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    水行业是21世纪最富发展前景的行业，21世纪将是争水的百年。中国水资源人均占有量少，空间分布不平衡。随着中国城市化、工业化的加速，水资源的需求缺口也日益增大。首先，水资源短缺与利用效率低下并存已严重制约着我国城市化进程。其次，对环保的要求日益提高，从对工业废水的排放到生活污水的处理都在力争和国际环保标准接轨。再次，从人民健康的角度考虑，饮用水和生活用水的水质要求也在增加。在这样的背景下，污水处理行业成为新兴产业，目前与自来水生产、供水、排水、中水回用行业处于同等重要地位。

现状－初具规模，发展提速

    依据国家有关部门最新资料，截至到2008年3月底，我国污水处理设施已投产总数为1321座，在建污水处理项目为889个，即将开工的为1500座左右，有国债进行投资的项目有538个，进入2008年，新增污水处理厂运营数为85座，全国污水处理厂总处理能力达到8043万立方米/日，实际投资达总规模达到1615.4亿，配套管网长15.6万公里，全国污水处理厂的平均负荷率为63.74%，平均达标率为91.35%。

    由于国家和各级政府对环境保护重视程度的不断提高，中国污水处理行业正在快速增长，污水处理总量逐年增加，城镇污水处理率不断提高。但是，中国污水处理行业仍处于发展的初级阶段。一方面，中国目前的污水处理能力尚跟不上用水规模的迅速扩张，管网、污泥处理等配套设施建设严重滞后。另一方面，中国的污水处理率与发达国家相比，还存在着明显的差距，且处理设施的负荷率低。

    水行业专家认为，我国污水处理厂的建设在近两年有了很大的发展，在不久的将来，全国将达近4000座污水处理厂。但污水处理厂的数量并不是问题，关键不是建了多少污水厂，而是要让建成的污水处理厂真正的发挥功效，国务院关于印发国家环境保护“十一五”规划的通知中明确要求，要不断提高城镇污水收集的能力和污水处理设施的运行效率，保证污水处理厂投入运行后的实际处理负荷，在一年内不低于设计能力的60%，三年内不低于设计能力的75%。而我国各省市的污水处理设施平均负荷率仅为63.75%，有十个省市的污水处理设施的负荷率在80%以上，最高的上海市也没有达到90%，内蒙古和重庆的污水处理设施负荷率还不到40%，新疆污水处理设施负荷率仅有7.2%。以下是231各地级市污水处理达标率的分布：
 

自动化应用－参差不齐

    我国水厂自动化从20世纪80年代起得到了较大规模的发展，特别是随着外资的引入，大量国外先进的自动化控制技术与设备进入国内，建成了一批全引进的水厂，使我国水厂自动化进程大大加快，自动化水平也快速提高。近年来，在我国一些发达地区，建成了少量测控管一体化的现代化水厂，对推动水厂实现综合自动化起到了积极的促进作用。但由于历史和现实的一些原因，我国水厂自动化的总体发展水平和发达国家还有相当差距，自动化发展很不平衡：大中城市的水厂特别是发达地区的大型水厂，自动化程度很高，而小城市和城镇的水厂特别是落后地区的小型水厂，自动化程度较低，甚至还是空白。而且，在一些已实现自动化的水厂中，虽然其自动化系统和设备与其他行业如化工、电力等相比并不差甚至更先进，但是其功能并未得到充分发挥。有的自控系统从未运行过，一直处于闲置状态；有的运行一段时间后变为了手动，甚至处于瘫痪状态，造成了自动化系统和设备的极大浪费。相关调查资料表明：单项设备运行情况基本良好的占78.3％，基本运行正常的占11.7％，设备故障极多已被拆换替代的占5.7％，设备从未投入使用的占4.3％。
 

    控制网水处理行业分析研究员认为，对于这些水厂自动化中出现的问题，究其原因，与目的、设计、设备和管理等多种问题有关。水厂建设需要经历立项、设计、施工、建成后设备改造等一系列流程。设计中可能涉及到的自动化部分较多，但在实际施工中由于资金问题不能完全实现设计者初衷；或者是，自动化设备在建成投产后所发挥的效用和预期有偏差，在不断的更新改造中自动化设备将被拆换或停用；还有就是生产管理中出现管理不当等问题影响了自动化系统和设备的长期应用。

