超濾膜凈水工藝中自動控制系統(tǒng)的應(yīng)用研究

余樂

摘 要：由于我國的地域面積廣大人口眾多，我國的水資源平均到每一個人身上就顯得尤為缺乏，并且在我國水資源還存在著過度開發(fā)、利用率過低以及時空分布不均等等問題。不僅如此，在我國很多城市的居民飲用水的水源都已經(jīng)受到了不同程度上的污染，其中包括了城市的水庫、湖泊、江河以及淺層地下水等，不同的城市對于其城市內(nèi)部的水資源問題都存在水質(zhì)安全無法保障的問題，所以針對這一問題提出了超濾膜凈水工藝，該文主要針對這一工藝在水工藝中的應(yīng)用來進(jìn)行討論和分析。

關(guān)鍵詞：超濾膜凈水工藝 自動控制系統(tǒng) 應(yīng)用研究 水源

中圖分類號：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）11（a）-0053-02

1 我國現(xiàn)在的水資源狀況以及特點(diǎn)

對于我國來講，水資源問題一直是一個十分重要的，并且也急需解決的問題，其中最大的問題就是我國的人均淡水資源處在一個極其不足的狀態(tài)中，在我國，國民人均淡水資源的含量與國際上所要求的人均淡水資源的平均量進(jìn)行比較，我國僅占了其1/4。從我國的自身情況來看水資源地域的分布也十分地不均勻，由于我國的國土面積過大不同省份其地貌也不同，所以很多省份是純粹的內(nèi)陸省其水資源十分缺少。由于我國的城市分布問題，在我國的沿海地區(qū)其水量相對于較為充足，而在我國的東北以及西部地區(qū)，由于城市為內(nèi)陸城市，所以其水量相對于沿海地區(qū)的水量十分地少，也就造成了我國資源的地域分布不均這一問題。然而我國是人口大國，并且人口數(shù)量也在逐年進(jìn)行增長，這些都會給我國的水資源帶來相應(yīng)的問題，而一旦水資源出現(xiàn)了問題，就會給我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及人民生活都帶來問題，這些都是我們急需去解決，也是我國水資源問題中極為重要的現(xiàn)狀。

2 超濾膜凈水工藝中系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以及結(jié)構(gòu)問題的分析

一個城市在使用超濾膜凈水這項(xiàng)工藝的過程中，其主要的功能是使用過濾車間中的V型濾池、臭氧活性炭吸附工藝以及常規(guī)過濾工藝3種工藝相結(jié)合，使用這些不同的工藝的目的就是幫助水質(zhì)不好的水在經(jīng)過過濾車間V型濾池進(jìn)行一個過濾，也就是使用超濾凈化工藝，在進(jìn)行超濾膜凈水工藝中，其系統(tǒng)主要是由10套超濾膜組器組成，其中每一套的超濾膜組器都包括60支的內(nèi)壓式聚偏氟乙烯（CPVDF）中空纖維超濾膜，并且一套的超濾膜組器的產(chǎn)水量為4 000 m3/d。超濾膜凈水工藝處理系統(tǒng)，其中主要的是由兩個不同的系統(tǒng)組成的，它們分別是：超濾膜產(chǎn)水系統(tǒng)、超濾膜清洗系統(tǒng)。而超濾膜凈水系統(tǒng)主要包括了以下幾種設(shè)備：網(wǎng)式過濾器、進(jìn)水泵、超濾膜組器等設(shè)備。

系統(tǒng)中的受控設(shè)備主要有：進(jìn)水泵4臺，網(wǎng)式過濾器3臺，超濾膜反沖洗水泵2臺，超濾膜組器10套，反洗過濾器2臺，化料器2臺，化學(xué)清洗藥罐攪拌機(jī)3個，化學(xué)清洗泵4臺，電加熱器3個，氫氧化鈉儲藥桶2個，化學(xué)清洗藥罐3個，次氯酸鈉儲藥桶1個，次氯酸鈉計(jì)量泵2臺，中和池排水泵2臺，氣擦洗空壓機(jī)2臺，氣擦洗儲罐1個，儀表用空壓機(jī)2臺，冷干機(jī)2臺，儲氣罐1個等等。

