發布時間:2018-10-12
水資源的使用狀況直接對人類的生存和發展產生影響,不論是生活還是生產活動都離不開水這一寶貴的自然資源。我國的“水”存在兩大主要問題:一是水資源短缺,二是水污染嚴重。
2015年我國城鎮生活污水排放量為545億噸,同比增長6%,占全年污水排放總量的71.4%。參照2011-2017年的平均增速為6%,測算出2018-2020年城鎮生活污水排放量仍將保持6%的增長速度。日趨嚴重的水污染不僅降低了水體的使用功能,也進一步加劇了水資源短缺的矛盾。
要推進社會、經濟的發展,一個非常重要的前提就是水資源的可持續發展,優化和提高水環境能力和水資源供給能力。面對日益嚴重的水資源問題,物聯網或許對處理廢污水,加強水資源可持續發展提交了一份滿意的答卷。
自物聯網這個概念提出來,其在各行業各業的應用就開始拓展起來,成為推動經濟發展和企業升級的要素。在環保領域同樣也不落窠臼。目前國內主要基于監督控制和數據采集( SCADA )系統來監控水處理和再分配系統。通過對重點污染源污染物的排放監控,對于區域水環境斷面監測、空氣質量在線監測,形成了監控系統。這為工業和市政團體了解環境質量以及制定環保政策提供了技術依據。極大促進了整體環境質量的改善。
物聯網在污水處理中的應用
“物聯網”可以被看成一種思維方式:物理對象和處理現場可以連接到互聯網,以便更有效地監控和利用它們。創建和使用物理對象的“數字拷貝”比僅僅嘗試使用物理對象更有效。物聯網在污水處理中的應用就是這種思維方式。
物聯網污水解決方案工作原理
污水處理設施在其處理系統的不同位置安裝智能傳感器。這些傳感器收集水質、溫度變化、壓力變化、水和化學物質泄漏等數據,并將這些數據發送回應用程序,該應用程序將這些數據信息綜合成可操作的見解。假設某個池塘中的硫含量高于平均值,物聯網系統將標記這個池塘以進行更嚴格的測試。
智能手機和平板電腦可以作為云應用的管理窗口,這些應用通常是大型物聯網平臺或EAM CMMS系統的前端,這些系統實時處理物聯網傳感器數據。重點是,通過互聯網將物理對象連接到一個中心樞紐,可以更有效地管理更多的數據。
物聯網污水解決方案的特點
從傳感器數據到可操作性方案
物聯網支持的智能傳感器可追蹤污水質量、可飲用性、壓力和溫度。包括動態傳感器集群和強大平臺驅動分析在內的解決方案可以讓操作員測量液體流量,并可供水務公司跟蹤整個處理廠的流量。工程師可對這些數據進行解讀。
使用物聯網進行化學監測
物聯網還可以在泄漏監測中發揮作用。它可以向遠程管理系統發送即時警報,此類警報非常適用于關鍵任務應用,例如弗林特(Flint)等污染區域的污水管理,這些區域的民眾健康和生計都處在危險之中。對于一些較舊的非物聯網系統,工程師必須手動檢查,而且發現一個問題可能需要幾個小時。物聯網使工程師能夠更快地做出響應,通過預測性維護,可以在問題發生之前采取措施。
在污水處理中使用物聯網的另一個好處是檢測初步處理后的殘留化學物。早期檢測痕量有助于優化該設施的處理流程,并確保化學品的排放保持在法定限度內。
物聯網污水管理可以標記危險細菌
物聯網污水傳感器還可以幫助監測和減少軍團菌在整個設施中的傳播。軍團菌通過霧化霧氣傳播,例如來自集中式暖通空調系統,對工廠的員工來說非常危險,更不用說下游的市民了。
物聯網污水解決方案有很多好處,它可以提高員工的工作效率,使他們遠離一些危險的工作,并降低設施管理中不必要的成本。那么好的一個方案,實施起來并非毫無阻礙。
物聯網污水解決方案的壁壘
首先是地域上的壁壘,區域壟斷性決定了生活污水處理行業存在一定的地域壁壘,污水處理廠的建設具有典型的地域特征,以現有的技術,排污管網建設成本高、混合傳輸可能導致化學反應,還要考慮合理半徑,所以一個地區往往只能有一家污水處理廠。
其次是資金壁壘,污水處理是資本密集型行業,其建設投資具有很強的資產專用性和顯著的沉淀成本特征,總投資大、回報期長,一般BOT 模式的特許經營服務期長達20~30 年,要求污水處理行業的投資者必須具有相當的資金實力和穩定運營的能力。
接著是技術壁壘,在物聯網設備的開發設計以及以后的運營管理階段,技術原理可能涉及到工程建設類相關專業以及空氣動力學、流體力學、微生物學、材料學、衛生學和工業自動化等門類眾多的專業技術,這些專業技術決定了污水處理廠的能否穩定運行和能耗、物耗的高低。
最后是資質壁壘,國家在污水處理行業實行資質準入制度,與其相關的資質有:國家環境保護部實行環境污染治理設施運營資質許可制度、國家發改委對工程咨詢行業實施資質許可制度、國家住建部對工程設計和工程施工總承包實施資質許可制度等。
可以說污水處理行業的進入壁壘很高,所以一般都由國企在控制。但是隨著社會多方資金的進入,國企的經營壟斷體制會被逐漸打破,行業競爭日益激烈,市場化程度也會越來越深。
結語
近些年,國家大力實施節能減排政策,中央和各地方政府不斷加大對城鎮污水處理設施建設的投資力度,同時積極引入市場機制,建立健全政策法規和標準體系,城市污水處理能力已有很大提升。
但我們得承認,我國各個地區的污水處理能力是嚴重不平衡的,東部沿海地區的設備建設等遠優于中西部貧困地區,還有農村的水處理能力也比不上城鎮。這也就意味著,中西部等貧困地區和農村依然有較大的市場空間。