物聯網、數據采集在“污水概念廠”的應用暢想
中國工程院院士曲久輝與5名污水處理行業專家共同撰寫了一篇文章——如何十年內達到世界領先，實現中國水務跨越發展。文章提出，“用5年左右時間，建設一座（批）面向2030年、具備一定規模的城市污水處理廠。它應該是綠色的，是低碳的，能夠真正體現出可持續發展這一普世理念”，并在行業內首次提出了“中國污水處理概念廠”這一新概念，引起也被專業人士熱議，并且關于“概念污水處理廠”相關工作迅速展開。
業內專家表示，在這一變化過程中，離不開新的技術理念和管理理念來實現概念廠的新涵義和功能，這里的技術可能包括物聯網、云計算、大數據、人工智能等。
根據中國工程院院士曲久輝的介紹，概念污水處理廠是屬于開放式的。但這種開放式并不意味著沒有管理機制，同樣需要運營管理手段輔助概念廠穩定的運轉。比如：現在的污水處理廠，分布廣，且管理水平不統一，環保集團總部很難監管到每家污水處理廠，這就使得人工成本和能耗成本居高不下，運營管理水平始終處于較低級別，行業競爭力自然而然無法提升。
概念廠的核心是污水資源再生利用的整個生產過程，建立在物聯網技術基礎上的生產過程必然也必須是智慧的，我們可以稱之為智慧生產，它將在技術和管理兩個層面體現出與以往不同的理念。
那么“概念污水處理廠”管理模式是怎樣的呢？我們可以想象在污水還沒有進入廠區，還在管網中，甚至還在居民家中的時候，概念廠就已經知道什么時間會有多少污水進入廠區，知道即將進入廠區的水質情況，也可以預測出這些污水可以生產出多少再生資源，當然也就為“未來”一段時間的生產制定了準確的、適用的控制方案。
當然，這是一種比較超前的管理模式，但是目前水務集團和環保集團都采用物聯網和數字化系統結合管理模式已經在朝這個方向邁進，基于物聯網的水務綜合運營管理平臺構架體系分為感知層、網絡層、應用層：
感知層
感知層設備主要包括各污水處理廠、泵站的在線儀表、生產設備、自控設備、自控系統等，是物聯網技術構架的基礎，感知層體的建設是依托各廠自控系統，通過強大的數據協議轉換功能，在不影響各污水處理廠生產運行的前提下，進行多種通信接口、通信協議的轉換，實現自動采集各種PLC和驅動器的生產運行數據，并建立通用的數據通信即可實現與各類PLC、驅動器、馬達控制器間的數據通訊，最終形成完善的感知層體系。
網絡層
依托物聯網技術，利用先進的通訊、計算機、數據采集中間件技術，建立網絡層數據傳輸體系，實現下屬各污水廠、泵站自控系統中的關鍵生產指標數據、設備運行參數的遠程實時傳輸到水務集團，并實時展現給集團各級管理人員。該體系以各種總線網絡和計算機網絡作支撐，把分散在各地的污水廠、泵站自動化系統的復雜的生產數據采集、遷移并集中監控中心，使用一套公共的數據采集管理平臺對數據進行存儲、維護、管理，并提供給外部應用系統使用。
應用層
感知層和網絡層體系的建立，為運營管理工作提供了大量的各污水廠、泵站的生產運行數據，只有深入挖掘各類數據間的關系，合理利用好這些數據，物聯網體系的建立才有意義，即基于物聯網的污水處理綜合運營管理應用體系。首先它通過感知層的各類數據的初步加工和展示，實現企業廠站分布情況、各廠生產運行工藝畫面的展示、實現對各廠實時運行數據的超限告警；其次通過對生產運行數據的匯總計算，實現污水廠及集團日常運行管理的各類圖表，方便管理人員進行日常運行情況的總結與分析；再次通過對日常運行管理中涉及的化驗管理、設備資產管理、項目管理、辦公審核等功能進行信息化管理，獲取更全面的運營管理數據；最后通過生產運行數據的深入分析挖掘實現指導污水廠生產的各類異常預警、運行工藝模擬、優化調度分析、綜合運營決策等，以及指導公司綜合運營決策的工藝分析、設備分析、成本分析、風險分析等。
概念廠內布滿了各種各樣的感知點，他們本身就是一個個智慧的小腦，全廠的大腦則放置在“云端”，依靠的是物聯網技術的快速發展，其在概念廠的應用將突出網絡化、智能化、人性化的特點。
綜上所述概念廠，無論是從縱向的設計、建設、運營的生命周期上來說，還是從給水、排水、管網輸送、資源再生等橫向的應用層面來說，都是一個大突破。在曲久輝院士等6名專家的引領下，在環保行業同仁的共同努力下，希望我們的國家早日建成這個“中國污水處理概念廠”——水務的 “中國夢”。