污水處理自動化控制探討

　　現(xiàn)在應(yīng)用的各種處理污水的設(shè)備，不僅品種繁多、工藝繁雜、并且連續(xù)性強，設(shè)備相對落后，所以管理起來相對困難。因此，如何能采用科學(xué)的管理方法，使污水處理控制自動化，并且能保證污水處理工藝和設(shè)備長期、安全、可靠的運行，這是非常重要和亟待解決的。為適應(yīng)當(dāng)今社會迅猛發(fā)展的科技需求，先進的管理方式也必須要有可靠的自動化控制系統(tǒng)和完善的控制技術(shù)支撐，而且還要考慮減少勞動強度和降低處理成本，并且能有效的節(jié)約能源等方方面面的因素。
　　1　污水處理工藝簡介
　　一個大、中型污水處理中包括多個處理單元，如格柵、泵房、沉砂池、曝氣以及回流污泥泵房等，所以處理污水的工藝相對繁雜，因為各個單元之間有著密不可分的聯(lián)系，為保證良好的處理水質(zhì)，各單元之間就必須協(xié)調(diào)運行。同時，因為污水處理廠的占地面積都比較大，所以采用的是集散控制系統(tǒng)，這種自動化系統(tǒng)一般具有非常強的通訊網(wǎng)絡(luò)能力?，F(xiàn)在就舉例說明如下。
　　某市該都污水處理廠二期工程是國家大型二級生化城市污水處理廠，它的日處理能力為30萬噸，采用AOE生化工藝，包括水處理系統(tǒng)和泥處理系統(tǒng)。在水處理環(huán)節(jié)，污水經(jīng)由城市污水管網(wǎng)進入廠內(nèi)格柵井，被攔截掉較大的渣物后，再由污水泵進行水位提升，完成后續(xù)污水靠重力流處理的工序。鐘式沉砂池起著將污水中的沙礫分離出來，防止其對后續(xù)工序設(shè)備的損害的作用。第一道工序完成后，沉砂后的污水靠重力流進入一級處理單元一初沉池，沉降去除污水中可沉降的顆粒，然后進入二級生化處理單元一曝氣池，曝氣池由A(厭氧區(qū))／O(好氧區(qū))／E(兼氧區(qū))三個區(qū)組成，它是污水處理的核心是最重要的單元，污水首先進入?yún)捬鯀^(qū)進行厭氧處理，使厭氧池中的污泥吸收污水中的一些有害物質(zhì)后，污水進入好氧池，由鼓風(fēng)機提供微生物所需消耗的氧氣，經(jīng)過生物作用，將有害物質(zhì)分離出來，再經(jīng)兼氧區(qū)進一步處理后，曝氣混合液流入二沉池，在二沉池進行固液分離，上層清液進人接觸池進行加抓消毒后排人府河。
　　整個污泥處理過程中，系統(tǒng)初沉池沉淀的生污泥通過泵提升到重力濃縮池進行濃縮，二沉池沉淀的活性污泥一部分由回流泵提升到曝氣池的厭氧區(qū)增加活性污泥濃度，一部分通過泵提升到氣浮濃縮池，經(jīng)兩個濃縮池濃縮后的污泥通過投配泵提升到消化池進行消化處理，最后進入脫水機房脫水成較干的污泥即可外運填埋，這樣整個工序才算完成。
　　2　自動控制系統(tǒng)設(shè)計原則
　　污水處理廠的自控系統(tǒng)本著“集中管理、分散控制、資源共享”的原則，同時儀表系統(tǒng)也必須堅持“工藝必需、先進實用、維護簡便”的原則。
　　為減輕勞動成本并改善操作環(huán)境，保證污水處理廠穩(wěn)定高效的生產(chǎn)，實現(xiàn)現(xiàn)代化的生產(chǎn)管理，污水處理自動化的方案的設(shè)計原則是，必須滿足本工程自控系統(tǒng)的硬件和軟件配置，并充分考慮遠(yuǎn)期工程的需求，為將來能對現(xiàn)有系統(tǒng)資源的有效合理的利用，提供精良的技術(shù)手段支持。
　　3　自動控制系統(tǒng)的組成
　　3.1中央管理計算機
　　中央管理計算機必須設(shè)置在廠區(qū)中央控制室，計算機之間可以互為備用，兼具不同的功能。同時計算機應(yīng)配有有彩色顯示器、彩色打印機、黑白打印機等硬件設(shè)施。功能是能完成對污水廠各工段的集中控制、檢測功能的簡單操作。進行系統(tǒng)功能組態(tài)、監(jiān)視報警，控制參數(shù)在線修改和設(shè)置以及記錄、打印等，通過操作人員對現(xiàn)場監(jiān)控，CRT可直觀地顯示全廠各工藝流程段的實際工況、各工藝參數(shù)的趨勢畫面，以便及時的全面的掌握各種運行情況。同時，在中央控制室還要安裝一臺投影機，與中央管理計算機相連，這是一組動態(tài)的畫面，能顯示設(shè)備的運行情況并檢測參數(shù)，是面向全廠的工藝流程圖。
