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張泳（1971-）

男，高級工程師，注冊電氣工程師，現(xiàn)任天津市市政工程設(shè)計研究院給排水分院電氣自動化專業(yè)技術(shù)負(fù)責(zé)人，青年首席設(shè)計師。1993年畢業(yè)于重慶建筑工程學(xué)院電氣自動化專業(yè)，2002年獲得天津大學(xué)電氣工程碩士學(xué)位。從參加工作以來，一直從事市政工程中的電氣、自動化設(shè)計工作，具有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)和工程設(shè)計經(jīng)驗(yàn)，擔(dān)任多項大型市政工程、重點(diǎn)項目的專業(yè)負(fù)責(zé)人（鄭州市污水處理廠、石家莊橋西污水處理廠中水回用、湖北省宜昌市三峽壩區(qū)固體廢棄物處理場、天津市咸陽路污水處理廠、安哥拉萬博市供水系統(tǒng)改造、鄭州市馬頭崗污水處理廠、咸陽路污水處理廠升級改造工程、中新天津生態(tài)城污水庫治理、天津市張貴莊污水處理及再生利用工程等），并有針對性地提出了若干控制策略指導(dǎo)工程實(shí)踐。

“十二五”期間，我國將投入的污水處理廠建設(shè)規(guī)模約3000~5000萬噸，預(yù)測水務(wù)市場的年增長率不低于15%。同時，環(huán)保部專家指出，“十二五”期間，我國環(huán)保總體戰(zhàn)略將從“十一五”的“控源減排”向“減負(fù)修復(fù)”過度，已建成的污水處理廠同時要加強(qiáng)運(yùn)營的監(jiān)管，包括污水處理廠負(fù)荷率的提升、污水收集管網(wǎng)的完善、污泥處理處置設(shè)施的建設(shè)運(yùn)行，再生水的利用。水工業(yè)市場的快速增長和壯大為自動化企業(yè)帶來了巨大的市場機(jī)遇，自動化技術(shù)將解決污水處理、污泥處理、污水再生利用的過程控制，信息化、智能化管理，為減少水資源的浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)水資源的循環(huán)利用，修復(fù)生態(tài)環(huán)境發(fā)揮重要的作用。對此，筆者采訪了天津市市政工程設(shè)計研究院高級工程師張泳，他就目前我國市政水處理行業(yè)發(fā)展、自動化技術(shù)的應(yīng)用情況及未來機(jī)會等方面為我們進(jìn)行了詳細(xì)的講解。

解讀“十二五

“十二五”規(guī)劃綱要中，明確提出要加大環(huán)境保護(hù)力度，落實(shí)減排目標(biāo)責(zé)任制，強(qiáng)化污染物減排和治理，增加主要污染物總量控制種類，加快城鎮(zhèn)污水、垃圾處理設(shè)施建設(shè)。同時要完善環(huán)境保護(hù)科技和經(jīng)濟(jì)政策，建立健全污染者付費(fèi)制度， 建立多元環(huán)保投融資機(jī)制，大力發(fā)展環(huán)保產(chǎn)業(yè)。天津市政研究設(shè)計院工程師張泳認(rèn)為，從上述闡述中，可以解讀出：（1）城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施的建設(shè)要加快。雖然近年來我國城鎮(zhèn)污水處理能力快速增長，污水處理率有明顯提高，但是與發(fā)達(dá)國家相比、與水資源消耗總量及水資源的重復(fù)利用總量相比，污水處理設(shè)施的建設(shè)依然存在較大的差距，欠賬還較多。（2）增加主要污染物總量控制種類，即水處理行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)要提高。我國現(xiàn)有的污水處理設(shè)施，大部分按照《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB8978中規(guī)定的二級排放標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，對出水的主要監(jiān)測指標(biāo)包括：COD、BOD、SS、總氮、氨氮、總磷、色度、pH、糞大腸菌群等指標(biāo)，而對其他指標(biāo)一般不做監(jiān)測。增加主要污染物總量控制種類，必然帶來處理工藝和相關(guān)設(shè)備、技術(shù)的調(diào)整和變化。（3）建立健全付費(fèi)制度， 建立多元環(huán)保投融資機(jī)制，發(fā)展環(huán)保產(chǎn)業(yè)，意味著今后以政府作為投資主體的水處理項目建設(shè)、運(yùn)營方式，將轉(zhuǎn)變?yōu)橐云髽I(yè)等多元化投資為主，市場化運(yùn)作的模式。新建項目將主要以BOT方式建設(shè)、運(yùn)營，現(xiàn)有項目將通過TOT方式轉(zhuǎn)讓、運(yùn)營。

