張泳（1971-）

男，高級工程師，注冊電氣工程師，現任天津市市政工程設計研究院給排水分院電氣自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)技術(shù)負責人，青年首席設計師。1993年畢業(yè)于重慶建筑工程學(xué)院電氣自動(dòng)化專(zhuān)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(lái)，一直從事市政工程中的電氣、自動(dòng)化設計工作，具有扎實(shí)的理論基礎和工程設計經(jīng)驗，擔任多項大型市政工程、重點(diǎn)項目的專(zhuān)業(yè)負責人（鄭州市污水處理廠(chǎng)、石家莊橋西污水處理廠(chǎng)中水回用、湖北省宜昌市三峽壩區固體廢棄物處理場(chǎng)、天津市咸陽(yáng)路污水處理廠(chǎng)、安哥拉萬(wàn)博市供水系統改造、鄭州市馬頭崗污水處理廠(chǎng)、咸陽(yáng)路污水處理廠(chǎng)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工程實(shí)踐。

“十二五”期間，我國將投入的污水處理廠(chǎng)建設規模約3000~5000萬(wàn)噸，預測水務(wù)市場(chǎng)的年增長(cháng)率不低于15%。同時(shí)，環(huán)保部專(zhuān)家指出，“十二五”期間，我國環(huán)?？傮w戰略將從“十一五”的“控源減排”向“減負修復”過(guò)度，已建成的污水處理廠(chǎng)同時(shí)要加強運營(yíng)的監管，包括污水處理廠(chǎng)負荷率的提升、污水收集管網(wǎng)的完善、污泥處理處置設施的建設運行，再生水的利用。水工業(yè)市場(chǎng)的快速增長(cháng)和壯大為自動(dòng)化企業(yè)帶來(lái)了巨大的市場(chǎng)機遇，自動(dòng)化技術(shù)將解決污水處理、污泥處理、污水再生利用的過(guò)程控制，信息化、智能化管理，為減少水資源的浪費，實(shí)現水資源的循環(huán)利用，修復生態(tài)環(huán)境發(fā)揮重要的作用。對此，筆者采訪(fǎng)了天津市市政工程設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(dòng)化技術(shù)的應用情況及未來(lái)機會(huì )等方面為我們進(jìn)行了詳細的講解。

解讀“十二五

“十二五”規劃綱要中，明確提出要加大環(huán)境保護力度，落實(shí)減排目標責任制，強化污染物減排和治理，增加主要污染物總量控制種類(lèi)，加快城鎮污水、垃圾處理設施建設。同時(shí)要完善環(huán)境保護科技和經(jīng)濟政策，建立健全污染者付費制度， 建立多元環(huán)保投融資機制，大力發(fā)展環(huán)保產(chǎn)業(yè)。天津市政研究設計院工程師張泳認為，從上述闡述中，可以解讀出：（1）城鎮污水處理設施的建設要加快。雖然近年來(lái)我國城鎮污水處理能力快速增長(cháng)，污水處理率有明顯提高，但是與發(fā)達國家相比、與水資源消耗總量及水資源的重復利用總量相比，污水處理設施的建設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(lèi)，即水處理行業(yè)的標準要提高。我國現有的污水處理設施，大部分按照《污水綜合排放標準》GB8978中規定的二級排放標準設計，對出水的主要監測指標包括：COD、BOD、SS、總氮、氨氮、總磷、色度、pH、糞大腸菌群等指標，而對其他指標一般不做監測。增加主要污染物總量控制種類(lèi)，必然帶來(lái)處理工藝和相關(guān)設備、技術(shù)的調整和變化。（3）建立健全付費制度， 建立多元環(huán)保投融資機制，發(fā)展環(huán)保產(chǎn)業(yè)，意味著(zhù)今后以政府作為投資主體的水處理項目建設、運營(yíng)方式，將轉變?yōu)橐云髽I(yè)等多元化投資為主，市場(chǎng)化運作的模式。新建項目將主要以BOT方式建設、運營(yíng)，現有項目將通過(guò)TOT方式轉讓、運營(yíng)。

