污水处理厂成本管理数字化转型研究

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当今时代，正从工业—后工业时代向数字化时代迈进。数字化时代特别突出科技创新与实体经济的结合，让数字技术的创新充分融入到实体经济中，使互联网、云计算、大数据、物联网、人工智能等数字经济和技术成为驱动实体经济内涵式发展的动力。笔者所在公司控股的多个污水处理厂，虽然属于传统的公用事业企业，同样要积极顺应数字化发展潮流，超前谋划，未雨绸缪，运用数字化的管理手段，实现管理的精细化、科学化和现代化。

污水处理厂工艺及成本管理现状

污水处理工艺及营业成本构成。污水处理就是将从污染源排出的含污染物总量或浓度较高而达不到排放标准要求或不符合环境容量要求的污（废）水，经过人工强化处理，达到排放标准的过程。处理工艺流程包括各种物理法、化学法和生物法及各种水处理方法优化组合。污水处理厂处理工艺流程一般如下：污水——粗格栅——进水泵房——细格栅——沉砂池——改良型DE氧化沟（含预脱硝池）——辐流沉淀池——精密过滤器——紫外消毒渠——达标排放。对于污水处理企业而言，污水处理成本除了固定资产投入以外，主要是电耗及药剂消耗，以及日常维修、大修改造、人员费用等。经统计，物产中大公司下属某污水处理厂2018年污水处理单位营业成本1.24元/吨，其中固定成本（折旧及摊销）占31%、可变成本占69%，主要为污泥处置费28%、能耗21%、药剂费7%、直接人工6%、维修费4%等。成本与费用管理现状。目前污水处理厂成本管理总体上还比较落后，主要表现在：一是未建立完整的成本控制信息管理系统，数字化水平低下，虽然有在线监控设备，也获得大量运行数据，但没有与成本管控有效结合，往往凭经验管理，方案比较单一、不系统、不全面；二是预算管理薄弱，对成本支付核算主要还是采用传统实报实销的方式；三是成本管控的考核体系和奖惩制度不健全；四是员工文化素质不高，新技术、新管理应用少。部分管理人员和普通员工缺乏成本控制及节约意识。大部分污水处理厂在成本管理上有很多挖潜的空间。

数字化管理应用的实现路径

污水处理企业成本控制要在保障生产安全及符合排放标准的前提下，尽可能找到最优的方案，以降低成本，提高经济效益。寻找最优方案的关键是运用数字化管理的理念和方法，利用多种信息技术手段实现数据采集、生产运行信息共享、设备养护自动化管理、系统故障实时告警、生产报表自动统计等功能；同时将专家经验和计算机技术紧密结合，利用人工智能和数据挖掘技术，实现企业最优化控制和精细化管理，实施污水企业生产运营的最优管理模式。数字化管理及人工智能应用主要包括三个环节：数据采集及标准化、数据分析、最优方案选择。数据采集及标准化。污水处理厂在污水处理过程中产生的大量运行数据，对于成本管理的数字化转型非常关键。丰富的数据是人工智能应用场景的基础，没有数据就没有数字化转型。数据还要标准化，只有污水处理数据标准化，才能实现数据的有效提取、传输和分析，建立数据模型，并进行机器学习，实现人工智能最优方案的选择，实现对成本管理的数字化转型，提升企业效益。污水处理厂的数据，一般可以分为六大类：一是污水相关数据，如污水出口排放水量、污水进水水质数据、污水出口水质数据等；二是污泥相关数据，如污泥排放量、脱水前后污泥含水率、污泥浓度比等；三是能耗相关数据，如动力耗电、照明耗电以及主要设备的电流、电压值等；四是药剂消耗相关的数据，如除磷药剂PAC的投加量、补充碳源的药剂投加量、污水消毒剂的投加量等；五是设备相关的数据，如设备名称、类别、台数、金额，设备运行参数、时间、更换周期等；六是其他相关数据。以上六大类数据是污水处理厂每天运行的基础数据资料，能够基本反映污水处理厂的运行情况。目前这些数据部分来自于污水处理厂自控系统，部分来自财务管理系统及人工采集。根据污水处理厂数字化转型要求，第一，数据采集信息化、自动化；第二，采集的数据标准化；第三，数据采集重点应放在污泥处置、能耗、药剂等降低成本潜力大的环节。折旧及摊销、直接人工等相对降低成本难度大，也予以适当兼顾，以保证数据的完整性。研发建立信息自动采集数据系统，是成本管控数字化的基础。数据分析。采集数据特别是通过经年累月长期收集数据后，就可以利用工具进行数据分析。污水处理厂全年运行的各项指标的平均值、最大值、最小值、累积值、对比值等可以简单的统计计算出来。复杂的可以利用计算机通过大数据分析，直观反映过程参数的调整与出水水质变化的联系，如污水处理厂中的微生物群体数量与污水出水指标的关系，污水处理的三大关键因素：水、气、泥之间数据的关联关系。并能推演出能耗、药耗等投入对水质影响的关系图，以供决策参考。数据分析是成本管控数字化管理的关键。最优方案选择。每个污水处理厂在一定时期内进水水质、设施、设备运行参数都是在一定范围内波动，需要在这些范围内寻找到最优化的运行参数，可以通过数字化管理方法得到。即建立一个完善的污水处理厂的数字化管理体系，对近年数据进行系统全面的采集，参考行业内的先进标准和管理经验，运用人工智能方式，建立模型和大数据分析，可以对污水处理中的曝气、药剂、配水等进行智能化计算，得到本企业污水处理成本管控最优化的方案。

推进数字化转型的具体举措

引进培养高素质、懂人工智能的复合型人才。在企业管理中，人才始终是第一要素。数字化转型不是一蹴而就，它不仅是一个技术建设的过程，更是一个业务能力和管理能力提升的过程。目前污水处理企业员工普遍文化程度不高，高中及以下人员甚至占大部分，这与数字化管理要求相距甚远。必须加大人才队伍建设，组建专家团队，尤其是加大水务、计算机、大数据分析、人工智能等方面的专业人才引进及培养，为企业高质量的发展奠定人才基础。建立数字化的综合运营管理系统。污水处理厂的数字化转型，必须要开发数字化的综合运营管理系统，包括以下基本功能：远程监视管理、生产运行管理、设备管理、成本管理、水质化验管理、绩效考核管理、办公管理等，形成涵盖企业运营管理全流程的信息化管理平台，同时数据采集要达到信息化、自动化、标准化的要求，以实现日常管理制度化和系统化，生产及成本控制精细化和节约化，工艺调度实时化和最优化，帮助企业提升数字化管理水平，提高企业的经济效益。建立完善成本预算管理及绩效考核制度。按照现代企业管理制度要求，一是建立成本预算管理制度，年初在大量数据分析的基础上科学核定成本预算，并把成本预算划分为几个成本控制责任单元，各个责任单元应明确其自身的职责，有效落实成本控制工作。二是要建立绩效考核体系和奖惩制度，明确权责，奖罚分明，以保证成本控制制度的有效实施。应用推广最先进的污水处理技术和节能技术。先进科学技术应用是降低成本最直接的办法。最好的污水处理技术与数字化转型、人工智能应用相结合，必定会找到既安全生产，又能达到污水治理排放标准，更能实现企业效益和社会效益最大化的整体优化方案，成功实现企业的数字化转型。

作者:杨冰 单位:物产中大公用环境投资有限公司