近年來，水資源污染問題的日益凸顯，對人們正常的生產和生活用水產生嚴重影響，甚至會對人們健康構成威脅，因此，城市居民應對提高水資源的利用率和水資源的再生利用的問題重點關注，作為環保行業重要支柱的污水、廢水處理行業在我國蓬勃發展，污水處理廠建設、運營、管理等方面技術得到大改進。其中，自動化控制系統作為運營管理的重要組成部分也越來越得到重視。伴隨著行業監管的加強、人工成本的大幅度上升和企業自身盈利的需要，污水處理自動化、信息化及智能化技術的發展空間被打開。污水處理自動化技術主要通過先進的處理設備和自動化系統對污水進行處理，從而實現凈化水質的目的。當前，越來越多的城市開展了智慧城市的建設。智慧水務作為其中重要的組成部分，正日益引發關注。但到底該如何著手開展智慧水務建設？水務行業原有的各個環節應如何變革創新，發揮自動化控制系統在智慧水務中的作用。這些關鍵性的執行問題，我認為，現階段關于智慧水務的探討不能僅停留于概念層面，而要結合智慧城市的宏觀目標，真正從“大數據智慧”的目標和內涵出發，客觀務實地對污水處理自動化控制系統的智慧水務應用進行研究分析。
“智慧水務”利用現代先進技術，大量收集、深入挖掘水務信息，建立大數據云，廣泛運用數據云，全面把握水務信息，提高水務管理的效率和質量。主要工作對象是城市供水、用水、耗水、排水、污水收集處理、再生水綜合利用等。本文就是介紹智慧水務在污水處理的應用。“智慧水務”建設階段主要處于“智慧城市”基礎設施建設向智能化建設過渡的階段，其主要特征體現在以下5個方面： （1）更全面的感知。通過信息收集的全面性、信息處理的快速性，可以全面地把握全局的水務信息狀況。
（2）更主動的服務。依靠先進的技術進行監測，及時發現問題，及時作出合理的方案，及時處理問題。
（3）更自動的控制。“智慧水務”控制沿用“工業4.0”的由集中式控制向分散式增強型控制發展的模式，在集中控制的模式條件下，可以分為防洪工程控制體系、水源工程控制體系、城市供水工程控制體系、城市排水工程控制體系和生態河湖工程控制體系，實現管理的自動化。
（4）更科學的決策。基于數據云，依靠智能仿真、智能診斷、智能預報、智能調度、智能控制和智能服務于一體，對水務做出科學的決策。
（5）更及時的應對。對突發的事件，基于智能化的監測、科學合理的決策，處理工作更加及時、可行。
近年應用于污水廠的自動控制系統,已廣泛采用集散式監控系統,應用了自動化程度較高的檢側儀表,各種新工藝、新設備也大量出現并得到應用,并且取得了良好的效果。但污水處理廠自動化控制系統還應該在以下方面更好地為水廠運營管理提供服務。（1）污水處理工藝發展很快,一些復雜高效工藝的出現,要求自動化控制系統從經驗式固定程序向智能化發展。特別是一些重要的工藝環節如絮凝加藥、泵站調度、二次生化等采用先進的檢測儀器和智能化的控制方式,不僅可以提高處理效果,而且可以獲得明顯的經濟效益,對污水廠的經濟運行意義重大。（2）污水處理自動控制系統中采用了一些先進的自動化數據采集設備、儀表傳感器、通訊總線技術，但自動化控制系統實施過程中往往注重控制功能和數據實時性的實施，對設備運行記錄、水質參數、設備報警等信息只做到了簡單的存儲功能，缺乏對數據進行更深程度的統計分析。此類自動化控制系統應用很難對污水處理工藝調整及優化、節約能源等方面提供輔助決策幫助。（3）利用污水處理廠自動化控制系統采集到的基礎數據進行統計分析。對污水處理廠的進、產、排三個主要環節進行監控，將下屬提升泵站和污水處理廠的水量、水位、水質、電耗、藥耗、設備狀態等信息實時傳送到遠端云計算平臺，通過云計算平臺進行收集、整合、分析和處理，建立各個環節的相互規約模型，分析生產環節水、電、藥的消耗與處理水排水、生產、排放之間的隱含關系找出污水處理廠的優化生產過程管理方案，實現對污水處理企業生產過程的實時控制與精細化管理，達到規范管理、節能降耗、減員增效的目的。（4）污水處理廠設備、儀器維修、維護無信息依據。污水處理自動控制系統中記錄了設備儀表的報警信息。可作為設備需要緊急處理依據，對于設備的日常維護信息沒有記錄，例如：機械設備的機油更換、pH計、污泥濃度計、泥位計等儀器均有嚴格的使用維護要求,包括接觸探頭的定期清洗、標定,設備損耗維修等等均無記錄。但自動化控制系統可以清晰準確的記錄每臺機械設備的累積運行時間，這就需要自動化控制系統與設備管理系統共享信息，使每個設備的累積運行時間服務于設備的日常維修與維護，為設備資產管理系統提供基礎數據。（5）自動化控制系統的設計應該依據污水廠的規模、工藝復雜程度合理地選擇控制系統。使自控水平、設備水平與工藝水平相適應,控制系統結構要力求簡明,避免復雜的控制模式造成系統可靠性下降的問題。針對污水處理工藝特點,研究優化控制機理,開發與主導工藝相適應的污水處理廠集散式自動化控制系統。4.1大數據全數字化
