廢水分級(jí)和串級(jí)使用要取得明顯的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，就需要實(shí)現(xiàn)廢水的多級(jí)回用。所謂廢水多級(jí)回用，是指廢水被一級(jí)用戶回用后，如果再次產(chǎn)生廢水，那么將再次產(chǎn)生的廢水進(jìn)入二級(jí)用戶回用，以此類推。多級(jí)回用需要對(duì)用戶的用水量、用水水質(zhì)要求、用水制度以及廢水產(chǎn)生的水量、水質(zhì)、排水制度進(jìn)行分析，最終實(shí)現(xiàn)水系統(tǒng)的大平衡。多級(jí)用戶的最佳組合方式：上一級(jí)與下一級(jí)用戶的生產(chǎn)污染物屬于一個(gè)大類，上一級(jí)的廢水經(jīng)過簡單處理就可以供下一級(jí)用戶使用。

3.1.4 水資源調(diào)節(jié)

“工業(yè)智慧水網(wǎng)”要突破時(shí)間和空間限制，對(duì)全廠水資源進(jìn)行調(diào)節(jié)與調(diào)配。通過大數(shù)據(jù)隨時(shí)掌握用戶的用水排水情況，包括時(shí)間、地點(diǎn)、水量、水質(zhì)、水溫、制度，以“工業(yè)智慧水網(wǎng)”控制各種供水設(shè)施、排水設(shè)施、水處理設(shè)施、儲(chǔ)水設(shè)施和管網(wǎng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)各種水質(zhì)資源在時(shí)間和空間上的相互補(bǔ)充和銜接，最終構(gòu)建整個(gè)工業(yè)企業(yè)的水平衡系統(tǒng)。

“工業(yè)智慧水網(wǎng)”將使得全廠水系統(tǒng)能根據(jù)工業(yè)用戶生產(chǎn)需求，結(jié)合用戶點(diǎn)的用水和排水制度，自動(dòng)調(diào)節(jié)供水和排水工況，包括流量、流向、壓力、水質(zhì)、水溫的調(diào)節(jié)。

3.2 智慧環(huán)保

3.2.1 生產(chǎn)全流程污染監(jiān)控

“工業(yè)智慧水網(wǎng)”智慧環(huán)保的核心之一就是動(dòng)態(tài)監(jiān)控生產(chǎn)全流程的廢水量變化和污染物變化，而要做到這點(diǎn)，就必須建立水量平衡模型和水質(zhì)平衡模型。

水量平衡模型應(yīng)體現(xiàn)生產(chǎn)用水的水系統(tǒng)主工藝流程、各用戶的用水水量、排水水量及供水排水水壓力要求等，另外還包括整個(gè)水系統(tǒng)的補(bǔ)充新水量、排污水量、損耗水量等。水量平衡模型是分級(jí)的，從車間級(jí)到全廠級(jí)。車間級(jí)水量平衡模型關(guān)注的是某個(gè)工廠的主工藝生產(chǎn)段，比如鋼鐵企業(yè)的煉鐵、煉鋼、連鑄、軋鋼都可以建立其自身的水量平衡模型，而鋼鐵企業(yè)又可以建立起全廠的水量平衡模型。動(dòng)態(tài)的水量平衡模型可以清晰地反映任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)水量的變化。

水質(zhì)平衡模型應(yīng)體現(xiàn)生產(chǎn)用水的水系統(tǒng)主工藝流程、各用戶的用水水質(zhì)、排水水質(zhì)、用水物料量、排水物料量等，水質(zhì)平衡模型的本質(zhì)就是污染物平衡模型。同樣，水質(zhì)平衡模型也是分級(jí)的，從車間級(jí)到全廠級(jí)。動(dòng)態(tài)的水質(zhì)平衡模型可以清晰地反映任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)水質(zhì)的變化。

3.2.2 分布式水處理站建設(shè)

“工業(yè)智慧水網(wǎng)”智慧環(huán)保的另一重要理念就是對(duì)廢水進(jìn)行適度處理，然后回用。適度處理的目的是使得處理后的水能滿足下一級(jí)用戶的用水水質(zhì)要求而不是排放。適度處理的工藝不能復(fù)雜，工藝越簡單越好，出水水質(zhì)不要求好，但求能用。適度處理工藝最好是單一的物理或化學(xué)法，可以是沉淀、過濾、中和、離子交換或超濾、反滲透脫鹽、生化等。適度處理也絕非集中處理，有時(shí)是不同區(qū)域、不同生產(chǎn)線分別收集處理。由此，提出分布式水處理站。

分布式水處理站分散布置于污染源或用戶旁。系統(tǒng)簡單，功能單一，往往可以采用一體化水處理裝置。分布式水處理站可以根據(jù)生產(chǎn)需要增加或減少，或者及時(shí)改造。隨著自動(dòng)化控制和通訊技術(shù)的高速發(fā)展，遠(yuǎn)程監(jiān)控分布式水處理站已經(jīng)不是問題。