而在系統(tǒng)中，負(fù)責(zé)進(jìn)行檢測的儀表主要有：在線溫度計(jì)2個，壓力變送器32個，超聲波液位計(jì)7個，溫度測量儀1臺，熱式氣體流量計(jì)3個，電磁流量計(jì)14個，pH測試儀2臺，在線NTU12個和顆粒計(jì)數(shù)儀2個。

系統(tǒng)中的輸入信號其中主要包括了以下幾個不同的信號，分別是：對開關(guān)量進(jìn)行分析的信號、對模擬量進(jìn)行分析的信號；并且在系統(tǒng)中輸出信號也是具有以下幾個不同的信號的，分別是：開關(guān)量的信號、模擬量的信號。對系統(tǒng)中的I/O點(diǎn)數(shù)進(jìn)行分配，可以得出模擬量輸入點(diǎn)（即AI）為83點(diǎn)，開關(guān)量輸入點(diǎn)（即DI）為215點(diǎn)，開關(guān)量輸出點(diǎn)（即DO）為165點(diǎn)，模擬了輸出點(diǎn)（即AO）為13點(diǎn)。

而所謂的檢測儀表，其本質(zhì)說的就是在進(jìn)行一項(xiàng)工藝生產(chǎn)的過程中，根據(jù)需要檢驗(yàn)的對象而確定的用來檢測相關(guān)對象所需要的測量工具，這種測量工具是針對這一對象而存在的，在進(jìn)行檢測之后，需要將用儀表所檢測到的不同的信號進(jìn)行變換，將其逐漸變成對其對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)信號，并且儀表的傳送以及放大，將這些信號逐一地送給控制器。但是由于在超濾單元中，很多的管道以及水池的大小、深淺、長寬都是完全不同的，并且在這一系統(tǒng)中進(jìn)行化學(xué)清洗的時候有很多的化學(xué)洗液其自身都帶有強(qiáng)腐蝕性的原因，所以必須去選擇一個參數(shù)來進(jìn)行選擇一個和其對應(yīng)且合適的檢測儀表。

3 超濾膜凈水工藝自動控制系統(tǒng)的應(yīng)用

所謂超濾膜技術(shù)，從本質(zhì)上來看，這就是一種科學(xué)的、高效的、環(huán)保的利用物理原理而存在的一種分離技術(shù)，又因?yàn)槌瑸V膜本身就是具有篩分作用的，所以才能夠使用這種技術(shù)去進(jìn)行水的過濾和處理。以此來對超濾膜實(shí)現(xiàn)溶液的濃縮、分離以及凈化。根據(jù)這一技術(shù)可以更好地去保護(hù)水中各種不同的微生物的安全，同時使用這一技術(shù)也可以提高我國在引用化學(xué)時候的安全性。同時使用超濾膜凈水工藝可以有效地幫助水提高水質(zhì)、并且這一系統(tǒng)自身的運(yùn)行費(fèi)用相對于較低，在使用的過程中也相對便于操作。在水廠進(jìn)行超濾膜凈水工藝中的控制系統(tǒng)中其主要包括了以下兩方面。

（1）在超濾膜凈水工藝中去使用單片機(jī)來作為控制器自動控制系統(tǒng)；

（2）在超濾膜凈水工藝中選擇使用PLC來作為控制器的自動控制系統(tǒng)。

目前，超濾膜的技術(shù)在我國的發(fā)展前景很大，同時這對我國的水資源數(shù)量也是一種保護(hù)，對于我國污水處理技術(shù)來講也是十分有益的，而其在城市的飲用水凈化工藝中也表現(xiàn)出了極大發(fā)展?jié)撃堋?/p>

4 超濾膜凈水工藝自動控制系統(tǒng)的功能分析

在超濾膜凈水工藝自動控制系統(tǒng)中，其主要的目的就是對于超濾單元中的相關(guān)設(shè)備以及超濾單元中的檢測儀表來進(jìn)行相關(guān)的自動控制，以此來進(jìn)行實(shí)現(xiàn)凈水處理工藝中超濾凈水工藝過程的自動化。

在進(jìn)行超濾膜的凈水工藝自動控制系統(tǒng)的時候，其主要的目的就是實(shí)現(xiàn)在使用超濾膜凈水處理的生產(chǎn)過程中做到完全自動化，而在進(jìn)行控制系統(tǒng)的時候，其主要的功能要求分析可以分為以下幾點(diǎn)。

