智慧水务平台提升村镇污水设施故障处理效率的究竟

智慧水务平台提升村镇污水设施故障处理效率的究竟

杨秉端

中国能源建设集团广东火电工程有限公司  广东省广州市  512100

摘要：随着村镇建设发展，污水设施大量建设但故障处理难题凸显。为提升村镇污水设施管理水平，引入智慧水务平台。其涵盖多种处理模式，故障监测包括设备、运行逻辑、环境、水质等多方面故障分类界定，设定基于时间阈值、数据对比、设备状态反馈报警规则。经实际案例应用，故障响应更及时，定位更准确，运维效率优化，降低成本，为村镇环保提供科学管理模式，助力生态环境改善。

关键词：智慧水务平台；村镇污水设施；故障处理效率；报警规则

引言

在当今乡村振兴战略大力推进的时代背景下，村镇基础设施建设日新月异，村镇污水处理成为农村环境改善的核心任务之一。智慧水务平台作为新兴力量，在这样的困境中应运而生，为村镇污水设施管理带来全新契机。它凭借物联网、云计算等前沿技术，构建起智能监控与管理体系，有望突破传统局限，极大提升故障处理效率，实现村镇污水处理的跨越式发展，开启村镇环境治理的新篇章。

一、智慧水务平台在村镇污水设施中的应用基础

项目运维的14个镇级污水厂及694个农村污水设施，对应的工艺有：镇级污水厂采用AAO处理工艺、农村污水设施点主要采用AAO（日处理量45t及以上）和SBR处理工艺。涉及的领域点多面广，采用的工艺不同，运维过程的设备故障类型各有不同，给运营维护管理带来巨大的困难。

污水厂AAO工艺流程图                    农污一体化设备处理流程图

前期采用人工巡检模式，不能及时发现设备故障且故障类型根据个人的技术判断，故障类型不能有效判断，给检修工作带来巨大的困难。智慧水务平台应运而生，以物联网技术实现设备间的互联互通，通过云计算进行数据处理。其具备远程监控功能，可实时掌握设施运行状态；自动控制能力能依据预设参数调整设备运行；数据采集与传输则精准收集各类运行数据，为后续高效故障处理筑牢根基，契合村镇可持续发展理念。

二、智慧水务平台的故障监测与报警机制

1.故障类型分类

镇级污水厂故障的类型：①泵类故障：污水中可能含有各种杂质，如纤维、毛发、塑料袋等，这些杂质容易缠绕在泵体的叶轮或轴上，导致泵体卡顿；泵体及其部件在长期运行过程中，由于磨损和腐蚀，可能导致形状改变或尺寸精度下降，进而影响泵的正常运转。当泵体卡顿或污水流量过大、短路或散热不良，进而烧毁电机。这些问题直接致使污水无法正常提升输送，严重影响整个污水处理流程。②风机故障：风刀碰磨、缸体磨损卡涩以及油路不通畅等问题都会导致风机风量不足，会降低曝气池中的溶解氧含量，进而影响好氧微生物的活性，好氧反应不充分会直接影响污水处理的效果，导致出水水质不达标。③液位故障：浮球触点失效、液位探针相碰、投入式液位传感器失灵等问题，均可能导致无法正确判断池体液面情况，从而造成PLC误判，影响正常的进出水操作。④出水水质超标： 当CODcr(Avg)、氨氮(Avg)、pH(Avg)、总磷(Avg)、总氮(Avg)等指标超标时，表明污水处理工艺存在问题，这些问题可能源于生物处理单元微生物活性的下降、化学药剂投加量的不足或反应条件的不佳等，需要及时对工艺进行排查和调整，以确保出水达标排放。

农污一体化设备（SBR）故障的类型：除上述①②③故障类型外，还有以下几种类型：①设备进水与排水同时运行：原水池反馈高液位信号，排水电动阀门未关闭导致误发关闭状态信号，系统即启动进水指令，造成污水未经处理直接排放。②排水时同时曝气：SBR池未达到低液位，但系统错误反馈低液位信号、进而触发风机运行，导致活性污泥被直接排走，影响生化系统。③进水泵故障：原池高液位，进水水泵超时未运行或水泵运行SBR池超过规定时限液位不变化（水泵堵塞），导致污水溢流。④排水故障：设备运行规定的时限，SBR池液位无变化，导致排水故障。⑤站点离线：单台设备PLC信号丢失，可能由网络故障或设备通讯模块异常导致。⑥站点断电：远程模块在UPS（不间断电源）电源耗尽后没有信号传输。

上述问题，破坏了污水处理流程中各处理环节之间的协调配合，导致污水处理流程陷入混乱。污水在原池中积聚并面临溢出风险，将对环境造成严重的污染威胁。

2.报警规则设定与逻辑

智慧水务平台通过云计算机进行数据采集、传输及逻辑判断，能够实时、准确地反馈各污水处理厂及各农污站点的运行工况；具体规则及逻辑以下列为例：

⑴镇级污水厂

①风机故障：正常情况下，风机电机的电流应在8-10A之间波动，当风机出现风刀碰磨、缸体磨损卡涩或油路不通畅等问题时，电机的负荷会增大导致电流上升。 平台设定了电流限值（如15A）和时间限值（如5分钟），当电流升高至限值并持续达到或超过时间限值时，触发报警机制。在智慧水务平台的监控界面上，以醒目的红色弹窗形式显示报警信息，报警信息包括风机故障的具体类型（如“风机故障 - 电流异常”）、故障发生的时间、电流值等详细信息；同时，平台还会发出声音警报，以提醒运维人员及时处理。

