自動(dòng)控制在污水處理中的應(yīng)用

樊暢

摘 要：隨著現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，環(huán)境保護(hù)問題逐漸被人們所重視，而且，用于工業(yè)廢水廢氣的處理方式也在不斷革新，朝著更為專業(yè)化、智能化的方向發(fā)展。近年來，我國已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了污水處理自動(dòng)化控制的目標(biāo)，自動(dòng)控制技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用提升了行業(yè)生產(chǎn)的社會(huì)效益。文章就自動(dòng)控制在污水處理過程中的實(shí)際應(yīng)用做以闡述，將其作用機(jī)理呈現(xiàn)出來，并且通過觀察與分析我國目前污水處理的發(fā)展現(xiàn)狀來展望該領(lǐng)域的未來發(fā)展方向，以期為實(shí)踐帶來一定的幫助。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)控制技術(shù)；污水處理；應(yīng)用現(xiàn)狀

污染問題是當(dāng)今工業(yè)生產(chǎn)過程中亟待解決的重點(diǎn)問題，甚至已經(jīng)超出了人們對(duì)經(jīng)濟(jì)效益增長的關(guān)注度。基于自動(dòng)控制技術(shù)的污水處理過程管控是管理者需要重點(diǎn)落實(shí)的工作環(huán)節(jié)，自動(dòng)控制能夠使污水處理更為高效。通過構(gòu)建污水處理的自動(dòng)控制系統(tǒng)，將自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用機(jī)理最大化的發(fā)揮出來，并提出較新的控制策略，強(qiáng)化實(shí)踐過程中的技術(shù)應(yīng)用。

1 傳統(tǒng)自動(dòng)控制方案在污水處理中的應(yīng)用

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，以及人們生活水平的不斷提升，人們?cè)郊雨P(guān)注日常生活用水的質(zhì)量問題，水資源與人類健康息息相關(guān)?，F(xiàn)代社會(huì)生產(chǎn)及生活使得環(huán)境遭到了嚴(yán)重破壞，特別是廢水廢氣的大量排放，給生態(tài)帶來了諸多不利的影響。如果污水未經(jīng)處理就再次進(jìn)入到我們的生活圈子中，會(huì)危害到人體健康。所以，將計(jì)算機(jī)控制技術(shù)融入污水處理過程中，實(shí)施實(shí)時(shí)監(jiān)控，能夠節(jié)能降耗，進(jìn)而使污水處理智能升級(jí)。

1.1 污水處理的基本理論簡述

污水處理的環(huán)節(jié)主要是將工業(yè)污水或生活污水中的有害物質(zhì)經(jīng)過物理或化學(xué)反應(yīng)沉淀出來，從而起到了凈化水資源的作用，削弱污水排放對(duì)環(huán)境的污染程度。

1.2 自動(dòng)控制的作用機(jī)理分析

現(xiàn)階段我國應(yīng)用在污水處理領(lǐng)域的控制系統(tǒng)由現(xiàn)場控制站、操作員站、工程師站及計(jì)算機(jī)服務(wù)器管理平臺(tái)四個(gè)部分組成，該系統(tǒng)是目前為止較為成熟且應(yīng)用最廣泛的自動(dòng)控制處理系統(tǒng)?，F(xiàn)場控制站主要是將污水處理現(xiàn)場的各種測試數(shù)據(jù)及指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并傳輸給操作員站進(jìn)行分析，通過將水質(zhì)采樣進(jìn)行操作處理以后，將數(shù)據(jù)傳遞給工程師站實(shí)施處理，至此完成自動(dòng)控制污水處理的單項(xiàng)流程。

1.3 以往自動(dòng)控制實(shí)際應(yīng)用于污水處理環(huán)節(jié)中所存在的問題

自動(dòng)化控制系統(tǒng)的發(fā)展依賴于計(jì)算機(jī)軟件、硬件技術(shù)的不斷升級(jí)，但就目前發(fā)展過程而言，其間存在不少實(shí)際問題亟待解決。在實(shí)踐中，進(jìn)行污水處理時(shí)需要實(shí)時(shí)檢測各項(xiàng)指標(biāo)參數(shù)的變動(dòng)情況，以便于工作人員及時(shí)調(diào)整處理方案及對(duì)策，污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)中所采用的傳統(tǒng)的自動(dòng)化檢測設(shè)備、儀表等器具的已經(jīng)過于老舊，通過這些設(shè)備所檢測出來的數(shù)據(jù)可能會(huì)有誤差，所以，檢測設(shè)備的升級(jí)問題已經(jīng)成為阻礙污水處理自動(dòng)化控制的主要問題。另外，雖然很多污水處理單位采用ORP、pH值作為主要的檢測參數(shù)來考察水資源的水質(zhì)情況或調(diào)節(jié)曝氣總量，但當(dāng)傳統(tǒng)的控制設(shè)施無法探尋到ORP的特征點(diǎn)時(shí)，則會(huì)自動(dòng)識(shí)別時(shí)間變化數(shù)值作為控制處理效率的參數(shù)，因此，對(duì)測量出的數(shù)據(jù)造成干擾，使其偏離正常值。

2 現(xiàn)代智能化控制技術(shù)在污水處理領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用

從實(shí)踐過程來看，污水處理的過程不是一個(gè)獨(dú)立的環(huán)節(jié)，很多工業(yè)企業(yè)都已經(jīng)實(shí)施了污水處理循環(huán)利用的目標(biāo)，以便于提高生產(chǎn)效益，最大化的利用水資源，同時(shí)也能降低廢水排放總量。污水處理廠自動(dòng)控制系統(tǒng)由于其開發(fā)成本低、節(jié)省人工、提升處理效率等優(yōu)勢逐漸被業(yè)界推廣及應(yīng)用。在實(shí)踐過程中，污水處理的智能化技術(shù)的應(yīng)用是依托多個(gè)子系統(tǒng)達(dá)成的，如模糊控制子系統(tǒng)、專家控制子系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)等等，并且采用了合理有效的控制策略進(jìn)行維護(hù)處理，使其最終實(shí)現(xiàn)綜合智能化污水處理結(jié)果。

