對(duì)污水處理廠自動(dòng)化應(yīng)用的探究

1、對(duì)污水處理廠自動(dòng)化應(yīng)用的探究 摘 要：隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，城市化、工業(yè)化不斷加速發(fā)展，對(duì)水資源需求越來(lái)越大，缺口問(wèn)題日益嚴(yán)重，水資源環(huán)境污染也備受關(guān)注?？沙掷m(xù)發(fā)展戰(zhàn)略中提出“構(gòu)建資源節(jié)約型社會(huì)”，為水務(wù)業(yè)明確了發(fā)展的方向。由于中國(guó)的污水處理行業(yè)還處于發(fā)展階段。因此，加快實(shí)行污水處理行業(yè)的自動(dòng)化控制是迫不及待的。本文主要分析了污水處理行業(yè)的現(xiàn)狀、基本流程以及主要處理方法，污水處理廠自動(dòng)化應(yīng)用的、最后探討了自動(dòng)化系統(tǒng)控制的應(yīng)用價(jià)值及發(fā)展方向。 關(guān)鍵詞：污水處理 自動(dòng)控制 展望 中圖分類號(hào)：tu992.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a 文章編號(hào)： 一、引言 萬(wàn)物生存都離不開(kāi)水，隨著城市化、工業(yè)化不斷加速發(fā)展，生

2、活用水的增加，城市排出的工業(yè)廢水和生活污水也在相應(yīng)的增加。城市污水處理工程的建設(shè)迫在眉睫，不容忽視。 由于我國(guó)目前行業(yè)形勢(shì)比較嚴(yán)峻，污水處理運(yùn)行的成本非常之高，這直接導(dǎo)致了現(xiàn)行的污水處理廠的效益普遍呈差強(qiáng)人意之態(tài)。自動(dòng)控制是相對(duì)人工控制概念而言的，指在沒(méi)人參與的情況下，利用控制裝置使被控對(duì)象或過(guò)程自動(dòng)地按預(yù)定規(guī)律運(yùn)行。采用先進(jìn)可行的自動(dòng)化系統(tǒng)控制技術(shù)，一方面既可以優(yōu)化設(shè)備，節(jié)約能耗，增強(qiáng)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)能力，另一方面又能夠保證安全的操作，節(jié)約人力，改善人們的工作環(huán)境，提高人們的生活質(zhì)量。因此，在污水處理行業(yè)中引進(jìn)自動(dòng)化系統(tǒng)控制技術(shù)，從各方面考察，都不失為有效改善污水處理廠慘淡的運(yùn)營(yíng)現(xiàn)狀的可行之策。

3、二、污水處理行業(yè)分析 2.1污水處理行業(yè)的基本流程按照產(chǎn)業(yè)鏈劃分 污水處理市場(chǎng)的參與者主要有工程承包商、產(chǎn)品提供商和設(shè)施運(yùn)營(yíng)商。城市污水處理的流程如圖1所示。 2.2現(xiàn)行的主流污水處理方法 目前污水生物處理的主流方法有活性污泥法、生物膜法、厭氧生物處理法、生物塘法等，其中使用最為廣泛的是活性污泥法。該法利用曝氣的作用，使廢水與活性污泥混合并充分接觸而形成的混合狡，得到充足的溶解氧，再經(jīng)由其中微生物的分解過(guò)程，使得廢水得以凈化。1.3我國(guó)污水處理行業(yè)的現(xiàn)狀目前 我國(guó)的污水處理能力尚跟不上用水規(guī)模的迅速擴(kuò)張，管網(wǎng)、污泥處理等配套設(shè)施建設(shè)嚴(yán)重滯后。污水處理廠沒(méi)有有效的污水排出渠道，設(shè)計(jì)能力自然鞭長(zhǎng)莫

