智慧水务--湖南三友环保科技有限公司

智慧水务系统

三友环保智慧水务系统汇集物联网接入采集、精准化控制、一体化中央监控、移动化管理平台、大数据挖掘、科学化决策分析于一体，
大大提高处理过程的自动化、智能化控制水平，稳定工艺参数，提高出水水质，节省人力物力，降低运营成本。

自动化
智能化
移动化
数字化
标准化
集约化

产品体系

智慧水厂综合管控平台
分布式区域指挥控制中心
雨污分流管网在线监测系统

智慧水厂综合管控平台

污水处理系统是一个复杂的生物化学处理系统，是典型的非线性、多变量、不稳定、大时滞系统，干扰因素众多且不确定。相对于发达国家污水处理行业，我国在污水处理的工艺方面并不落后，但在运营管理及优化控制仍有较大差距。

污水处理的运行成本高，其中鼓风机占据污水厂电耗的60%左右，合理准确的对溶解氧进行控制，不仅可以保证出水水质稳定，还可以节约大量的电耗。目前，通过人工控制曝气量的方式对溶解氧进行控制，仍然是大多数污水处理厂采用的方法，实际上，溶解氧的需求量受进水水质、水量、温度等多种因素影响，人工控制有很大局限性。

针对以上情况，三友环保围绕污水处理厂的整体精准实时监测与智能控制，自主研发了HPB智能控制子系统、智能曝气子系统、DO/PH/ORP多路传感器、SV-N在线监测设备和光源式界面分析仪等。同时，为了使水厂的管理更加便捷与直观，还构建了数字孪生系统。

- 适用场景
  采用活性污泥工艺的城市污水处理厂。
- 系统原理
  HPB智能控制系统主要采用基于机器学习的数据驱动模型和基于机理模型的修正机理模型相结合的方式，将海量的工艺过程数据进行实时分析与处理，实现污水处理厂出水水质在线预测，得到不同进水负荷下适宜的运行参数，达到以最小的能耗和药耗获得较佳的出水水质的效果。
- 核心优势
  逻辑优化 三友环保研发的HPB智能控制系统，模仿人类行为的双回路控制逻辑，将机理模型与数据驱动模型相结合获得全局最优调控方案。目前市场主流控制系统有两种：一种是基于机理模型的控制系统，它依赖于数据初值和模型参数设定，不能满足自我演化和环境自适应的智能化要求。一种是基于数据驱动模型的控制系统，它依赖于经验数据样本，直接应用于污水处理复杂体系时很难获得全局最优调控方案。
  
  算法精确 HPB智能控制系统可根据污水厂处理工艺、进出水水质、参数可获取性、模型稳定性等精确地进行参数优化调整。进口仿真软件一般是基于欧美地区的水质数据建立的仿真模型，并不适用于中国的水质情况。且其过程算法已经完全封装好，不允许进行修改。国产仿真软件大部分是由无污水处理工艺机理研究能力及经验的软件公司开发，参数优化逻辑不精准。
  
  适用性强 HPB智能控制系统可模拟传统活性污泥、分段进水、接触氧化、硝化、反硝化、交替硝化反硝化、氧化沟工艺、AB法及生物化学同时除磷等活性污泥法污水处理工艺，获得稳态与动态的出水效果。系统程序本身为相关的水质特性和动力学参数的修正留下了充分余量，可广泛适用于不同具体条件、不同工艺、不同地域。
- 适用场景
  本系统由硬件和软件两部分组成，采用模块化设计，可根据不同污水处理厂的实际需求进行定制。
- 系统原理
  三友环保研发的智能曝气系统采用“前馈+模型+反馈”控制策略优化曝气控制，实现气量的按需分配，使生化池需氧量达到动态平衡。
  
  其中DO控制模型是基于进水流量、曝气量和生化池微生物分解合成代谢动力学参数、氧传质系数Kla 来计算和调节生化池中的DO（溶解氧）浓度。利用城市污水处理厂在线监测设备，获得实时出水参数值，为处理作业提供前端反馈信号，从而建立溶解氧实时闭环控制系统。在保证出水水质的前提下，减少电耗，降低运行费用。
- 主要特点
  平缓节能 平缓且节能的DO管控。
  
  动态设定 迅捷且合理的动态DO设定，相比国内外同类产品，抗冲击负荷能力强。
  
  精准控制 “前馈+模型+反馈”，气水比更优，出水水质更稳定。
- 主要功能
  虚实映射 搭建虚拟空间，用数字化的方法构建一个和现实污水厂一模一样的数字世界，通过控制端实现对污水厂物理实体的了解、分析和优化，实现精准的虚实映射。
  