2.1 模糊控制策略的應(yīng)用

從污水處理中自動(dòng)控制的實(shí)踐狀況中可以看到，以往傳統(tǒng)的控制技術(shù)與現(xiàn)代化的控制技術(shù)都需要構(gòu)建出合理的控制策略，以便于遵照?qǐng)?zhí)行。對(duì)于現(xiàn)代控制技術(shù)而言，應(yīng)用模糊控制策略是對(duì)經(jīng)典理論的有效傳承，進(jìn)而使其演變成為適應(yīng)現(xiàn)代發(fā)展?fàn)顩r的高級(jí)控制策略。在執(zhí)行模糊控制策略的過程中，將污水處理環(huán)節(jié)中的出水BOD、SS濃度等指標(biāo)數(shù)值錄入模糊控制子系統(tǒng)中，將模糊化的數(shù)據(jù)與既定數(shù)值相匹配，進(jìn)而找出量化后的模糊數(shù)據(jù)。利用該系統(tǒng)的敏感性，實(shí)現(xiàn)污水處理的階段性自動(dòng)控制過程。

2.2 專家控制子系統(tǒng)

專家控制子系統(tǒng)是將專家系統(tǒng)的理論內(nèi)涵與計(jì)算機(jī)技術(shù)相整合，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)復(fù)雜環(huán)境中的職能化決策，這就使得智能化的自動(dòng)控制系統(tǒng)更為完善。專家控制系統(tǒng)是相對(duì)于人工控制系統(tǒng)而言的，在應(yīng)用專家控制系統(tǒng)以后，污水中的各項(xiàng)物質(zhì)的濃度有所降低，可見，專家系統(tǒng)的上線給污水處理帶來了新的發(fā)展空間。

2.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制子系統(tǒng)

通過模糊處理控制過程的有效實(shí)施，將污水水質(zhì)進(jìn)行大致的分析和甄別，并將指標(biāo)留存下來，以便于網(wǎng)絡(luò)控制子系統(tǒng)的檢測與評(píng)估。由于污水處理指標(biāo)的檢測儀器的價(jià)格較高，則借助人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)軟測量的方式將污水水質(zhì)指標(biāo)檢測出來，并且該策略方法能夠起到一定的作用。

2.4 綜合智能化控制系統(tǒng)

現(xiàn)階段，我國出水處理過程中所應(yīng)用的自動(dòng)控制策略朝向理論與技術(shù)這兩個(gè)方向發(fā)展，即綜合理論研究與綜合控制技術(shù)。對(duì)于實(shí)踐而言，更側(cè)重對(duì)綜合智能化控制系統(tǒng)的探究，并使各項(xiàng)技術(shù)都能發(fā)揮出其本身的實(shí)際能效，進(jìn)而提升綜合職能化控制系統(tǒng)的污水處理效率及質(zhì)量。污水處理控制水平的高低主要取決于對(duì)水資源的利用效率的高低。一般情況下，加強(qiáng)自動(dòng)控制在污水處理過程的應(yīng)用，能夠使整個(gè)過程滿足國內(nèi)日益提高的污水排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，解決多項(xiàng)污水問題，提升污水處理的社會(huì)效益。

總之，從現(xiàn)代自動(dòng)控制技術(shù)在污水處理過程中的實(shí)際應(yīng)用可以明顯看出，雖然電子計(jì)算機(jī)技術(shù)在各行業(yè)的應(yīng)用都已經(jīng)普及，但在污水處理環(huán)節(jié)的實(shí)際應(yīng)用仍停留在基礎(chǔ)階段，很多高級(jí)的智能化控制技術(shù)還需要長期實(shí)踐。長期以來，我國污水處理廠多是采用國外進(jìn)口的機(jī)械設(shè)備與控制系統(tǒng)，不僅價(jià)格騙高，而且維護(hù)困難。另外，目前國產(chǎn)的基于計(jì)算機(jī)技術(shù)的在線分析測定儀器設(shè)備還不能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化的精度要求。因此，研發(fā)具備獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的污水處理自動(dòng)化控制系統(tǒng)，并提高儀器設(shè)備的測量精度和質(zhì)量、降低設(shè)備維護(hù)費(fèi)用，是現(xiàn)階段國內(nèi)業(yè)界進(jìn)行智能化控制污水處理過程的主要發(fā)展目標(biāo)，其應(yīng)用前景將會(huì)更加廣闊。

3 結(jié)語

通過對(duì)自動(dòng)控制理論的主要概念及內(nèi)容的分析，并結(jié)合傳統(tǒng)控制技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)及職能控制技術(shù)在目前廢水處理中的實(shí)際應(yīng)用，進(jìn)一步闡述了污水處理的作用機(jī)理。從自動(dòng)控制技術(shù)在污水處理中的應(yīng)用現(xiàn)狀中可以了解到，污水處理智能化系統(tǒng)上線應(yīng)用對(duì)于實(shí)際工作有著極為重要的意義，而且智能化控制技術(shù)也是該領(lǐng)域未來發(fā)展的主要方向，值得業(yè)界廣泛應(yīng)用，進(jìn)而使得國內(nèi)企業(yè)在創(chuàng)造社會(huì)價(jià)值的同時(shí)也能保障生態(tài)平衡。

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