激光气体分析仪
数据分析在一个污水厂中的生产管理起到很多方面的作用，运营管理人员要学会利用数据建设污水厂的运行管理体系，只有在大量的数据支撑的作用下，污水厂的运行管理才能逐步形成正确的管理运行体系。而对这些生产数据的分析，是使运行管理人员的工艺管理更加到位的方式，公众号在前面四篇的文章中从一些方面讨论了数据分析在工艺运行中的作用，其实在实际应用中，这些数据分析还很浅，需要更加深入的分析和研判，才能把污水厂每日产生的海量数据进行合理的分析和应用。这一期公众号，从一些小的案例，列举一下数据分析在污水厂的各个环节的应用。
案例1：在污水厂的污泥处置环节上，生化污泥和深度化学污泥经过污泥脱水设备的脱水以后，产生泥饼含水率的的高低，对污泥后续的处置有很大的影响。当泥饼含水率高时，泥饼体积变大，运输过程中容易漏撒，同时运输成本也会增高，因此运行管理人员要对污泥泥饼含水率要进行控制，避免含水率过高，造成后续处理的难度增大。但是在实际生产过程中，有经验的操作人员对含水率的变化凭感觉是能判断的，但是阶段性的变化会让操作人员掺杂个人思路在其中，为此，可以做曲线来进行每日污泥量的统计来进行分析。下面是某污水厂泥饼的一个曲线图：
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这是某污水厂一年12个月月度污泥处置量和绝干泥饼量的一个对比图，这个图应用了双轴坐标来进行分析，污泥处置量是含水率在99%以上的生化污泥量，干泥饼量是把泥饼的绝干泥计算出来的数量，从数值上来说，两者的数量级别是不在一个区间的，为了更好的对比之间的联系，利用表格软件中的双轴曲线功能，我们制作上图，如果在污泥泥饼含水率保持稳定的情况下，两条曲线的变化应保持一致，但是在上图中可以看到，两条曲线并没有重合，而是交错在一起。
这种交错反映了这一年的6月和10月期间，污泥泥饼的含水率明显增高，导致干泥饼的数量变化与污泥脱水的产量变化不能重合，而其他月份的重合度还是比较高，这说明在一年中6月和10月的污泥车间运行较差，或者说在这两个污泥的性质有变化，运行人员没有及时进行加药和脱水设备的调整，导致污泥干泥产量下降的情况出现。这个案例是为了说明我们利用数据分析发现操作人员短期无法意识的工艺变化的问题。
案例2：在污水厂里，生物反应池的温度是影响生物反应的重要参数，特别是中国北方地区，四季温度变化大，也导致水温呈现不同的变化，特别是这些年来，对总磷总氮的严格要求，硝化反硝化细菌对温度要求较高，因此对反应池内水温的变化是需要详细了解的。在不同的季节依据水温的变化采用不同的工艺调控措施，来调控活性污泥对水质处理达标，这个就需要对污水厂的水温的数据进行统计分析。
下面是某个污水厂2013~2017年来的水温的变化检测数据，绘制的水温变化曲线，为了比较各年的水温的变化，把各年的数据重叠在一起，更能准确的反应出生物池内的水温变化情况：
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从曲线来看，各年的水温变化由于受到气温的变化影响，基本每年的水温变化都是一致的，可以看到这些变化都很有规律的，每年在7~8月出现水温的最高点，在20~25℃之间，而每年的最低温度一般出现在1月底和2月份，会降到10℃以下的情况。通过这样的曲线分析我们就能对每年的水温变化有了很明确的概念，在每年的工艺调控上，针对这样的变化趋势，及时采取相应的措施，来确保一年中各个阶段的工艺调控到位。可以把工艺调控的区间放置在4~5月份，9~11月份，通过改变污泥浓度，调整污泥龄来使活性污泥适应不同的季节下的生物池内的水温。这样就能把工艺调控从被自然条件的制约下的被动调控转变为主动调控。这个案例说明，通过数据分析，在工艺调控上，我们是扭转工艺调控的被动局面的。
