美國辛辛那提大都會(huì )排水處（以下簡(jiǎn)稱(chēng)MSD）為俄亥俄州85萬(wàn)居民提供排水管理服務(wù)，服務(wù)面積約467平方公里。與很多城市一樣，MSD運行維護的合流制排水系統，部分設施最早建設時(shí)間可追溯至一個(gè)多世紀前。無(wú)論是設計施工的原因，還是暴雨導致的入流入滲，這些都會(huì )成為排水系統發(fā)生溢流的誘因。一旦發(fā)生溢流，未經(jīng)處理的污水會(huì )直接排入河流中，城市道路容易出現積水，或地下室被淹等情況會(huì )相繼出現。

客戶(hù)的挑戰

　　辛辛那提每年平均有超過(guò)4300萬(wàn)m3的合流制污水排入俄亥俄河及辛辛那提城市流域的支流中。2002年，美國環(huán)保署（EPA）與MSD達成一項聯(lián)邦同意令，強制要求消減排水系統溢流，并有效緩解合流制溢流至河流中。技術(shù)團隊估算此次溢流消減項目預算達31億美金，這筆費用對MSD的用戶(hù)來(lái)說(shuō)無(wú)法接受。

　　MSD認識到現有的合流制排水系統無(wú)法應對暴雨天氣的挑戰，因此準備了一套全面的雨天改善方案；此外，MSD還意識到將整個(gè)排水系統完全分離，或建造深層隧洞都需要大量的資金投入，而且投資回報率低。這些措施只會(huì )在排水系統出現高峰流量情況時(shí)作用明顯，而且投資建成后一般未能得到充分利用，對社區用戶(hù)來(lái)說(shuō)附加價(jià)值也不高。

　　MSD改善方案的目標是最大化現有資本投入，比如截污管、調蓄池、污水處理廠(chǎng)及泵站，減少排水系統溢流，通過(guò)先進(jìn)的控制邏輯實(shí)現整個(gè)排水系統的改善，優(yōu)化MSD流域的最佳調度。

　　賽萊默解決方案

　　為了克服這些挑戰，MSD與賽萊默合作，借助智能決策的力量，優(yōu)化現有排水系統性能。MSD與賽萊默重點(diǎn)關(guān)注米爾克利克段截流管（以下簡(jiǎn)稱(chēng)MCI），它是MSD排水系統區域內污水流動(dòng)的主要載體。MCI的最上游端是SS700調蓄池，容量有1.36萬(wàn)m3，日流量3.78萬(wàn)m3。結合調蓄池及位于MCI下游的四個(gè)實(shí)時(shí)控制（RTC）點(diǎn)，實(shí)現多點(diǎn)控制截污管中的污水量，減少河流排水口的溢流。

　　從歷史情況來(lái)看，SS0700 調蓄池和實(shí)時(shí)控制站點(diǎn)之間沒(méi)有實(shí)現聯(lián)動(dòng)控制，MSD需要綜合性的解決方案；因此采用賽萊默BLU-X?實(shí)時(shí)決策支撐系統，結合流量計、液位計等傳感器和雨量數據，通過(guò)數字孿生建立起排水系統的數字影像，運行實(shí)時(shí)模型，創(chuàng )建一個(gè)實(shí)時(shí)決策支撐系統（RT-DSS）對現有排水系統實(shí)現自動(dòng)的、優(yōu)化的聯(lián)動(dòng)調度，減少溢流、增加調蓄池存儲容量，并在雨天最大化污水廠(chǎng)處理能力。

　　基于實(shí)時(shí)掌握的上下游信息，以及下游不同實(shí)時(shí)控制點(diǎn)之間發(fā)生情況的實(shí)時(shí)反饋，MSD對SSO-700調蓄池進(jìn)行調控。由此，MSD在決定污水廠(chǎng)是否采用高效率處理模式，或判斷調蓄池何時(shí)蓄水或排水時(shí)，對整個(gè)排水系統做出優(yōu)化分析和管理決策的可靠性越強。

　　SSO700 流程應用分析儀表盤(pán)

　　項目成果

　　此次項目取得了前所未有的成效。MSD對各站點(diǎn)實(shí)時(shí)聯(lián)動(dòng)調度后，溢流量每年降低93萬(wàn)m3（基于2015年雨量）；項目預算與原計劃投資相比，轉移給MSD用戶(hù)的費用減少了90%，消除每立方米溢流的成本低于2.7美元。

　　綜上所述，基于實(shí)時(shí)數據的監控及廠(chǎng)管網(wǎng)一體化調度，賽萊默BLU-X?實(shí)時(shí)決策支撐系統幫助MSD顯著(zhù)降低排水管網(wǎng)及污水處理整個(gè)排水系統的前期投入和運維費用，減少溢流次數，提高現有基礎設施使用效率。

編輯：王媛媛