4、及，投資效益也因此不能發(fā)揮自己的作用。另外，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)污水處理設(shè)施的負(fù)荷率低，與國(guó)外先進(jìn)設(shè)備依舊存在著明顯差距。其實(shí)中國(guó)污水處理的自動(dòng)化控制領(lǐng)域本來(lái)就起步得比較晚，水平自然也相對(duì)落后于其他西方國(guó)家，但是另一方面，我國(guó)的發(fā)展也比較快。為了能夠有效地改善環(huán)境，發(fā)展污水處理行業(yè)，我們還必須更多地對(duì)污水處理自動(dòng)化技術(shù)的基礎(chǔ)及其應(yīng)用程度進(jìn)行研究。此外，全國(guó)各地區(qū)的污水處理水平也很不平衡。 三、污水處理廠中自動(dòng)化的應(yīng)用 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和生活水平的提高，用水量在急劇增長(zhǎng)，污水排放量也相應(yīng)增加了，為了控制水環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)污水資源化，我國(guó)城鎮(zhèn)的污水處理廠建設(shè)正以前所未有的速度發(fā)展。在現(xiàn)有污水處理廠的條

5、件和反應(yīng)容積下，自動(dòng)化控制可以增大污水處理廠的處理負(fù)荷，降低運(yùn)行費(fèi)用，提高處理效率。提高污水處理系統(tǒng)的過(guò)程控制水平，無(wú)論在環(huán)境效益還是經(jīng)濟(jì)效益方面都發(fā)揮了重要的作 3.1污水處理自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)自控系統(tǒng)采用工業(yè)界目前流行的控制模式，即開(kāi)放的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)加上流行通用的組態(tài)軟件以及可靠plc模塊。系統(tǒng)配置和功能設(shè)計(jì)按照各工藝處理階段的“少人值守”的原則進(jìn)行，并遵循如下要求： 高可靠性：選用既穩(wěn)定又可靠的工業(yè)系統(tǒng)控制產(chǎn)品，硬件上簡(jiǎn)化系統(tǒng)，減少出錯(cuò)環(huán)節(jié)。 （2）先進(jìn)性：控制系統(tǒng)必須適應(yīng)未來(lái)現(xiàn)場(chǎng)總線的技術(shù)發(fā)展，性價(jià)比高。 （2）靈活性：網(wǎng)絡(luò)通訊方式和系統(tǒng)組態(tài)靈活，擴(kuò)展方便，維護(hù)性能好、可用性高，并

6、有開(kāi)放的軟件通訊協(xié)議。 （4）實(shí)用性：控制系統(tǒng)對(duì)工況變化適應(yīng)能力特強(qiáng)，控制滯后時(shí)間較短。 3.2污水處理廠自動(dòng)化系統(tǒng)分析 （1）污水預(yù)處理系統(tǒng)/進(jìn)水泵房 該plc工作站設(shè)在廠區(qū)進(jìn)水提升泵房控制室，負(fù)責(zé)監(jiān)控污水處理廠的預(yù)處理工段。其主要控制對(duì)象為粗格柵間的粗格柵及進(jìn)水電動(dòng)閘門(mén)、進(jìn)水泵房的污水提升泵、沉砂池的排砂裝置和砂水分離等設(shè)備，此外，還負(fù)責(zé)進(jìn)水水質(zhì)如ph、ss(濁度測(cè)量)等參數(shù)的在線檢測(cè)。 生物處理系統(tǒng)/配電中心，該plc工作站一般設(shè)在全廠的配電中心控制室，負(fù)責(zé)監(jiān)控污水生物處理工段。其主要控制對(duì)象為生物池的水下攪拌器、水下推進(jìn)器和曝氣設(shè)備，污泥回流泵房的污泥回流泵、剩余污泥泵，二沉池的刮吸泥

7、機(jī)等設(shè)備。此外，其還負(fù)責(zé)生物池do、orp、mlss；污泥泵房ph、mlss，配電中心的電氣參數(shù)如：電流、電壓、有功功率，無(wú)功功率、有功電能、無(wú)功電能等參數(shù)的在線檢測(cè)。 若污水廠生物池采用鼓風(fēng)曝氣時(shí)，在系統(tǒng)中還需增設(shè)鼓風(fēng)機(jī)房plc工作站，一般情況下工作站設(shè)在鼓風(fēng)機(jī)房配電間控制室，負(fù)責(zé)監(jiān)控鼓風(fēng)機(jī)及其輔助設(shè)備的運(yùn)行及風(fēng)量的調(diào)節(jié)。 （3）污水消毒系統(tǒng)/出水泵房，該plc工作站設(shè)在出水泵房控制室。其主要控制對(duì)象為出水提升泵、切換井電動(dòng)閥門(mén)以及加氯消毒等設(shè)備，此外其還負(fù)責(zé)出水水質(zhì)如：余氯、cod、流量等參數(shù)的在線檢測(cè)。 （4）污泥處理系統(tǒng)/脫水車間，該plc工作站一般設(shè)在脫水車間配電間控制室，負(fù)責(zé)監(jiān)控污