傳統(tǒng)上常講求廢水收集后集中處理，其實(shí)這也是有前提的。對(duì)含不同種污染物的廢水要科學(xué)分類、仔細(xì)分析、全面研究，有時(shí)分質(zhì)、分類、分散處理才是好的方法，集中收集處理往往會(huì)造成廢水污染物富集、污染程度復(fù)雜化，最后導(dǎo)致形成難以處理的高難度廢水的結(jié)果。采用分布式水處理站，可以取得更好的處理效果和更高的處理效率。

傳統(tǒng)的集中式水處理站可以作為分布式水處理站所排放廢水的終端處理裝置，在分布式水處理站廣泛應(yīng)用后，集中式水處理站的處理規(guī)模和水質(zhì)復(fù)雜程度也可以大為降低。

3.3 數(shù)字節(jié)能

在工業(yè)水領(lǐng)域，數(shù)字節(jié)能的應(yīng)用非常廣。數(shù)字節(jié)能往往更適用于單個(gè)獨(dú)立的水系統(tǒng)，比如某冷卻水系統(tǒng)、某新水系統(tǒng)、某軟水或脫鹽水制水系統(tǒng)、某廢水處理系統(tǒng)等等。數(shù)字節(jié)能的核心就是通過大數(shù)據(jù)分析水系統(tǒng)能耗的合理性，追求節(jié)能空間，其次探索余壓、余熱利用的可能性。

3.4 精細(xì)化、智能化供水

精細(xì)化供水、智能化供水往往是針對(duì)某個(gè)對(duì)于用水具有特殊要求的車間或者主工藝生產(chǎn)線，對(duì)其供水設(shè)施或者水處理設(shè)施實(shí)施智能化改造。通過大數(shù)據(jù)建立模型對(duì)于各種設(shè)備的工況進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，使水系統(tǒng)滿足生產(chǎn)即時(shí)要求。

4 “工業(yè)智慧水網(wǎng)”的應(yīng)用舉例

4.1 全廠水的資源化應(yīng)用舉例

雨污聯(lián)合排水系統(tǒng)可以成為“工業(yè)智慧水網(wǎng)”在全廠水的資源化方面的一個(gè)應(yīng)用。所謂雨污聯(lián)合排水系統(tǒng)，是指采用雨污合流的排水體制，將雨水、工業(yè)污水合用一個(gè)管渠系統(tǒng)排除，并在排水系統(tǒng)的末端設(shè)有雨水和污水處理設(shè)施，對(duì)雨污水進(jìn)行集中處理。采用雨污聯(lián)合排水系統(tǒng)可在廠區(qū)內(nèi)減少一套排水管網(wǎng)，節(jié)約建設(shè)、管理、運(yùn)營成本。通過水質(zhì)檢測來控制管網(wǎng)和水處理站的運(yùn)行最終實(shí)現(xiàn)水資源調(diào)節(jié)，具有積極的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益。

4.2 智慧環(huán)保應(yīng)用舉例

新型廢水零排放可以成為“工業(yè)智慧水網(wǎng)”在智慧環(huán)保方面的一個(gè)應(yīng)用。傳統(tǒng)的所謂廢水零排放，就是將廢水收集、處理成回用水、工業(yè)水或者軟化水、純水、脫鹽水等用于生產(chǎn)?！肮I(yè)智慧水網(wǎng)”可以從系統(tǒng)上更加合理地確定廢水收集的范圍、廢水量、廢水處理的程度、廢水處理后的用途。水處理站不是越大越好，水處理站本身要講求規(guī)模、工藝的合理性。

4.3 數(shù)字節(jié)能應(yīng)用舉例

串級(jí)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)可以成為“工業(yè)智慧水網(wǎng)”在數(shù)字節(jié)能方面的一個(gè)應(yīng)用。現(xiàn)場經(jīng)常會(huì)發(fā)生一套循環(huán)冷卻水系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行下來的回水溫度與供水溫度的差值遠(yuǎn)小于設(shè)計(jì)值的情況，其冷卻能力有較大的富余量。但是，由于設(shè)備本體的冷卻水流道設(shè)計(jì)需要維持一定的流速或是壓差，因此仍需要維持原先設(shè)計(jì)的流量。另外，循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中所有需要被冷卻的設(shè)備一般都是并聯(lián)在冷卻水管路上的。因此，當(dāng)系統(tǒng)有較大的冷卻能力的富余量時(shí)，就可以考慮串級(jí)循環(huán)冷卻水，具體設(shè)計(jì)時(shí)還要進(jìn)行周密的計(jì)算和系統(tǒng)配對(duì)。這種可能性應(yīng)當(dāng)是存在的，其節(jié)能的前景也是非常可觀的?！肮I(yè)智慧水網(wǎng)”將基于大數(shù)據(jù)構(gòu)架大循環(huán)水系統(tǒng)、串級(jí)循環(huán)水系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)循環(huán)水系統(tǒng)的節(jié)能。

4.4 精細(xì)化、智能化供水應(yīng)用舉例

工業(yè)水系統(tǒng)是以服務(wù)主工藝為宗旨的，隨著智能化控制技術(shù)的發(fā)展和推廣，各種變流量、變壓力、變溫度、變水質(zhì)的多功能供水系統(tǒng)將得到廣泛的應(yīng)用。

