截至当前,我国城市污水处理总体规模已突破每日22653万立方米,处理率提升至98.69%,标志着我国污水处理基础设施已迈入规模化、体系化发展的成熟时期。在规模持续扩大的同时,随着环保要求的不断提高,整个行业正逐步从“规模扩张”向“质量提升”转变。国家和地方层面密集出台更为严格的环保法规与水质标准,进一步推动行业向精细化、绿色化方向升级。在此背景下,中交路桥科技推出的智慧污水处理管理平台展现出重要的应用价值。该平台通过构建覆盖污水处理全流程的数字化管理体系,实现了运维流程的标准化与固化,对能耗及碳排放情况进行实时动态监控与优化,并借助数据驱动实现资源的高效精准调度。这一系统不仅显著提升了污水厂的综合运营能力,也为实现行业可持续发展提供了有力的技术支撑。
一、平台整体架构设计
① 数据感知层
作为智慧污水处理管理平台架构的底层根基,数据感知层扮演着“系统神经末梢”的关键角色,是实现全面智慧化运营的感知基础。该层主要负责采集多种核心监测数据,涵盖设备运行状态、实时水质参数、液位与流量指标、环境气体数据及视频监控信息等,全面覆盖工艺运行、设备工况与环境安全等核心维度,从而建立起对水厂全流程物理环境与工艺体系的完整感知网络。
② 数据管理平台
数据管理平台是智慧污水处理系统的数据枢纽,通过建立“传输—治理—质控”一体化流程管理体系,实现对运营数据的统一集成与精准治理。该平台通过多层协同工作机制,有效解决了传统污水厂数据来源分散、数据质量不一的痛点,为上层智能分析与应用提供了坚实、可靠的数据基础。
③ 平台支撑层
平台支撑层集成GIS服务、物联网服务与数据共享服务三大技术模块,形成对业务数据的综合存储、处理与分析能力。其中,GIS服务负责空间数据管理,借助地理信息技术实现厂区布局、管网分布与设备位置的可视化展示与分析;IoT服务实现设备统一接入与远程控制,通过标准协议完成各类传感设备的数据采集与指令下发;数据共享服务则作为系统协同的枢纽,借助标准化接口与数据交换机制,打通各业务模块之间的数据屏障,推动水质、设备、能耗等多类数据的融合与流通。
该层的核心设计理念强调“支持系统持续演进的可扩展性”,通过模块化构建、接口标准化与资源弹性扩展,为未来工艺升级与智慧化功能扩展预留充分空间,适应污水处理行业不断发展的技术需求。
④ 业务应用层
业务应用层是智慧污水处理管理平台与用户交互的主要界面,面向管理、运维等不同角色,提供系统化的功能模块,实现全流程业务的数字化管理。该层围绕“综合驾驶舱、资产管理、生产监控、运维管理与运营管控”构建核心功能体系,形成从污水收集、处理、排放到资源化利用的全链条业务支持。
依托底层数据感知与中台分析能力,业务应用层将分散运营数据转化为可操作的决策支持和作业指令,既为管理层提供全局视角的数据驱动决策辅助,也为现场运维人员提供标准化、场景化的工作指引,从而系统提升污水处理厂的运营效能与管理精细化程度。
二、核心功能模块设计
① 资产管理模块
该模块遵循“全生命周期管理”核心理念,通过构建融合分类编码、数据标准、流程规范、评估方法与测算模型的一体化管理体系,建立起静态属性与动态运维数据相结合的全方位资产数据库。
② 资产履历功能:动静态信息集成中枢
资产履历作为资产管理的核心信息枢纽,集中管理项目内所有设施设备的完整档案。用户可通过该功能直观查阅设备的静态基础资料(包括型号规格、技术参数、安装位置及采购时间等),以及巡检维护、故障处理、维修更换等动态历史记录,从而形成贯穿设备整个使用周期的完整电子档案。系统支持按工艺单元(如格栅间、生化池)、设备类型(如泵阀、仪表)等多种维度进行筛选与检索,确保全厂设备信息能够被快速定位与调用,为运维决策提供全面的数据依据。
③ 风险评估模型:基于风险矩阵的分级维护体系
模块引入风险矩阵分析方法,构建覆盖资产全生命周期的风险评估体系,定期对各类设施设备进行风险等级评定。评估主要围绕风险发生可能性、故障带来的安全/环境/经济影响后果,以及预设的风险阈值等维度展开,并依此将设备划分为不同优先级,为差异化、精准化的维护策略制定提供依据。
