)還有更爲複雜(zá)的背後關聯性因子存在，就需要更多的污水從業技術人員(yuán)和科研人員(yuán)深入研究了。