②出水水质超标：镇级污水厂均装设了在线监测设备，并实时采集出水水质数据，采样频率为每 15 分钟一次，主要检测 CODcr、氨氮、pH、总磷、总氮等五项关键水质指标。在线设备将采集到的水质数据与国家一级A排放标准进行逐一比对，排放标准包括：CODcr≤50mg/L、氨氮≤5mg/L、pH=6 - 9、总磷≤0.5mg/L、总氮≤15mg/L。一旦某项指标超出标准值，平台立即触发“出水水质超标”报警机制，并以醒目的方式展示超标因子（如CODcr、氨氮等）及具体数据（如超标值、超标时间等）。

⑵农污设施点

①进水泵故障：水泵从原水池抽水，将水送入SBR池，SBR池在1小时内达到高液位信号触发点，此时进水泵停止工作。智慧水务平台实时监控水泵运行的状态，平台每 5 分钟采集一次水泵运行数据以及原水池与SBR池的液位信息，并与预设的正常运行模型进行比对，若发现数据偏离正常范围且持续时间达到 2 小时，即判定为异常，智慧水务平台立即发出“进水泵故障”报警信号。

②排水故障：正常情况下，当SBR池到达高液位，系统进入生化处理阶段，此阶段包括“厌氧-好氧-沉淀”三个来回，共约8个小时。生化处理阶段完成后系统进入排放阶段，排水电动阀门打开排水；从排水电动阀门打开开始计时，正常设备排水2个小时。当SBR池液位信号到达低液位，排水电动阀门自动关闭，此时设备处于正常模式，等待下一轮进水处理。从排水电动阀门打开开始，智慧水务平台实时采集SBR池的液位数据，若经过2小时排水后，SBR池液位没有变化或SBR池液位显示低液位时排水电动阀门没有关闭，即判定为异常，智慧水务平台立即发出“排水故障”报警信号。

智慧水务平台通过多维度报警规则设定，如时间阈值、数据对比和设备状态反馈的紧密配合，形成了一张严密的故障监测网络。智慧水务平台将三种监测方式紧密结合，实现数据的实时采集、分析和处理，有效克服了单一监测方式的局限性，极大提高了故障发现的及时性和准确性，有力推动了村镇污水治理向智能化、高效化迈进。

三、智慧水务平台对故障处理效率的提升效果

随着科技的不断发展，智慧水务平台在村镇污水设施运维中发挥着越来越重要的作用。该平台通过实时监测、数据分析、预警报警等功能，显著提升了故障处理的及时性和准确性，为村镇污水设施的运维工作带来了革命性的变化。

以新田村站点市电断电为例，智慧水务平台在2024年11月20日15:55:12立即发出一级预警，而在此之前，人工巡检模式下每个站点每周只能巡检一次，故障只有等到巡检到这个站点时才能被发现。这种滞后性导致了故障处理时间的延长和效率的低下。然而，智慧水务平台的引入使得运维人员能够在5分钟内启动应急响应，及时安排人员前往处理，从而大大缩短了故障处理时间，提升了故障处理效率。

智慧水务平台不仅提升了故障响应的及时性，还显著提高了故障定位的准确性。以湖口新湖三村农污站为例，平台通过采集数据比对分析发现进水泵启动超出限定时间，并发出“进水泵故障”报警。运维人员依据平台提示直接前往该站点排查，发现进水泵堵塞，仅用15分钟就消除了故障。而以往依靠经验排查至少需要1小时，甚至更长时间。这种准确性的提升不仅缩短了故障处理时间，还减少了因误判或漏判而导致的额外工作量。

智慧水务平台的引入不仅提升了故障处理的及时性和准确性，还对整个运维效率产生了显著影响。污水处理厂引入平台后，中控室可以操作各污水厂的启停，从而将污水厂值班人员调整到管网巡查等更需要人力投入的环节。这种优化资源配置的方式减少了不必要的人力物力投入，降低了运维成本。同时，智慧水务平台还提供了丰富的数据支持和分析功能，使得运维人员能够更全面地了解污水设施的运行状况，为制定更科学的运维策略提供了有力依据。

结语

智慧水务平台的引入，标志着村镇污水设施故障处理进入了一个全新的智能化时代。该平台凭借其强大的数据处理能力和精准的分析技术，成功实现了对故障类型的精准分类与界定，以及多维度报警规则的设定，从而确保了故障的迅速精准监测。这一变革不仅极大地提升了故障响应的及时性和定位的准确性，还显著优化了整体运维效率，具体表现为故障发现时间的大幅缩短、故障位置的快速确定以及运维成本的有效降低。

智慧水务平台的成功应用，不仅为村镇污水设施的稳定运行提供了有力保障，还显著提升了污水处理效果，使得村镇环境治理工作更加高效、智能。这一平台的推广和使用，无疑将推动村镇环境治理朝着更加智能化、高效化的方向持续发展，为改善村镇生态环境、提升居民生活质量作出重要贡献。未来，随着技术的不断进步和应用的不断深化，智慧水务平台将在村镇污水设施故障处理中发挥更加重要的作用，为村镇环境治理注入更加强劲的动力。

参考文献

[1]赵蕾.智慧水务平台系统的构建及关键技术分析[J].智能城市,2024,10(08):66-68.

[2]高巧红.农村水环境治理的难点与智慧水务平台的优势[J].黑龙江环境通报,2024,37(05):87-89.

[3]神旗数码长春智慧水务平台建设实践[J].软件和集成电路,2024,(01):56-57.