编者按：曲久辉等6位专家联合撰文《建设面向未来的中国污水处理概念厂》，该文章授权中国环境报及本微信公众号发表后，在业内引起强烈反响，激发了行业人士对污水处理发展的新思考。今将一篇相关投稿全文刊发，目的是为行业传递更多信息。也欢迎更多拥有共同“梦想”的人士参与讨论，让我们集结更多行业智慧，正如六位专家在文章结语处所言：“我们相信，这个过程必将激发行业内智慧资源的跃升和释放，引发出更多讨论甚至争论，帮助我们明确并坚定未来污水处理发展方向，推动污水处理事业新一轮技术与管理的创新与发展。”
中国工程院院士曲久辉与5名污水处理行业专家共同撰写了一篇文章——如何十年内达到世界领先，实现中国水务跨越发展。文章提出，“用5年左右时间，建设一座（批）面向2030年、具备一定规模的城市污水处理厂。它应该是绿色的，是低碳的，能够真正体现出可持续发展这一普世理念”，并在行业内首次提出了“中国污水处理概念厂”这一新概念，号召业内同仁一起为这一利国利民的美好蓝图建言献策，非常的振奋人心。
由此，我想起了我在刚刚创业成立公司时的一个类似的梦想，那就是，我希望将来有一天，我能为污水处理厂建设一套达到世界先进水平的自动化控制系统，并且让全国的污水处理厂都能用上这样的控制系统。
现在想来，多年前的这个梦想很是幼稚，不知道天高地厚，甚至有些可笑。但是曲久辉院士等6名专家的这篇文章让我重新思考：很多事情不就是从梦想开始的吗？如今，站在巨人提出的理念上，结合近些年的技术和经验积累，我从物联网技术应用的角度，重新勾勒一个我梦想中的未来污水处理概念厂蓝图，希望能对行业发展起到抛砖引玉的作用。
如同六位专家所言，未来，“污水处理厂”这一名字肯定是不存在的，也许换成了“再生水资源厂”或“水资源再生厂”等，它的涵义和功能当然也会随着名称的改变而发生改变。在这一变化过程中，离不开新的技术理念和管理理念来实现概念厂的新涵义和功能，这里的技术可能包括物联网、云计算、大数据、人工智能等，我们统称为物联网技术。
从环境友好角度来说，概念厂应该是没有围墙的，“绿色的，低碳的”，并且是安全的、友好的。访客可以任意进出“厂区”进行游览或休闲，但不能进入各种生产车间，并且，沿着参观的路线，会有人性化的无线语音、视频、投影等形式对概念厂的功能、工艺过程、工艺单元进行介绍和展示，通过互动进行一些企业宣传和知识普及。
概念厂没有围墙并不意味着没有管理，进入“厂区”的每一个人都会通过脸部识别技术或图象识别技术，自动识别身份、判断权限级别或者分配权限，包括游客、访客、生产人员、车间主管、管理人员等身份。根据这些权限，可以授权进入不同安全等级的区域以及进行相应权限的生产和管理操作，必要情况下还可以与安保、公安等系统连接。
概念厂也是一个信息“透明”工厂，不再有像当下这种环保监管方式的压力，因为这里是一个资源再生厂，而不再是一个“污染源”。厂区内的花草树木、喷泉景观等都与再生资源密切关联，从各种形式展示的公开信息中，可以清晰地了解它们的生命周期，了解它们的前世今生。
概念厂的生产管理人员很少，设备维保、数据化验、材料运输等工作都实现了专业化外包服务，办公面积也会很小，除了需要用来接待游客，没有太大作用。
概念厂的核心是污水资源再生利用的整个生产过程，建立在物联网技术基础上的生产过程必然也必须是智慧的，我们可以称之为智慧生产，它将在技术和管理两个层面体现出与以往不同的理念。
在污水还没有进入厂区，还在管网中，甚至还在居民家中的时候，概念厂就已经知道什么时间会有多少污水进入厂区，知道即将进入厂区的水质情况，也可以预测出这些污水可以生产出多少再生资源，当然也就为“未来”一段时间的生产制定了准确的、适用的控制方案。在这个水量、水质预报系统中，还融合了天气预报的信息，以提高这一预测的准确度，我相信，这个准确度可以稳定的达到95%以上。