  分析管控 实现全时域的物联感知体系，同时实现实时数据的动态分析功能，让数据更加及时，更加精准，实现更加全面的管控。
  
  运维管理 结合平台算法实现设备故障的预测及预警功能，减少现场的故障时间，管理所有设备的运维动作。
  
  在线审批 嵌入工单系统，实现污水处理厂的线上管理及审批。
- 产品原理
  通过物联网技术，将对应的DO、PH和ORP等水质参数转换成可用的输出电信号，采用有线或无线的方式，把数据传送给厂区或云服务器，为数据采集、存储、展示与分析等提供服务。
- 适用场景
  污水处理
  
  水处理设备
  
  水处理加药控制
  
  水产养殖
  
  脱硫塔
- 产品特点
  自由组合 PH、DO、ORP三种探头可自由组合。
  
  无需接电 可根据需求选配太阳能组件，比如对流域水体等应用场景。
  
  数据上云 数据可通过485总线连入PLC，支持数据上云。
  
  自动冲洗 在设备出现脏污的情况下，可自动冲洗。
- 产品原理
  利用边缘控制设备，按照预设的检测周期自动将混匀的曝气池活性污泥混合液注入量筒，摄像头采集图像，并利用机器视觉相关算法智能识别SV数值。
- 适用场景
  水质检测实验室
  
  污水处理厂活性污泥沉降性能检测
- 产品特点
  全自动测试
  
  基于边缘计算和机器视觉的图像识别算法
  
  自动清洗
  
  参数可灵活配置
  
  支持PLC通讯
- 产品原理
  通过主动光源发射可见光，利用光感器件采集透过液相或固相衰减过的光信号，对连续采集的光电数据进行分析，得到固液分界面的高度值，检测误差在5CM以内。
- 适用场景
  冶金、电力、制药、化工、石油、水质处理等行业
  
  污水处理工厂：固体沉淀测量
  
  饮用和过程水处理：固体沉淀测量、过滤器监控和反冲洗、大理石片罐的液位测量
  
  所有行业公用事业：静态分离过程、过程水的再利用、产品分离、漂浮过程
- 产品特点
  全自动测试
  
  主动光源测量法
  
  基于边缘计算和机器学习的智能算法
  
  自动清洗
  
  参数可灵活配置
  
  支持PLC通讯

分布式区域指挥中心

每个城市都在不同区域分布着规模不一的污水处理厂，生产运行数据的采集和分析是一项非常繁琐的工作，伴随着城市用水量与日俱增，迫切需要一个“水务智慧大脑”，为水务要素生产和运行调度提供决策和支撑，提升管理效率。

适用场景

多个污水处理厂管理
多个一体化污水处理设备运维
流域、水质环境在线监测

主要功能

全览
包括多厂运行一览、项目分布、当地天气情况等。
监控
对现场实景、运行数据、工艺组态、仪器仪表、水质数据、项目日志的监控等。
报警
对运行异常情况进行报警。
运维
对加药、排泥、水质、电耗等信息的录入。
数据
包括水质曲线及报表、设备运行状态曲线、仪表数据曲线等。
管理
对人员、设备、药剂、材料、库存等的管理。

雨污分流管网在线监测系统

地上地下各类管网、管线作为承担信息传输、能源输送、污水排放等与人民生活息息相关的城市基础设施，往往具有规模大、范围广、种类多、分布复杂、变化大等特点。伴随着城市化进程的的不断深入，地上地下管网的建设更加频繁、地下管网规模更加庞大与复杂，传统的管理手段已不足以适配当下地下管网的管理需要。

系统原理

三友环保雨污分流管网在线监测系统，通过对管网管线基础数据（坐标、管径、埋深等）进行三维可视化仿真，实现对管网管线空间分布数据的可视化表达，借助平台的提供的强大地理空间分析功能，可以快速开展三维设施网络分析、断面查看、开挖分析、净距分析、碰撞分析、连通性分析等空间分析，满足地上、地下管网管线的一体化、精细化、可视化管理，实时监测及通过智能算法分析雨污分流管网运行数据，集中汇总到管理平台，从而实现监测预警管理及应急辅助决策。

主要功能

1、全面完整的多元时空数据支撑能力；
2、支持地形、影像、矢量、三维模型、倾斜摄影测量等基础地理数据处理、存储、发布；
3、支持动态轨迹、手机信令、物联网数据、环境监测、气象预报等动态时空数据实时接入、存储、时空建模、高性能时空查询；
4、高可用分布式架构、支持动态扩容、弹性计算；
5、百亿级数据高性能后台计算和秒级时空查询输出。

成功案例

CASE