案例3：对于活性污泥来说，污泥沉降性能是影响后续深度处理的重要控制指标，在日常运行中工艺运行人员要通过对沉降比的观察来进行工艺的判断和调整。但是由于在观察中沉降的变化往往转瞬即逝，如果仅仅停留在观察层面，就会很快遗忘，使SV失去指导意义。在实际的运行中，可以对SV的变化进行数据化的描述，每一分钟都进行观察，记录沉降的数字，这样就能绘制出SV的变化曲线，这样的曲线可以更加直观的看到沉降过程，并通过不同日期的多条曲线，来判断生物池的活性污泥的性质。
下面是某个污水厂在9月~10月期间的沉降曲线的汇总图：
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以下是某厂根据上述曲线进行的分析，分析内容较多，这里节选部分内容：
由图中可以看到，9月30日的沉降曲线有明显的陡降坡度，在5分钟内沉降的压缩的活性污泥体积为总混合液体积的81%，5分钟到30分钟的时间段内，污泥体积压缩为9%，最终总压缩体积为90%。5分钟的沉降比占所有污泥体积的比重较大，说明活性污泥在9月30日的沉降性能良好，没有发生污泥膨胀。
10月9日的沉降曲线的陡降坡度位置在时间坐标轴上比9月30日的曲线向后推移了5分钟，从5分钟开始有陡降坡度出现，但是陡降幅度减小，在沉降8分钟后，与9月30日的沉降污泥体积相差520ml，到30分钟沉降结束后，仍与9月30日的沉降曲线相差242ml，结合10月9日的微生物镜检情况，认为在9月30日到10月9日间发生污泥膨胀。但污泥膨胀仍处于初期阶段，这是因为沉降曲线中仍有陡降坡度，最终沉降的污泥体积在350ml以下，SV%为33.5。
10月21日的沉降曲线具有明显的污泥膨胀特征，曲线整体无陡降坡度出现，呈缓坡曲线的状态，但从最终沉淀的SV%值44.8来看，认为活性污泥膨胀还未到极端，这是因为从2003年的曝气池的沉降曲线来看，曝气池内的活性污泥膨胀达到最高时SV%可达到80～90之间，但是也反映了这段时间的活性污泥膨胀的比较明显，在此期间的SVI值也急剧增长到了300附近。从微生物的镜检情况也可发现丝状菌在大量繁殖，占居活性污泥的絮凝体的大部分，成为活性污泥中的主导微生物种群，在此期间，净化车间采取了大量的排放剩余污泥的工艺调整措施。
10月28日的沉降曲线与10月9日的沉降曲线有明显的重合状态，在10分钟内陡降的坡度略大于10月9日的沉降曲线，从曲线的反映来看，现阶段采取的大量的排放剩余活性污泥的工艺调整措施是有效的，大量的剩余污泥排放掉以后，曝气池内新生污泥中的丝状菌处于新生状态，逐步失去主导微生物种群的地位，使污泥膨胀体积逐渐减小，在30分钟的沉降曲线中呈现出了陡降坡度趋势。但和9月30日的沉降曲线来比较，认为此时的污泥膨胀还未完全控制住，仍需要大量的排放剩余污泥，刺激新生污泥的生长，从而抑制丝状菌的繁殖。从2003年的运行情况来看，随着曝气池内的温度的下降，易引起活性污泥的丝状菌的污泥膨胀情况，因此还应持续保持对曝气池的工艺控制。
以上是案例3进行的分析说明，案例3的选择是为了说明在污水厂的日常管理中，采用数据化描述，是取代原有的经验化管理的重要手段，只有通过的数据描述，才能把日常的管理精准化，对工艺的分析也更贴合实际。
数据分析在污水厂的工艺调控上的应用，在这一篇就结束了。数据分析是现在整个世界长足发展的重要工具，污水厂的管理受到越来越严苛的环保监管。在原有粗放的经验化管理下，是很难实现污水处理水质的稳定达标的，因此污水厂的运行管理人员应该通过数据化的管理和分析，实现弯道超车，改变污水厂的运行管理现状，通过数据的功能，结合大数据的手段，真正把污水厂的管理提高起来。