自動化系統(tǒng)商機(jī)巨大

在我國現(xiàn)有的市政水處理工程中，污水處理廠通常采用PLC作為現(xiàn)場站的主控制器，輔以人機(jī)界面、水質(zhì)檢測、監(jiān)測及顯示儀表，而從整個公司（水務(wù)集團(tuán)） 的管理層面而言， 又往往應(yīng)用SCADA系統(tǒng)進(jìn)行宏觀的指揮、調(diào)度和管理，達(dá)到“集中指揮，分散控制”的效果和要求。張泳告訴記者，對于市政水處理自動化市場，尚未有直接的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。但是據(jù)不完全統(tǒng)計，“十一五”期間，我國年新增污水處理能力大約為750億至900億噸，對應(yīng)的年設(shè)備價值超過130億至160億元人民幣。通常我們把水處理工程中的儀表、控制和自動化技術(shù)作為水處理工程中自動化系統(tǒng)的組成，如果按此組成測算，“十一五”期間，用于污水處理的自動化系統(tǒng)的年設(shè)備價值超過13億至24億元人民幣。而在各地對現(xiàn)有污水處理廠的提標(biāo)改造、污水再生利用項目中，自動化系統(tǒng)也存在著巨大的商機(jī)。

差距依然明顯

水處理是一個非常復(fù)雜的過程，同時由于國內(nèi)水處理行業(yè)的特點(diǎn)和經(jīng)營模式，往往需要進(jìn)行多層次、多步驟的控制管理。從實(shí)現(xiàn)各種步驟與功能的現(xiàn)場站，到污水處理廠（運(yùn)營），到上一級的管理公司（水務(wù)集團(tuán)），再到相關(guān)的監(jiān)測機(jī)構(gòu)（環(huán)保部門），涵蓋了控制、執(zhí)行、調(diào)度、管理、診斷、監(jiān)測等多種功能和任務(wù)，現(xiàn)代的水處理工業(yè)如果脫離了自動化技術(shù)，可以說根本無法有效運(yùn)轉(zhuǎn)，更無法達(dá)到穩(wěn)定、安全可靠等方面的高要求。

我國從成套引進(jìn)、借鑒國外自動化系統(tǒng)技術(shù)，到根據(jù)不同的水處理工藝流程，自主選擇、設(shè)計相應(yīng)的自動化系統(tǒng)，應(yīng)該說進(jìn)步很快，但依然存在一定的差距。

在國外水處理行業(yè)中，理想的自動化系統(tǒng)應(yīng)該包括四個功能部分：（1）高素質(zhì)的團(tuán)隊，對系統(tǒng)和處理廠具有較深的認(rèn)識，可以不斷促進(jìn)系統(tǒng)的發(fā)展。（2）完善的監(jiān)控系統(tǒng)，可以收集、處理和顯示數(shù)據(jù)；發(fā)現(xiàn)并消除異常；分析和判斷。（3）滿足運(yùn)行目標(biāo)的控制系統(tǒng)。（4）可以收集大量過程信息的儀表系統(tǒng)。目前國內(nèi)水處理行業(yè)在上述自動化系統(tǒng)的四個功能中的第二項功能上有所欠缺，主要是分析和判斷不具有針對性和指導(dǎo)性，第一和第三項功能基本未實(shí)現(xiàn)。沒有一個促進(jìn)水處理自動化系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)步、發(fā)展的環(huán)境和機(jī)制，未產(chǎn)生高素質(zhì)的研發(fā)團(tuán)隊。由于沒有高素質(zhì)的研發(fā)團(tuán)隊，也就無法設(shè)計、生產(chǎn)出滿足運(yùn)行目標(biāo)的控制系統(tǒng)。這與國內(nèi)過去水處理行業(yè)的投、融資體質(zhì)，運(yùn)營與收費(fèi)模式有關(guān)，也和國內(nèi)水處理行業(yè)自動化系統(tǒng)的設(shè)計、生產(chǎn)、使用相互脫節(jié)有關(guān)。

要想縮短和消除這種差距，張泳認(rèn)為，一方面應(yīng)該加大引進(jìn)工作。一直以來，國內(nèi)對國外先進(jìn)水處理工藝技術(shù)、設(shè)備、儀表的引進(jìn)和使用較積極，但是對于國外在水處理行業(yè)中的先進(jìn)控制系統(tǒng)（策略）引進(jìn)較少，一般僅僅停留在對于溶解氧（DO）的控制，而目前國外開發(fā)了許多諸如SRT（泥齡）控制、硝化液回流控制、污泥回流控制、化學(xué)除磷控制等過程單元控制系統(tǒng)，同時在控制算法上，采用了自適應(yīng)控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等控制策略。這些控制系統(tǒng)和控制策略，對穩(wěn)定出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，降低運(yùn)營成本具有重要的作用。另一方面，應(yīng)該在行業(yè)協(xié)會的推動和引導(dǎo)下，建立自己的開發(fā)體系和機(jī)制，特別是針對現(xiàn)有污水處理項目， 完善控制系統(tǒng)，提升控制策略。同時，設(shè)計、生產(chǎn)（系統(tǒng)集成商）、用戶應(yīng)密切聯(lián)系，從項目的設(shè)計階段起，就設(shè)計、生產(chǎn)、使用一個滿足運(yùn)行目標(biāo)的控制系統(tǒng)。更進(jìn)一步，應(yīng)該形成設(shè)計、生產(chǎn)者與使用者風(fēng)險共擔(dān)，利益共享的格局。