　　3.2現(xiàn)場控制站
　　污水廠內(nèi)必須設(shè)置現(xiàn)場控制站，它選用抗干擾能力強的可編程控制器PLC，PLC均采用模塊化結(jié)構(gòu)，這是一組使用靈活的硬件配置，并且為維修提供了方便，PLC控制系統(tǒng)能隨時對外圍設(shè)備進行監(jiān)控，無需人工值機，它直接與中央控制室的中央管理計算機，通過現(xiàn)場總線形式進行數(shù)據(jù)傳輸。
　　3.3實時監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用
　　在對城市和工業(yè)污水處理中，實時監(jiān)控系統(tǒng)起著自動控制和自動調(diào)節(jié)的作用。為使污水處理廠處理后的水質(zhì)指標(biāo)達(dá)，自動化系統(tǒng)將進行實時監(jiān)控。它的功能是將當(dāng)前時刻運行過程中的主要運行參數(shù)(水質(zhì)參數(shù)、瞬時流量、溶解氧、污泥濃度、pH值等)、運行現(xiàn)狀及特定時間段內(nèi)相關(guān)工藝過程曲線等信息上傳到相關(guān)文檔，存檔備份，建立工藝運行數(shù)據(jù)庫。除此之外，它還具備以下特征。
　　一是遠(yuǎn)程在線控制操作。操作人員只需在中心控制室對相關(guān)的設(shè)備進行實時在線控制操做，如通過相關(guān)的按鍵操作，就可以對運行中的某些設(shè)備調(diào)節(jié)輸出量的大小，并且設(shè)置軟件后臺運行的參數(shù)。
　　二是呈現(xiàn)工藝圖表曲線。通過一系列的工藝曲線圖形、表格實時地顯示污水處理廠現(xiàn)場運行設(shè)備的狀況，以及現(xiàn)場的正常運行參數(shù)和發(fā)生故障后的錯誤參數(shù)，并可把一些必要的參數(shù)和結(jié)果顯示到實時畫面和報表中去。
　　三是工藝數(shù)據(jù)管理。依據(jù)不同運行參數(shù)的變化快慢和重要程度，建立生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)庫，存儲生產(chǎn)原始數(shù)據(jù)，并利用實時數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行比較和統(tǒng)計分析，得出一些有用的經(jīng)驗參數(shù)。
　　四是故障報警。如果設(shè)備運行時特定模擬量，(如電流、壓力、水位等)測量值超過范圍或相關(guān)的開關(guān)(如電機啟停、閥門開關(guān))閥發(fā)生變位時，可根據(jù)不同的需要發(fā)出不同等級的報警。
　　五是資料打印。通過與計算機相連接的打印機將報表和圖形打印出來，并可將各種事件和報警實時打印?，F(xiàn)場打印和報警式打印可滿足任何時候的要求。
　　3.4系統(tǒng)軟件的應(yīng)用
　　在系統(tǒng)的軟件配置上，采用的是Win-dows 2000中文版操作系統(tǒng)，它是目前應(yīng)用最為廣泛和實用的工控操作系統(tǒng)，操作穩(wěn)定、快速、簡潔、平穩(wěn)。數(shù)據(jù)庫服務(wù)器采用Windows2000 Server中文版和MicrosoftSQL2000相配合的方式，用來保存歷史數(shù)據(jù)。主工作站的界面使用Wincc5.1監(jiān)控軟件，實時監(jiān)視系統(tǒng)變化參數(shù)，所有這些參數(shù)設(shè)置，能使操作人員更加直觀、快速的掌握系統(tǒng)運行情況。
　　4　結(jié)語
　　污水自動化處理系統(tǒng)具備管理功能完善、運行效果優(yōu)良、兼具科學(xué)管理和過程控制于一體的特點，可靠性高，控制性強，在污水處理中起著廣泛和重要的應(yīng)