ProSee污水廠運(yùn)行智能決策

合肥鴻昇自動化自主研發(fā)的一套用于污水處理廠運(yùn)行方案決策、工藝優(yōu)化的仿真工具，ProSee污水廠運(yùn)行專家智能決策系統(tǒng)，以國際水協(xié)（IWA）推出的活性污泥數(shù)學(xué)模型ASM2D為開發(fā)基礎(chǔ)，廣泛適用于采用活性污泥法及其改良工藝（包括AAO，氧化溝，SBR等）的污水廠，可通過建模仿真來為污水廠的運(yùn)行管理提供運(yùn)行效果預(yù)測、方案決策支持、工藝優(yōu)化等服務(wù)，從而促進(jìn)污水廠的達(dá)標(biāo)排放和節(jié)能降耗，提高運(yùn)行管理水平。

 

ProSee污水廠運(yùn)行專家智能決策系統(tǒng)具備的主要功能和技術(shù)特點(diǎn)有：

l 定制化建模

l 多樣化、可視化的配置和交互方式

l 能耗仿真功能

l 虛擬儀表和在線仿真

l 工藝優(yōu)化與決策

各項(xiàng)功能和技術(shù)特點(diǎn)詳細(xì)描述如下：

定制化開發(fā)

1、ProSee的工藝建模和軟件開發(fā)是基于項(xiàng)目污水廠的實(shí)際工藝流程，布局和其它工藝信息，如主要構(gòu)筑物及其布局與流程、進(jìn)水方式、曝氣方式、曝氣管路布置和走向、污泥回流、內(nèi)回流的方式和走向、剩余污泥的排放方式、加藥方式和投加點(diǎn)等。

2、 當(dāng)污水廠的主體工藝發(fā)生變化時，可以通過修正工藝模型來適應(yīng)變化。

 

多樣化、可視化的配置和交互方式

 

1、ProSee在進(jìn)水水量、水質(zhì)、工藝單元構(gòu)筑物尺寸、運(yùn)行條件等輸入?yún)?shù)方面有很高的自由度供用戶自行配置，支持目標(biāo)污水處理廠工藝全流程的仿真。

2、ProSee提供集成各類輸入?yún)?shù)的可視化界面，允許用戶修改、保存當(dāng)前的參數(shù)，并能自定義不同的參數(shù)變化模式（如：連續(xù)波動的進(jìn)水量或恒定的進(jìn)水量，連續(xù)24小時波動的進(jìn)水量），可切換和選擇不同的參數(shù)運(yùn)行模式。

3、ProSee提供多樣化的仿真輸出結(jié)果（包括水量、水質(zhì)、評價指標(biāo)、能耗指標(biāo)，并能覆蓋從進(jìn)水端到最終出水的各個工藝環(huán)節(jié)），結(jié)合可視化的工藝視圖，在仿真過程中以實(shí)時數(shù)據(jù)或動態(tài)曲線來描述仿真過程的實(shí)時變化。支持以報表形式輸出仿真結(jié)果。

 

 

能耗仿真

Prosee內(nèi)置相關(guān)耗能設(shè)備的數(shù)學(xué)模型，支持能耗仿真，結(jié)合目標(biāo)污水廠的實(shí)際情況，提供各大耗能設(shè)備門類以及主要耗能設(shè)備（如鼓風(fēng)機(jī)、提升泵、污泥處置設(shè)施等）的能耗指標(biāo)（包括各類耗能設(shè)備的電耗、運(yùn)行臺時數(shù)或開啟臺數(shù)、處理單方水電耗等），并能提供各門類設(shè)備電耗占全廠電耗的比重，幫助用戶從全廠層面了解能耗情況。

 

虛擬儀表和在線仿真

 

受成本限制的原因，污水處理廠的實(shí)體水質(zhì)監(jiān)測儀表通常安裝數(shù)量有限（局限于工藝流程的進(jìn)、出水端），造成了大片的監(jiān)測盲點(diǎn)。加上水質(zhì)監(jiān)測儀表易污損、難維護(hù)、監(jiān)測結(jié)果失真，某些水質(zhì)指標(biāo)甚至沒有合適的儀表來加以監(jiān)測，因此只仰賴實(shí)體儀表來對污水廠運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)測是不足的。

 

ProSee支持在線仿真功能，即通過接收來自在線儀表采集的進(jìn)水?dāng)?shù)據(jù)作為工藝模型的輸入?yún)?shù)來驅(qū)動仿真，實(shí)時提供水質(zhì)指標(biāo)的短期預(yù)測值。在線仿真功能再結(jié)合污水處理流程的分區(qū)化建模和沿程插值等數(shù)學(xué)方法，可獲得工藝流程上沿水流方向的水質(zhì)指標(biāo)的濃度梯度分布預(yù)測，覆蓋了實(shí)體儀表監(jiān)測不到的盲區(qū)，彌補(bǔ)了實(shí)體儀表數(shù)量和監(jiān)測指標(biāo)種類上的不足。借助在線實(shí)時仿真功能的“虛擬儀表”，能獲得遠(yuǎn)超過單純依賴實(shí)體儀表所能獲得的信息，從全局層面掌握污水處理過程的動態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)存在的問題并加以排查。

 

如上圖所示的生化池平面圖，通常情況下只會在進(jìn)水端和出水端安裝有實(shí)體監(jiān)測儀表，而中間流程上因成本等原因不會再安裝儀表（除了DO儀、污泥濃度計等）。ProSee的在線仿真功能和沿程插值算法的結(jié)合，能計算出某項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)（氮、磷、MLSS等）在整個工藝流程上的空間分布，從而在工藝流程上的特定位置（如缺氧池、曝氣池等不同的處理單元）通過測點(diǎn)給出該區(qū)域水質(zhì)指標(biāo)的仿真結(jié)果。通過模型校準(zhǔn)，如果能使流程末端的仿真結(jié)果和該位置的實(shí)測結(jié)果接近，基本也就能確定整個流程上的濃度分布的仿真結(jié)果和真實(shí)情況接近，起到了代替真實(shí)儀表監(jiān)測的作用。

 

工藝優(yōu)化與決策

 

用戶通過修改所有可能影響出水水質(zhì)、運(yùn)行效果和能耗狀況的輸入?yún)?shù)，來獲得不同運(yùn)行條件下的仿真結(jié)果，從而評價不同的運(yùn)行策略，并能從中擇優(yōu)遴選出能耗較低、出水效果較好的方案，實(shí)現(xiàn)工藝優(yōu)化。

Prosee支持的運(yùn)行策略包括：漸減曝氣，多點(diǎn)進(jìn)水，增減溶解氧控制點(diǎn)，改變曝氣量或目標(biāo)溶解氧設(shè)定值，改變污泥回流量，內(nèi)回流量和排泥量、改變剩余污泥的排放方式（連續(xù)或間歇、固定排量或與進(jìn)水量成比例）等。Prosee能模擬諸如設(shè)備停用、高負(fù)荷進(jìn)水、暴雨沖擊、冬季低溫等不利運(yùn)行條件下的運(yùn)行效果，并借助工藝優(yōu)化找到最合適的改善出水水質(zhì)和運(yùn)行效果的運(yùn)行方案，做出**方案決策。