张泳（1971-）

男，高级工程师，注册电气工程师，现任天津市市政工程设计研究院给排水分院电气自动化专业技术负责人，青年首席设计师。1993年毕业于重庆建筑工程学院电气自动化专业，2002年获得天津大学电气工程硕士学位。从参加工作以来，一直从事市政工程中的电气、自动化设计工作，具有扎实的理论基础和工程设计经验，担任多项大型市政工程、重点项目的专业负责人（郑州市污水处理厂、石家庄桥西污水处理厂中水回用、湖北省宜昌市三峡坝区固体废弃物处理场、天津市咸阳路污水处理厂、安哥拉万博市供水系统改造、郑州市马头岗污水处理厂、咸阳路污水处理厂升级改造工程、中新天津生态城污水库治理、天津市张贵庄污水处理及再生利用工程等），并有针对性地提出了若干控制策略指导工程实践。

“十二五”期间，我国将投入的污水处理厂建设规模约3000~5000万吨，预测水务市场的年增长率不低于15%。同时，环保部专家指出，“十二五”期间，我国环保总体战略将从“十一五”的“控源减排”向“减负修复”过度，已建成的污水处理厂同时要加强运营的监管，包括污水处理厂负荷率的提升、污水收集管网的完善、污泥处理处置设施的建设运行，再生水的利用。水工业市场的快速增长和壮大为自动化企业带来了巨大的市场机遇，自动化技术将解决污水处理、污泥处理、污水再生利用的过程控制，信息化、智能化管理，为减少水资源的浪费，实现水资源的循环利用，修复生态环境发挥重要的作用。对此，笔者采访了天津市市政工程设计研究院高级工程师张泳，他就目前我国市政水处理行业发展、自动化技术的应用情况及未来机会等方面为我们进行了详细的讲解。

解读“十二五

“十二五”规划纲要中，明确提出要加大环境保护力度，落实减排目标责任制，强化污染物减排和治理，增加主要污染物总量控制种类，加快城镇污水、垃圾处理设施建设。同时要完善环境保护科技和经济政策，建立健全污染者付费制度， 建立多元环保投融资机制，大力发展环保产业。天津市政研究设计院工程师张泳认为，从上述阐述中，可以解读出：（1）城镇污水处理设施的建设要加快。虽然近年来我国城镇污水处理能力快速增长，污水处理率有明显提高，但是与发达国家相比、与水资源消耗总量及水资源的重复利用总量相比，污水处理设施的建设依然存在较大的差距，欠账还较多。（2）增加主要污染物总量控制种类，即水处理行业的标准要提高。我国现有的污水处理设施，大部分按照《污水综合排放标准》GB8978中规定的二级排放标准设计，对出水的主要监测指标包括：COD、BOD、SS、总氮、氨氮、总磷、色度、pH、粪大肠菌群等指标，而对其他指标一般不做监测。增加主要污染物总量控制种类，必然带来处理工艺和相关设备、技术的调整和变化。（3）建立健全付费制度， 建立多元环保投融资机制，发展环保产业，意味着今后以政府作为投资主体的水处理项目建设、运营方式，将转变为以企业等多元化投资为主，市场化运作的模式。新建项目将主要以BOT方式建设、运营，现有项目将通过TOT方式转让、运营。

自动化系统商机巨大

在我国现有的市政水处理工程中，污水处理厂通常采用PLC作为现场站的主控制器，辅以人机界面、水质检测、监测及显示仪表，而从整个公司（水务集团） 的管理层面而言， 又往往应用SCADA系统进行宏观的指挥、调度和管理，达到“集中指挥，分散控制”的效果和要求。张泳告诉记者，对于市政水处理自动化市场，尚未有直接的统计数据。但是据不完全统计，“十一五”期间，我国年新增污水处理能力大约为750亿至900亿吨，对应的年设备价值超过130亿至160亿元人民币。通常我们把水处理工程中的仪表、控制和自动化技术作为水处理工程中自动化系统的组成，如果按此组成测算，“十一五”期间，用于污水处理的自动化系统的年设备价值超过13亿至24亿元人民币。而在各地对现有污水处理厂的提标改造、污水再生利用项目中，自动化系统也存在着巨大的商机。

差距依然明显

水处理是一个非常复杂的过程，同时由于国内水处理行业的特点和经营模式，往往需要进行多层次、多步骤的控制管理。从实现各种步骤与功能的现场站，到污水处理厂（运营），到上一级的管理公司（水务集团），再到相关的监测机构（环保部门），涵盖了控制、执行、调度、管理、诊断、监测等多种功能和任务，现代的水处理工业如果脱离了自动化技术，可以说根本无法有效运转，更无法达到稳定、安全可靠等方面的高要求。

我国从成套引进、借鉴国外自动化系统技术，到根据不同的水处理工艺流程，自主选择、设计相应的自动化系统，应该说进步很快，但依然存在一定的差距。

在国外水处理行业中，理想的自动化系统应该包括四个功能部分：（1）高素质的团队，对系统和处理厂具有较深的认识，可以不断促进系统的发展。（2）完善的监控系统，可以收集、处理和显示数据；发现并消除异常；分析和判断。（3）满足运行目标的控制系统。（4）可以收集大量过程信息的仪表系统。目前国内水处理行业在上述自动化系统的四个功能中的第二项功能上有所欠缺，主要是分析和判断不具有针对性和指导性，第一和第三项功能基本未实现。没有一个促进水处理自动化系统技术进步、发展的环境和机制，未产生高素质的研发团队。由于没有高素质的研发团队，也就无法设计、生产出满足运行目标的控制系统。这与国内过去水处理行业的投、融资体质，运营与收费模式有关，也和国内水处理行业自动化系统的设计、生产、使用相互脱节有关。

要想缩短和消除这种差距，张泳认为，一方面应该加大引进工作。一直以来，国内对国外先进水处理工艺技术、设备、仪表的引进和使用较积极，但是对于国外在水处理行业中的先进控制系统（策略）引进较少，一般仅仅停留在对于溶解氧（DO）的控制，而目前国外开发了许多诸如SRT（泥龄）控制、硝化液回流控制、污泥回流控制、化学除磷控制等过程单元控制系统，同时在控制算法上，采用了自适应控制、模糊控制、神经网络控制等控制策略。这些控制系统和控制策略，对稳定出水水质标准，降低运营成本具有重要的作用。另一方面，应该在行业协会的推动和引导下，建立自己的开发体系和机制，特别是针对现有污水处理项目， 完善控制系统，提升控制策略。同时，设计、生产（系统集成商）、用户应密切联系，从项目的设计阶段起，就设计、生产、使用一个满足运行目标的控制系统。更进一步，应该形成设计、生产者与使用者风险共担，利益共享的格局。