引言
水务管理是城市管理的重要组成部分之一，智慧水务建设是智慧城市建设的必然延伸。智慧水务系统充分利用多种信息技术，对水务信息进行采集、传输、存储及处理，通过全面感知、主动服务、资源整合、科学决策，实现更自动的控制和及时的应对。水务管理系统贯穿水环境治理“数字设计—智能建造—智慧运维”全生命周期的各个阶段，立足业务建立“物联感知─网络传输─平台大脑”体系，基于数字化、物联网、大数据、云计算、5G、人工智能等技术，以业务需求为导向，以水环境模型为基础，深度融合业务和信息化，深层次挖掘各阶段业务数据价值，不断通过运维数据修正、优化模型，实现科学决策与智慧管控，而不仅仅是做个“自动监测和可视化展示的空壳”，解决城市水环境治理工程全生命周期各方痛点，才有生命力。
1.物联网技术的应用
物联网接入平台负责提供物联网智能终端的接入管理，实现通讯连接和信息接入，通过线下收集到的设备信息，将设备信息通过物联网系统提供的功能进行上传和储存，信息字段一般包括：设备名称、厂家、所属分区、类型、位置、坐标、质保期、出厂编号等基本信息。为满足对各智能业务终端、边缘物联代理的监视、配置和管理，汇集各端采集的数据并进行标准化处理，并为数据中台提供支撑，物联网平台支持以下能力：1）兼容异构网络：支持多种无线通信协议，包括但不限于基于无线WiFi、BT、Zigbee、2G/3G/4G/5G、LoRa、NB-loT；有线RS485、KNX等协议的数据传输，消息路由，云端适配等服务。2）多协议接入：支持多种物联网应用协议，包括但不限于MQTT、COAP、HTTP/HTTPS等常用物联网协议，既能满足长连接的实时性需求，也能满足短连接的低功耗需求。3）云端数据分析处理：针对设备数据处理端，平台支持编写类SQL规则过滤设备数据，并通过规则引擎一键式配置打通其他组件，以方便快捷地实现海量设备数据的存储、查询、计算以及智能分析应用。为设备数据的存储、传输提供可靠、安全、自动化的全天候运维监控服务。4）应用层协议统一：物联网通信平台支持通过统一的标准层协议实现异构设备的统一接入与管理。5）高性能与多连接支持：具备亿级设备的接入能力、大数据的传输能力、设备与第三方服务的统一连接能力。
2.除氮脱磷技术的应用
城镇污水厌氧/缺氧/好氧/缺氧(anaerobic-anoxic-aerobic-anoxic，简称AAOA)的除磷脱氮技术，在不补充碳源条件下，通过多路径耦合的城镇污水脱氮除磷技术实现城镇污水的高标准除磷脱氮。在进水C/N对城镇污水AAOA系统深度除磷脱氮效能的影响，确定了AAOA系统实现高标准脱氮需要的C/N；解析了污染物沿程去除规律，并利用16SrRNA高通量测序技术探究了系统微生物种群结构及微生物作用机制。在此基础上，开展了实际城镇污水AAOA处理实验，在不补充碳源条件下，通过构建多路径除磷脱氮的AAOA系统，实现城镇污水高标准脱氮除磷。由于前置的厌氧、缺氧段充分利用进水中的碳源进行厌氧释磷和反硝化脱氮，使得好氧段进水中有机物浓度较低；同时，较高的泥龄有利于好氧段自养硝化菌的增殖富集，使系统保持高效硝化效能。由于随着C/N增加，系统除磷脱氮效能提高，用于生物除磷脱氮的碳源增加，有机碳源利用率增加，使得系统对COD去除能力增强。AAOA系统对TN去除率有大幅提升。这是由于系统中成功富集了异养反硝化、内碳源反硝化、反硝化聚磷、好氧反硝化菌属，系统通过其多种反硝化路径协同作用，实现了高效脱氮。当AAOA系统在空间上依次以厌氧-缺氧-好氧-缺氧方式运行，其厌氧、缺氧、好氧、缺氧交替状态为聚磷菌和反硝化聚磷菌提供了良好的增殖环境。由于充足的碳源增加促进了聚磷菌的厌氧释磷，有效富集了聚磷菌，有利于系统中PO43--P去除效能提升；同时，厌氧-缺氧-好氧-缺氧方式运行有利于反硝化聚磷菌的富集，在缺氧段中反硝化聚磷菌一碳二用，同时发生的反硝化脱氮和基于硝态氮下的吸磷节省了大量碳源，使系统的除磷效能大幅提高，进而实现高标准除磷。
3.电气自动化技术在水处理中的应用
“智慧水务”视域下，电气自动化技术与水处理工作的融合应用，将会向以下趋势发展：①可视化管理系统的普及应用。即根据实际操作和工艺技术的需求，设置多个监测点，将水处理过程中监测到的水压、ｐＨ值、流速等实时数据信息转化为可视化数字信息并在中央控制系统或各终端设备的显示屏上呈现出来，以此帮助技术人员随时随地了解水处理情况，及时处理过程中存在的问题并进行调整，提高水处理的效率和工作稳定性。②智慧决策系统的普及应用。引入机器学习、人工智能等前沿性智慧技术，提高官网监控、故障报警及控制、循环利用、水处理工艺技术等方面的智能水平。一方面实现感知、诊断、决策、执行等更高级的智能控制行为；另一方面帮助技术人员制定更具参考机制和实践作用的决策，以此全面提升水处理的技术水平。③数据定位采集系统的应用。通过三维建模技术、３Ｓ定位设备、无线传感设备等电子自动化技术，对水资源数据进行高效、稳定、精准采集与测量，并基于人工智能技术，从采集到的数据信息中筛选出符合当前水处理工作需求并具有较高参考价值的数据信息，以此为水处理相关决策制定提供可靠保障。阀门、无线传感设备等智能化、自动化电气设备的广泛应用是构建数据定位采集系统的重要基础，其应用和部署的合理性将直接影响采集数据的可靠性与准确性。在此基础上，整合运用ＧＰＳ、ＧＩＳ等空间管理技术，可实现采集数据的可视化以及突发事件的紧急预警，从而为水处理工作的顺利、安全开展提供有力保障。
结束语
污水厂自控数据采集，为数字化水务、智慧水务奠定了数据基础，业务平台调用物联网自控信号，进行数据的深度分析挖掘、预警报警推送到手机，让污水厂运营人员随时随地可以关注污水厂运营情况，通过污水厂全员随时随地共享污水厂工艺运行实时参数信息，同时支持日报、零点抄表等录入、维修工单派发，任务安排、运营及试验时排班、运营成本分析等，提升了污水厂运营人员的整体的运营水平和办公效率；也方便工艺运营人员在现场调试、调控工艺时通过手机随时查看全厂仪表及设备运行数据进行参考；利用数据可视化技术展现用户所需要的数据和决策结果，同时接受用户的指令。通过建设数字化水务平台，共同推进智慧水务一体化建设，实现管理精细化、运营标准化、决策智能化以及生产自动化；污水厂将进入决策智能阶段，完成智能化向智慧化转型。
参考文献
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[2]许甜.城市水处理厂自动化系统的研究与设计[D].西安建筑科技大学,2015.
[3]王贤.水处理自动化系统及其设计刍议[J].中国新通信,2015,17(08):7-8.