    根据城市污水处理厂工艺流程、厂区布置、生产和管理体制等方面的具体要求，污水处理厂自动化系统大致可由现场测量控制层、集中监视操作层、厂部生产管理层和公司生产调度层组成，在污水处理厂自动化系统的各层之间、各PLC工作站之间都是通过计算机网络进行连接的，通过网络的物理介质进行通信及信息交换。污水厂自动化系统通常采用三级或四级子网构成复合型网络结构，在各级子网中都配置不同的通信协议，以适应不同的通信要求。在网络结构设计、操作和维护方面，网络软件、支撑软件、工具软件和应用软件起着极其重要的作用，污水处理厂自动化系统软件须具有以下功能：数据采集、监控、信息管理、报表、趋势分析、登录、动态模拟、报警和事件窗口、自诊断、历史数据处理、在线组态和安全管理功能等。污水厂自动化系统软件应是能支持系统资源共享，适用于不同的计算机硬件平台，支持实时多任务、多用户、多处理性能，支持中文字库，支持网络通信和网络服务，具有良好的组态功能和组态方式，友好的人机界面，支持多种数据库操作和格式化，支持多媒体，支持系统冗余，有较高的可靠性、实时性，具有良好的开放性和通用性等。
 

    对于水处理行业应用自动化技术的现状和未来发展趋势，笔者特别采访了此行业中生产一线的专家，北京市市政研究总院吕金箔工程师在采访中表示：“因为模拟量控制较少，多是顺序控制，所以污水处理厂采用PLC较多，DCS很少采用；因为成本较高，变频器使用率一般在20%~30%之间；而压力仪表和流量仪表等检测设备在污水处理厂中有大量应用。”

    清河污水处理厂自控工程师张炜认为：“由于水处理工艺的性质决定，水的情况多变，气温、气候造成水质情况变化较为频繁，难以实现固定程序的自动化控制，这一点使得水处理与其他生产性行业的自动化应用有所差别。随着政府环保意识的加强，污水处理比例的增大，水处理行业的自动化投入和使用率都将得到有效的增长。深入到应用层面，未来趋势将会是：在线仪表增加，并建立整体控制模型，包含所有参数影响如温度，氨氮等。”

    北京市市政研究总院陈运珍高工认为：“污水处理中，自动化设备的应用要根据水质情况来定，如浊度、余氯等。从产品应用趋势来看虽然PLC已成主流，但PAC功能强大、控制力度更大，使用后，中间的变送器、控制仪表等皆可省略，以单个PAC代替多个PLC，可以使包括执行机构在内的所有设备系统化、网络化。另外，实时以太网Ethernet、FCS等网络化形式对于污水处理行业构筑先进自动化系统具有实用意义。”

清河污水处理厂副厂长文洋（左）、自控工程师张炜（右）
 

    笔者更在采访中了解到，很多水处理厂在建设后由于使用和维修费用较高，就停用自动化设备，很多都使用便携式仪器改由人工检测，造成了国内该行业总体自动化使用率不高。控制网水处理行业分析研究员认为，这种现象主要是因为水处理属市政范畴，且公益性大于盈利性，故某些地方政府从经济上考虑忽视了其环保的公益效用。因此中国应完善污水处理的政策法规，建立监管体制，创建合理的污水处理收费体系，扶植国内环保产业发展，推进污水处理行业的产业化和市场化。作为一个朝阳产业，污水处理行业发展前景十分广阔。

自动化建设展望－应用升级

    发达国家水处理行业自动化水平普遍很高，在与国际接轨的趋势下我国水处理行业自动化建设规模在未来几年中将会有很大的上升空间。在发达国家，污水处理厂平均每万吨日处理量所需人员不到1人，而我国一般水处理厂日常人员都需要50人以上。自动化的应用水平提高将有效降低人工成本。同时，随着我国环保重视程度的提高与环保资金注入的增加，对水处理的精确要求越来越高，自动化设备的使用率提高成为必需。另外，中小型企业自动化建设偏低主要由于经济上的原因，我国污水处理政策的完善将促进污水处理盈利性的改善，也会间接增加中小企业自动化建设的积极性。中国将在“十一五”期间投资3000亿元以推进城市污水处理和利用，中国污水处理行业即将迎来一个高速发展期！而自动化技术在污水处理行业的市场前景也值得我们持续关注和期待！