④ 运营管控模块
作为实现污水厂“低碳高效”运行目标的核心系统,该模块通过集成实时监测、数据分析与智能决策功能,达成对污水处理全流程的精细化管理和动态优化。模块涵盖能耗分析、成本分析、运营质量评价、一厂一策及报表展示五大功能,构建了从数据感知到决策应用的完整管理闭环。
⑤ 能耗分析功能
通过多维度数据统计与实时计算,该功能为污水厂的能源消耗情况进行精准画像,识别节能潜力,为能效提升与成本控制提供量化决策支持。
⑥ 成本分析功能
基于污水处理厂的全成本结构特点,构建专业化的成本分析模型,对运营过程中的各项成本进行归集、核算与分析,助力实现成本的精细化管控。
⑦ 运营质量评价体系
依托内置的运营质量评价模型,系统自动采集关键运行指标(如污染物负荷率、设备综合效率等),并按设定周期自动生成运营质量评分,客观反映生产运行的稳定性和效能水平。
⑧ 一厂一策管理机制
针对不同污水厂的工艺类型、进水条件及行业经验参数,系统建立“一厂一策”的个性化运行管理模式。通过为各厂设定差异化的工艺参数基准(如曝气量、污泥浓度等),系统可实时比对运行数据与基准的偏离情况,并自动生成优化调整建议,以实现处理效果与运行经济性的最佳平衡。
⑨ 报表展示功能
为满足数据归档与管理需求,报表功能支持对无法自动采集的生产数据进行人工补录,并能够将自动监测、运维记录与手动填报数据相结合,按自定义格式生成日、月、年等多时间维度的统计报表,支撑规范化管理与汇报展示。
三、污水运营管理体系的构建路径
为确保智慧污水处理系统的稳定、高效运行,必须建立一套与之匹配的规范化运营管理体系。该体系通过多维度、全流程的系统化设计,成为平台功能落地的重要制度保障。其核心由资产管理、数据指标分析、运营质量评价、运营管控及资产风险评价五大模块构成,各模块依托标准化流程与数字化工具,形成有机联动、闭环管理的运行机制。其中,资产管理体系贯穿“全生命周期”管理理念,系统性地覆盖了从资产采购入库、安装调试、日常运行与维护,直至报废处置的全过程,确保资产状态可知、可控、可优化。
① 数据指标分析体系
该体系的建设关键在于构建一个覆盖全面、定义清晰的指标库,并配套科学严谨的统计与分析方法。其目标是将海量运行数据转化为具有决策价值的洞察,为运营管理提供精准、可靠的数据依据。
② 运营质量评价体系
本体系致力于建立一套关键评价指标与统一的评分标准,旨在以量化的方式,客观、公正地评估污水处理的实际效果与整体运营效率,从而实现运营绩效的可视化衡量与持续改进。
③ 运营管控体系
该体系聚焦于生产过程的精细化管理,其核心手段在于对关键工艺调控指标进行逐层拆解与合理范围设定,从而实现对污水处理全流程的标准化控制与动态优化调整。
④ 资产风险评价体系
此体系主要应用风险矩阵法等专业工具,对资产进行安全风险评估与分级管理。通过系统性地识别潜在风险,为制定差异化的维护策略和安全管理措施提供科学依据,有效防范运营风险。
中交路桥科技智慧污水整体解决方案,是以节能降耗、减员增效和精细管理为根本出发点,应用新一代信息技术,打通城市生命线安全系统各环节数据链,统网管控消除信息孤岛,通过检测监测、分析建模、研判预警……等系列方法,构建城市水务物联网、城市统管一张图,保障水务基础设施安全运行,达成水务业务系统控制智能化、数据资源化、管理精准化、决策智慧化。中交路桥科技依托勘察、检测(含特检)、设计等传统行业能力,可提供“检、诊、修、应”的全生命周期综合一体化服务,推动城市安全风险管理技术创新、模式创新、应用创新,提升城市安全运行风险隐患发现、防范、化解、管控的智能化水平,为推动城市安全发展提供坚实保障。在迈向智慧城市的新时代征程中,中交路桥科技将始终坚守安全底线,不断完善和优化城市安全运行综合服务平台,为城市的平稳运行贡献科技力量。