在污水到达厂区时，智能控制系统会结合工艺特点，根据实时数据进行不断的变化和调整，会自动的选择最优的全过程控制方案，以达到最佳的能耗、物耗方案，以及达到最高效的资源再生产能力，而这一过程不再需要人的参与，系统本身就具备积累知识“自学习”的能力。
概念厂的所有设备和仪表都是智能的。所有水泵、风机、脱水机等设备都采用“智能”设备，它们具备很强的自我诊断能力，不仅监测运行状态、运行时间、故障状态等基本信息，它们还具有根据历史和当前数据预测未来状态的能力，在预测到未来某时点会发生故障或者缺少机油等状况时，自动向智慧大脑发出“求救”信号，以获得专业化维保人员的爱护。这些设备还可以智慧的互相配合，在一些设备需要休息的时候，其它设备自动替补，所有这一些都不需要人的干预。每台设备都有自己的、唯一的“身份证号码”，贴有一个二维码，用移动终端扫描一下，就可以显示这台设备的规格型号、功率、投运时间、生产厂家、机油型号以及各种维保记录和信息等等。概念厂的所有仪表也将采用智能仪表，它们不仅仅具备检测的能力，具备自我维护的能力，还将具备相当强的“预测”能力和“沟通”能力，它们持续感知、持续预测、互通互联，为整个智能控制系统提供支持。并且，智能仪表不再需要树立一个大仪表箱来安装仪表的变送器，信号直接通过一体式的智能仪表无线传送至控制器，每个检测点或仪表也都有唯一的“身份证”，贴有二维码，用移动终端扫描一下，就可以显示这台仪表的型号规格、参数、厂家、维保规范等信息。无论是设备还是仪表，它们的管理和维护方式都将从“被动的事后维修”转变为“主动的事前维护保养”，这些工作都将通过物联网与专业的外包服务单位相连通，基本不需要概念厂的生产管理人员参与。
概念厂也不再设置中控室，厂区内布置有安全的无线网络，无论是游客还是管理人员，都可以通过移动智能终端查看生产情况，当然，权限管理是相当严格的，以保证生产系统的高度安全性。一般情况下，都不需要人来干预生产过程，只有在特殊和紧急情况下，才需要有权限的操作人员介入。智能控制系统的大脑的特点将是分布式，即，负责生产过程控制的控制器都分布于靠近设备和仪表的底层。上层的大脑则是放置在“云端”，与城市的管网以及其它概念厂互联互通，可以完成更大范围的智能调度。
概念厂不再需要外部电源，污水中富含各种能量，根据能量守恒原理，概念厂是一个能量输出厂，将污水的能量以电能和再生资源的方式输出。再结合利用太阳能、风能等外部能量，完全可以实现能量自给自足，甚至可以实现能量输出。这样，概念厂的电缆需求量大大减少，也就不再有复杂和庞大的电缆沟、桥架、穿线管等。因为电缆的作用无非是供电和信号传输，在电力可以自给自足的情况下，加上太阳能和再生资源的分布式发电系统，大多数工艺单元的能源消耗都可以自给自足，仪表、设备、控制等信号传输也都是通过安全、可靠的无线通讯网络，整个概念厂的施工建设也将变得简单。
概念厂内布满了各种各样的感知点，他们本身就是一个个智慧的小脑，全厂的大脑则放置在“云端”，依靠的是物联网技术的快速发展，其在概念厂的应用将突出网络化、智能化、人性化的特点。
我想，这样的概念厂，无论是从纵向的设计、建设、运营的生命周期上来说，还是从给水、排水、管网输送、资源再生等横向的应用层面来说，都是一个大突破。在曲久辉院士等6名专家的引领下，在环保行业同仁的共同努力下，希望我们的国家早日建成这个“中国污水处理概念厂”，这可以算是我们行业的“中国梦”。
在此感谢北京金控自动化技术有限公司杨斌总经理的特别供稿。
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