8、泥處理工段。其主要控制對(duì)象為儲(chǔ)泥池的攪拌器、電動(dòng)閥門(mén)，脫水車間的進(jìn)泥泵、脫水機(jī)、濃縮機(jī)、加藥系統(tǒng)等設(shè)。 自動(dòng)化系統(tǒng)控制在污水處理行業(yè)的展望 4.1自動(dòng)化系統(tǒng)控制的應(yīng)用價(jià)值污水處理廠實(shí)行自動(dòng)化系統(tǒng)控制后，即可將生產(chǎn)過(guò)程控制與信息管理緊密地結(jié)合在一起，從而達(dá)到信息集成與決策，完善地建立起污水處理廠全面的生產(chǎn)數(shù)據(jù)、傳輸、分析、存儲(chǔ)和管理的綜合系統(tǒng)。自動(dòng)化控制系統(tǒng)成功地把基于dcs的回路優(yōu)化設(shè)定控制方法應(yīng)用到污水處理的過(guò)程當(dāng)中，從而大大地提高了污水處理的效果，并解決了污水處理過(guò)程當(dāng)中，不易用數(shù)學(xué)模型來(lái)描述的長(zhǎng)期難題。工廠中先進(jìn)的檢測(cè)系統(tǒng)也將使得全廠的生產(chǎn)都一目了然，大大提高了生產(chǎn)指揮的科學(xué)性。另外，自

9、動(dòng)化控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、功能完善、使用過(guò)程可靠，這些都充分體現(xiàn)了低成本自動(dòng)化的特點(diǎn)，完全適合目前污水處理廠綜合自動(dòng)化生產(chǎn)的需要。 4.2自動(dòng)化系統(tǒng)控制的發(fā)展方向自動(dòng)控制理論到如今已有100多年的歷史，現(xiàn)代科技與工業(yè)的突飛猛進(jìn)地發(fā)展，使得自動(dòng)控制系統(tǒng)領(lǐng)域的各個(gè)分支都取得了極大的進(jìn)步，其對(duì)控制的精度、響應(yīng)的速度及系統(tǒng)的穩(wěn)定性與系統(tǒng)本身適應(yīng)能力的要求也越來(lái)越高，相應(yīng)的應(yīng)用范圍當(dāng)然也更廣泛。自動(dòng)控制將必然走向智能控制，而智能控制將更加有效地解決污水廠自動(dòng)化控制的眾多難題。我們可以展望，污水處理自控系統(tǒng)的未來(lái)將會(huì)是融合了計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)與智能為一體的高科技自動(dòng)化作業(yè)。而隨著網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展與完善，

10、遠(yuǎn)程訪問(wèn)及管理也會(huì)日益加入水處理行業(yè)的應(yīng)用中去。只有進(jìn)一步加強(qiáng)有關(guān)自動(dòng)化技術(shù)基礎(chǔ)理論研究與神話自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用的程度，把更可靠、更標(biāo)準(zhǔn)、更先進(jìn)的自動(dòng)化產(chǎn)品應(yīng)用到污水處理領(lǐng)域，我們才能在可持續(xù)發(fā)展的道路上走得更遠(yuǎn)。也只有抓住污水處理系統(tǒng)中的核心技術(shù)，并善于利用電子信息技術(shù)的發(fā)展，我們才能縮小自己與發(fā)達(dá)國(guó)家之間的差距使人們能在更舒適、更和諧的環(huán)境中生活。 結(jié)語(yǔ) 污水處理廠自控系統(tǒng)的應(yīng)用，對(duì)減輕工人操作的勞動(dòng)強(qiáng)度，減少人工操作存在的危險(xiǎn)性提高污水處理系統(tǒng)的效率以及改善污水處理系統(tǒng)的管理狀況等方面都起到了極大的作用。但是，依然不能否認(rèn)，目前我國(guó)污水處理行業(yè)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中還存在著許多亟待解決的問(wèn)題，尤其是污水處理所必須面臨的行業(yè)的特殊性與環(huán)境的復(fù)雜性，污水的排除方面也是必須要解決的問(wèn)題。因此我們必須加大對(duì)自