5 開發(fā)“工業(yè)智慧水網(wǎng)”所需的技術(shù)和關(guān)鍵點(diǎn)

開發(fā)“工業(yè)智慧水網(wǎng)”需要水務(wù)模型技術(shù)、自動(dòng)化監(jiān)控技術(shù)、自動(dòng)化通訊技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，隨著互聯(lián)網(wǎng)和現(xiàn)代監(jiān)控技術(shù)及產(chǎn)品的日益成熟和推廣，采用自動(dòng)化監(jiān)控技術(shù)、自動(dòng)化通訊技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的門檻和成本也越來越低，這為“工業(yè)智慧水網(wǎng)”的建設(shè)和發(fā)展鋪平了道路。開發(fā)“工業(yè)智慧水網(wǎng)”的關(guān)鍵在于建立各種水務(wù)模型。

各種水務(wù)模型包括系統(tǒng)性模型和應(yīng)用性模型，系統(tǒng)性模型比如全廠水務(wù)模型、車間水務(wù)模型、園區(qū)水務(wù)模型等，應(yīng)用性模型比如工業(yè)水處理模型、工業(yè)給排水模型、工業(yè)循環(huán)水模型、雨水回收利用模型等。系統(tǒng)性模型通常用于管理，而應(yīng)用性模型往往可以和具體項(xiàng)目結(jié)合，追求短期內(nèi)的經(jīng)濟(jì)效益。這些水務(wù)模型既相互獨(dú)立，彼此又關(guān)聯(lián)密切，對(duì)各水務(wù)模型進(jìn)行研究具有積極的意義。

6 “工業(yè)智慧水網(wǎng)”的衍生產(chǎn)品

“工業(yè)智慧水網(wǎng)”在大數(shù)據(jù)時(shí)代下必將推廣到整個(gè)工業(yè)水務(wù)領(lǐng)域。它不僅可以用于生產(chǎn)管理，為工業(yè)企業(yè)本身服務(wù)，也可以作為節(jié)能環(huán)保公司實(shí)施合同能源管理、合同環(huán)境服務(wù)、合同節(jié)水管理的重要手段。

“工業(yè)智慧水網(wǎng)”可以衍生出很多產(chǎn)品，為工業(yè)企業(yè)提供服務(wù)。比如各種管理系統(tǒng)、評(píng)估系統(tǒng)、預(yù)測系統(tǒng)和調(diào)節(jié)系統(tǒng)等等。管理系統(tǒng)可以幫助工業(yè)企業(yè)對(duì)水系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高效管理，降低人員成本和生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)，提高供水、水處理的可靠性;評(píng)估系統(tǒng)可對(duì)工業(yè)水系統(tǒng)現(xiàn)狀進(jìn)行分析、判斷，并提出改進(jìn)的建議和措施;預(yù)測系統(tǒng)可以對(duì)各種可能發(fā)生的情況進(jìn)行預(yù)估，判斷其對(duì)生產(chǎn)帶來的影響并提供應(yīng)急預(yù)案;調(diào)節(jié)系統(tǒng)可以直接實(shí)現(xiàn)智慧環(huán)保、數(shù)字節(jié)能等技改項(xiàng)目。這些產(chǎn)品必須基于工業(yè)企業(yè)實(shí)際需求，可以為工業(yè)企業(yè)降低成本、節(jié)能減排帶來實(shí)惠。

“工業(yè)智慧水網(wǎng)”的衍生產(chǎn)品往往都是定制化產(chǎn)品。“工業(yè)智慧水網(wǎng)”的實(shí)施必須結(jié)合技改，循序漸進(jìn)，逐步并網(wǎng)，幫助客戶迅速解決問題并帶來效益。

7 小結(jié)

“工業(yè)智慧水網(wǎng)”將覆蓋整個(gè)工廠的水網(wǎng)，徹底突破工業(yè)企業(yè)傳統(tǒng)給排水的觀念，打破以往給水與排水之間的界限，更加體現(xiàn)水系統(tǒng)的整體性。另外，由于“工業(yè)智慧水網(wǎng)”需要工業(yè)企業(yè)水系統(tǒng)各級(jí)人員操作使用，因此它不僅將給企業(yè)的工業(yè)水系統(tǒng)帶來革命性的突破，還會(huì)對(duì)現(xiàn)有的工業(yè)水務(wù)管理體制和人員工作機(jī)制帶來巨大的影響?！肮I(yè)智慧水網(wǎng)”是人機(jī)智慧結(jié)合的節(jié)能環(huán)保型水網(wǎng)系統(tǒng)，追求科學(xué)、安全、高效、環(huán)保?！肮I(yè)智慧水網(wǎng)”是工業(yè)大智慧能源的重要組成部分，是海綿工廠的重要組成部分，作為新興產(chǎn)業(yè)，必將擁有廣闊的發(fā)展前景。

(來源：《工業(yè)水處理》2017年第6期)