數(shù)據(jù)分析對污水廠工藝調(diào)控的作用（一）

水處理網(wǎng)訊:污水廠的穩(wěn)定運(yùn)行一直是每個污水廠工藝管理人員的終極夢想，但是在實際運(yùn)行中，運(yùn)行人員往往面臨各種因素導(dǎo)致污水處理的運(yùn)行不穩(wěn)定，這些不穩(wěn)定的起因分析、趨穩(wěn)控制，水質(zhì)達(dá)標(biāo)是每次進(jìn)行工藝調(diào)控的重要內(nèi)容，每個污水廠的運(yùn)維人員都希望能快速有效的解決污水廠的工藝問題。但是在實際工作中，很多污水廠再面對這些問題的時候，總是無所適從，盲目的做了很多不相關(guān)的工作之后，才能摸索出正確的方向，這樣的流程過長，出水超標(biāo)時間也長，現(xiàn)階段的環(huán)保壓力的情況下，是不容許污水廠長期進(jìn)行這種摸索的。為了在污水廠的運(yùn)行管理上探索更高效精準(zhǔn)的控制技術(shù)，公眾號從這一期開始，用幾篇內(nèi)容來和大家討論下利用污水廠的數(shù)據(jù)分析，來指導(dǎo)污水廠的工藝運(yùn)行的模式，希望能為運(yùn)行人員從數(shù)據(jù)分析的角度來改善和調(diào)高污水廠的運(yùn)行管理的效率。

在污水廠的運(yùn)行中，很多時候會出現(xiàn)工藝的異常的變化，工藝管理人員需要進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷，并采取相應(yīng)的措施。這些異常來自于污水廠運(yùn)行的方方面面，有運(yùn)行操作的，有設(shè)備故障的，有進(jìn)水水質(zhì)等等。這些異常在一個運(yùn)行的污水廠中，是不斷地發(fā)生并且存在的，運(yùn)行人員需要掌控這些情況，并作出合理的判斷。關(guān)于掌控運(yùn)行情況的內(nèi)容，公眾號在之前的文章中進(jìn)行了相關(guān)內(nèi)容的描述，可以點(diǎn)擊文后的鏈接《污水廠的數(shù)據(jù)化管理》的內(nèi)容進(jìn)行回看了解，本次數(shù)據(jù)分析系列文章主要討論的是依據(jù)污水廠已經(jīng)建立的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)之上進(jìn)行的分析內(nèi)容和思路，大家可以結(jié)合之前的文章相互印證的閱讀，也歡迎大家更多關(guān)注并參與內(nèi)容討論。

一線管理人員都會遇到在污水廠的運(yùn)行過程中，出水水質(zhì)從達(dá)標(biāo)的狀態(tài)忽然就變成超標(biāo)了，從現(xiàn)場工藝運(yùn)行操作上又沒有特別的操作，或者沒有自己認(rèn)為影響到什么的操作。所以在分析中就會很困惑，這樣的情況該如何去解決呢？那么這個時候就需要進(jìn)行運(yùn)行數(shù)據(jù)的分析，從運(yùn)行數(shù)據(jù)中找到原因，并采取措施。下面以一個污水廠的運(yùn)行實例來進(jìn)行出水異常的情況的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析探討。

某污水廠地處西北省份地區(qū)，采用的運(yùn)行工藝為A2O+MBR工藝，設(shè)計水量為２萬噸，實際進(jìn)水量平均為１.５～１.６萬噸，７月份進(jìn)水后，利用同地區(qū)污水廠污泥進(jìn)行污泥培養(yǎng)，８月后穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。從運(yùn)行投產(chǎn)以來，出水水質(zhì)一直保持穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，進(jìn)出水的各項指標(biāo)如下表所示。

但是從１１月１３日開始，出水總氮開始突然升高，從現(xiàn)場的工藝運(yùn)行操作上上來看，有一些小的操作，但是對整體工藝都影響不大，對廠內(nèi)的工藝運(yùn)行，設(shè)備運(yùn)行等等進(jìn)行了注意排查后，沒有發(fā)現(xiàn)重點(diǎn)影響總氮超標(biāo)的問題。總氮開始超標(biāo)后，廠內(nèi)采取了增加回流，調(diào)整曝氣等措施，但是調(diào)整的效果不是很明顯，總氮仍然持續(xù)保持超標(biāo)，但是其他指標(biāo)變化并不是很明顯。

對于總氮的去除，在公眾號之前的文章中進(jìn)行了深入的討論。那么從之前的討論中我們可以進(jìn)行一些預(yù)判，那就是總氮超標(biāo)與幾個環(huán)節(jié)有關(guān)系，分別是缺氧的反硝化環(huán)境，好氧硝化液的回流，反硝化的碳源的補(bǔ)充。根據(jù)廠內(nèi)總氮的超標(biāo)，圍繞著幾個方面進(jìn)行逐一的分析。