針對我國現有排水系統信息化發展不均衡、系統功能不完善，應用系統缺少統籌規劃利用程度底、共享程度低等不足，大數據全數字化自控系統已經不僅僅限于自動化，重要的還在于基于污水處理廠運營管理體制的信息化與智能化技術應用。大數據應用實踐創新主要體現在工業自動化設備的大數據收集，監控操作以及大數據管理運行維護的趨勢分析。主要分三個方面：
4.1.1數據收集
將單一水廠或數個水廠自動化系統中的儀表讀數與運行數據（包含水量、水位、水質、電耗、藥耗、設備狀態與環境條件等信息）做遠程傳輸監控，減少人工收集可能的失誤，提高資訊準確性。
4.1.2監控操作
由中控室與外部連接對運行設備進行操控；運用監控錄像或報警判斷所需操作模式；利用云計算平臺搭配移動式設備，實現現場報警，人機合一的現場加遠端的監控模式。
4.1.3數據分析
設定運行數據的歷史數據趨勢，以圖形界面提高直觀比較；水質數據與運行模式和原廢水變化的交叉分析；報警處理的過程追蹤與統計分析未來故障前兆之預警。
4.2云平臺化常態管理
大數據的應用需求將以服務方式通過平臺的管理得到滿足。利用云計算的彈性資源等特性，污水處理廠可以通過多層次信息化平臺將設備維護、企業資產管理、財務ERP、OA平臺、監控平臺、GIS、采購、知識庫等不同模塊訊息平臺有機銜接到一個完整的污水管控云平臺，實現實時線上和線下O2O的工作流程對接，明確職責分配與考核標準，提高整體效率。利用云計算平臺，把所有污水管理的共性功能和服務聚集成平臺，利用平臺便利性提升資訊處理效率，從被動維護轉換成主動性維護，提升設備和污水運行設備的可靠性。
4.3經營模式創新
形成“水物聯網”，從人人互聯、物物互聯、產品與服務互聯，到公眾與政府互聯，通過風險評估與客觀事實記錄輔佐決策，事先統一污水處理全產業鏈的風險矩陣參數定義、評估方法以及結構的對應處理原則，轉變經營模式，避免主觀、感觀式判斷，降低無效損耗、閑置設備維護成本，在有限資源基礎下發揮效益。5.1利用大數據技術開展污水處理自動化控制智慧水務建設
水務行業正面臨宏觀外部環境的挑戰。一是水資源稀缺和水污染日益嚴重，亟須借助科技手段應對嚴重的危機；二是城市的污水處理正發展為“智慧化”的新范式，城市的“智慧”特征更突出：一方面，管理者通過運用各類新興技術手段來滿足城市內污水處理需求；另一方面，城市內不同業務部門之間乃至各城市之間需有效貫通，通過數據的智慧化分析、信息整合和數據挖掘，更好地實現污水處理自動化控制智慧水務的應用。
5.2增強污水處理數據采集能力，奠定智慧水務的感知基礎
水行業信息密集。為有效地采集數據、豐富信息流，必須不斷地研發、改進技術以增強設備的采集能力，加大流量、水質、水壓等方面各類新型傳感設備的應用部署和普及。
5.3通過數據資產的有效積累和處理應用，實現智慧水務
如何應用大數據技術開展污水處理智慧水務建設？我們可以借鑒其他污水處理廠開展智慧大數據建設的一些經驗。
5.4數據智慧水務系統的未來發展趨勢
智慧水務可以促進水務與如火如荼的智慧城市“互聯網+”創新相融合。比如，智慧水務可以成為尋常百姓日常生活中的“智能單元”，為生活帶來更多的便利與可能。這類應用場景需要不斷地創造誕生、普及擴散、井噴發展。智慧水務與智慧城市的融合，甚至可以給國家大政方針政策的決斷提供可靠的依據。總之，動態、精細、個性、洞察和科學決策、開放、融合、創新等等這些都是智慧水務的應有之義。而要實現這些目標，智慧水務的建設就必須依賴先進的大數據技術。大數據是推進智慧水務建設的核心問題。如果缺乏大數據分析處理，智慧水務的“大腦”就不夠發達，“智商”就不夠高，能力就不夠強。大數據處理、挖掘模型等技術相對通用，但產生融合智慧的基礎數據，卻需要一點一滴地積累。當前建設智慧水務，積累有效的“海量數據”已成為當務之急。
6.1有助于科學的處理污水
水務行業復雜而多變，各種現象背后，往往是多種因素相互作用的綜合結果。在以往，更多是依賴資深員工的專家經驗來分析和解決各類問題。但這類經驗難以沉淀、提煉和復制，更難以量化推廣。建設智慧水務，不僅能實現“過去憑專家級的經驗才能獲取的對未來的預測，現在通過數據分析也能做到”的目標，而且有助于打破認知局限，破除經驗的混沌性和局限性，從具體中抽象出規律，從規律中推斷一些具體的結果，從而達到預測、預警，并提供多個具體操作建議，改善污水處理自動化控制系統整體運行的科學性。
6.2有助于實現更精細、更差異化的污水處理
污水處理自動化控制系統實現智慧水務的應用可以對不同地區、不同場景的污水進行針對性的污水處理。目前工業用戶已經在要求更精細、動態的污水處理監測和管理服務。所以若是應用智慧水務在污水處理中可以實現更精細和差異化的污水處理。近年來，自動控制系統在污水處理中得以廣泛應用，這樣有利于降低因人為因素所造成的安全隱患，提升污水處理效率，使其滿足國家規定的排放標準。但自動控制系統在應用過程中仍存在諸多不足之處，因此要加強部門和機構之間的合作，把智慧水務應用于污水處理自動控制系統，這樣污水處理問題便能更好的解決，為我國水資源短缺問題做出貢獻。