（1）在進(jìn)行超濾膜凈水工藝控制系統(tǒng)的時候，要求水工藝控制系統(tǒng)自動且穩(wěn)定、安全并且可靠運(yùn)行，同時也需要含有便于維修的相關(guān)手動設(shè)置功能；

（2）在進(jìn)行超濾膜凈水工藝控制系統(tǒng)的時候，計(jì)算機(jī)需要可以進(jìn)行自動控制生產(chǎn)過程中的任意設(shè)備；

（3）在進(jìn)行超濾膜凈水工藝控制系統(tǒng)的時候，生產(chǎn)過程中的所有設(shè)備儀表自身的工況以及相關(guān)的工藝流程狀況都需要進(jìn)行自動監(jiān)測；

（4）在進(jìn)行超濾膜凈水工藝控制系統(tǒng)的時候。要求所使用的系統(tǒng)相關(guān)的電控設(shè)備具有順序控制、條件控制、PID調(diào)節(jié)以及計(jì)時與計(jì)數(shù)控制等等不同的功能，而電功參數(shù)與流量參數(shù)的數(shù)據(jù)在進(jìn)行處理的過程中需要有自動存儲的功能。

然而為了更好地滿足對于超濾膜這一凈水處理工藝，在其進(jìn)行控制系統(tǒng)的功能的要求的時候，在對超濾膜凈水工藝自動控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的時候，最為重要的就是要去認(rèn)真并且謹(jǐn)慎地去遵守以下幾個設(shè)計(jì)中的原則。

（1）針對超濾膜這一水工藝系統(tǒng)的方案進(jìn)行制定的時候，其中最為關(guān)鍵的一個設(shè)計(jì)原則是：在條件允許的情況下要盡可能地去滿足在超濾膜這一水工藝系統(tǒng)當(dāng)中，所有被控對象的控制要求。這是一個最為基本的設(shè)計(jì)要求，其本身就是一種綠色的物理分離技術(shù)，這種技術(shù)的使用主要是利用了超濾膜自身所具有的，當(dāng)然最基本的往往都是最難的，有很多的設(shè)計(jì)者都因?yàn)閼卸杌蛘呤且驗(yàn)閷ぷ鞯牟徽J(rèn)真，都無法去滿足這一最基本的設(shè)計(jì)原則，這一設(shè)計(jì)原則要求設(shè)計(jì)者在進(jìn)行設(shè)計(jì)構(gòu)思的時候就需要將所有的要求考慮進(jìn)去，并且在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時候需要進(jìn)行實(shí)地的考察。同時也要求超濾膜水工藝控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者對生產(chǎn)現(xiàn)場的詳細(xì)資料進(jìn)行收集和整理。

（2）在進(jìn)行制定控制超濾膜水工藝系統(tǒng)的方案時，元器件需要留有一定的裕量，這樣可以有效地去適應(yīng)系統(tǒng)的發(fā)展和系統(tǒng)完善的需要。并且隨著我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展不斷地提高，我國的科學(xué)技術(shù)以及在水工藝上的生產(chǎn)工藝都在不斷地提高，隨之而來的我國在超濾膜水工藝控制系統(tǒng)的功能上的相關(guān)要求也就隨之越增越多并且也變得復(fù)雜和多變，所以我們在對超濾膜水工藝系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的時候，就需要在系統(tǒng)中進(jìn)行元器件的選擇的時候留有一定的余量。

5 結(jié)語

超濾膜凈水處理工藝這是一個相對于復(fù)雜的生產(chǎn)過程，特別是在我國，這是水處理中的一個新興的系統(tǒng)，一切都處在還在發(fā)展中，這一系統(tǒng)逐漸出現(xiàn)在人們的視野中的原因是傳統(tǒng)的飲用水處理工藝已經(jīng)沒有辦法去滿足城市中的人們對于飲用水的高要求。這也就要求了我國在進(jìn)行水處理的過程中更加嚴(yán)格，努力去發(fā)展新的水處理工藝，讓我國的居民可以更好地去使用水質(zhì)高的水。并且逐漸地開始應(yīng)用超濾膜凈水工藝自動控制系統(tǒng)，將對其的研究和設(shè)計(jì)也放進(jìn)水資源處理的重心中，從而也確保了城市優(yōu)質(zhì)飲用水的供應(yīng)。

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