廠內(nèi)工藝采用的是A2O工藝加MBR，缺氧環(huán)境是通過空間上進(jìn)行的劃分實現(xiàn)的，在實際運(yùn)行中對好氧末端的溶解氧的工藝控制也嚴(yán)格要求，雖然在MBR中采用氣洗膜的方式增加了MBR池中的曝氣，但是在前期運(yùn)行中，這種溶解氧經(jīng)過厭氧區(qū)的釋放以后，對缺氧區(qū)的反硝化反應(yīng)影響不大。而從硝化液回流的內(nèi)回流的泵的運(yùn)行上，近期沒有異常的變化，設(shè)備由于投用期不長，運(yùn)行工況良好，沒有產(chǎn)生對工藝運(yùn)行的影響。然后再看反硝化碳源的影響，碳源由于廠內(nèi)沒有每日化驗BOD，一般以COD為判斷依據(jù)，據(jù)廠內(nèi)人員介紹，近期由于上游關(guān)停了部分企業(yè)，可能會產(chǎn)生一定的影響，為了進(jìn)一步判斷是否由于水質(zhì)變化造成的影響，對廠內(nèi)的各項水水質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計分析。

首先對工藝人員懷疑的進(jìn)水COD進(jìn)行分析，通過表格軟件對進(jìn)水的COD進(jìn)行曲線分析可以看到進(jìn)水的COD變化情況。

可以從數(shù)據(jù)的統(tǒng)計曲線上看到COD的變化有，但是和之前的月份相比，這種變化沒有特別明顯，為了更好的分析，我們增加了移動平均的趨勢線來進(jìn)一步分析變化的趨勢。為了更明顯的看到變化趨勢，我們把趨勢線加粗，數(shù)據(jù)線變細(xì)。

從變化的趨勢圖來看，進(jìn)水的COD變化近期內(nèi)在逐步下降，但是從前期的運(yùn)行變化的情況上來看，還不能說明反硝化的碳源不足，那么什么原因才是導(dǎo)致總氮超標(biāo)的原因呢？

為了進(jìn)一步分析，我們把進(jìn)水的總氮也進(jìn)行了統(tǒng)計分析。分析圖表如下：

為了更明顯的看到總氮的變化，我們把坐標(biāo)軸變化一下，坐標(biāo)起點(diǎn)從１０mg／L開始。

這張圖可以更明顯的看到進(jìn)水總氮呈現(xiàn)了一個逐步升高的變化趨勢，如果兩個曲線疊加之后，是不是能更好的說明問題？利用圖表軟件里面的一些小功能，我們把進(jìn)水總氮的變化曲線背景變成透明的，然后進(jìn)行兩張圖的疊加，我們能得到這樣的圖：

注意看兩個趨勢線的變化情況，總氮是一個逐步增高的趨勢，COD是一個逐步下降的趨勢，兩個曲線在之前的運(yùn)行中，變化基本上是同步的，增加或者降低都是一致的，但是在曲線上顯示從橫坐標(biāo)89開始，也就是從10月30日左右開始出現(xiàn)了兩條曲線相互背離的趨勢，總氮在持續(xù)升高，COD下降。從這張曲線上已經(jīng)明確顯示出相對于之前的運(yùn)行來說，進(jìn)水的碳源開始出現(xiàn)不足，導(dǎo)致了出水的總氮開始超標(biāo)。

為了更明顯，可以用顏色區(qū)分開他們的變化，當(dāng)然也可以用更高級的數(shù)學(xué)工具去分析兩者之間的變化，對于污水廠的運(yùn)行人員來說，簡單的表格工具已經(jīng)可以分析出原因了，也歡迎專業(yè)人員進(jìn)行更深入的數(shù)據(jù)分析。

這是對某個廠的總氮超標(biāo)進(jìn)行的數(shù)據(jù)曲線變化的分析，根據(jù)這個分析，我們可以明顯看到影響超標(biāo)的主要原因來源是進(jìn)水水質(zhì)的變化，但不是進(jìn)水的碳源下降，而是進(jìn)水碳源下降，伴隨著進(jìn)水總氮上升，造成的進(jìn)水碳源的相對不足。在這種分析的結(jié)果下，后期的工藝調(diào)整或者工藝關(guān)注點(diǎn)，工藝運(yùn)行人員就很能明確了。

這期公眾號從某污水廠的一個污水廠的總氮變化進(jìn)行了數(shù)據(jù)的分析，通過數(shù)據(jù)分析我們可以很明顯的發(fā)現(xiàn)問題的來源，針對問題，我們就能夠采取相應(yīng)的工藝措施進(jìn)行調(diào)整。數(shù)據(jù)分析會給運(yùn)行人員帶來更精準(zhǔn)的判斷，特別是很多時候面對單獨(dú)數(shù)據(jù)變化，憑感覺或者經(jīng)驗是不能得出準(zhǔn)確判斷的，通過數(shù)據(jù)化的分析，會引導(dǎo)運(yùn)行人員做出更準(zhǔn)確的判斷。

原標(biāo)題:數(shù)據(jù)分析對污水廠工藝調(diào)控的作用（一）