自動(dòng)化系統商機巨大

在我國現有的市政水處理工程中，污水處理廠(chǎng)通常采用PLC作為現場(chǎng)站的主控制器，輔以人機界面、水質(zhì)檢測、監測及顯示儀表，而從整個(gè)公司（水務(wù)集團） 的管理層面而言， 又往往應用SCADA系統進(jìn)行宏觀(guān)的指揮、調度和管理，達到“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(dòng)化市場(chǎng)，尚未有直接的統計數據。但是據不完全統計，“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，對應的年設備價(jià)值超過(guò)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(dòng)化技術(shù)作為水處理工程中自動(dòng)化系統的組成，如果按此組成測算，“十一五”期間，用于污水處理的自動(dòng)化系統的年設備價(jià)值超過(guò)13億至24億元人民幣。而在各地對現有污水處理廠(chǎng)的提標改造、污水再生利用項目中，自動(dòng)化系統也存在著(zhù)巨大的商機。

差距依然明顯

水處理是一個(gè)非常復雜的過(guò)程，同時(shí)由于國內水處理行業(yè)的特點(diǎn)和經(jīng)營(yíng)模式，往往需要進(jìn)行多層次、多步驟的控制管理。從實(shí)現各種步驟與功能的現場(chǎng)站，到污水處理廠(chǎng)（運營(yíng)），到上一級的管理公司（水務(wù)集團），再到相關(guān)的監測機構（環(huán)保部門(mén)），涵蓋了控制、執行、調度、管理、診斷、監測等多種功能和任務(wù)，現代的水處理工業(yè)如果脫離了自動(dòng)化技術(shù)，可以說(shuō)根本無(wú)法有效運轉，更無(wú)法達到穩定、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(dòng)化系統技術(shù)，到根據不同的水處理工藝流程，自主選擇、設計相應的自動(dòng)化系統，應該說(shuō)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(dòng)化系統應該包括四個(gè)功能部分：（1）高素質(zhì)的團隊，對系統和處理廠(chǎng)具有較深的認識，可以不斷促進(jìn)系統的發(fā)展。（2）完善的監控系統，可以收集、處理和顯示數據；發(fā)現并消除異常；分析和判斷。（3）滿(mǎn)足運行目標的控制系統。（4）可以收集大量過(guò)程信息的儀表系統。目前國內水處理行業(yè)在上述自動(dòng)化系統的四個(gè)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性，第一和第三項功能基本未實(shí)現。沒(méi)有一個(gè)促進(jìn)水處理自動(dòng)化系統技術(shù)進(jìn)步、發(fā)展的環(huán)境和機制，未產(chǎn)生高素質(zhì)的研發(fā)團隊。由于沒(méi)有高素質(zhì)的研發(fā)團隊，也就無(wú)法設計、生產(chǎn)出滿(mǎn)足運行目標的控制系統。這與國內過(guò)去水處理行業(yè)的投、融資體質(zhì)，運營(yíng)與收費模式有關(guān)，也和國內水處理行業(yè)自動(dòng)化系統的設計、生產(chǎn)、使用相互脫節有關(guān)。

要想縮短和消除這種差距，張泳認為，一方面應該加大引進(jìn)工作。一直以來(lái)，國內對國外先進(jìn)水處理工藝技術(shù)、設備、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（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(kāi)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(guò)程單元控制系統，同時(shí)在控制算法上，采用了自適應控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )控制等控制策略。這些控制系統和控制策略，對穩定出水水質(zhì)標準，降低運營(yíng)成本具有重要的作用。另一方面，應該在行業(yè)協(xié)會(huì )的推動(dòng)和引導下，建立自己的開(kāi)發(fā)體系和機制，特別是針對現有污水處理項目， 完善控制系統，提升控制策略。同時(shí)，設計、生產(chǎn)（系統集成商）、用戶(hù)應密切聯(lián)系，從項目的設計階段起，就設計、生產(chǎn)、使用一個(gè)滿(mǎn)足運行目標的控制系統。更進(jìn)一步，應該形成設計、生產(chǎn)者與使用者風(fēng)險共擔，利益共享的格局。