AAO污水處理工藝與自動化控制實現(xiàn)分析

劉榮富

摘 要：以實踐經(jīng)驗為基礎(chǔ)，對某污水處理廠污水處理工藝進行分析，探討如何將AAO污水處理工藝與自動化控制結(jié)合起來，實現(xiàn)自動化控制。為此，分析我國污水處理現(xiàn)狀，并對AAO污水處理工藝進行簡要概述，提出與自動化控制系統(tǒng)實現(xiàn)相關(guān)的設(shè)計思路，希望為相關(guān)領(lǐng)域研究提供一定思路。

關(guān)鍵詞：AAO污水處理工藝；自動化控制；生物脫氮除磷

我國工業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，對國民經(jīng)濟發(fā)展具有較大幫助。將自動化控制系統(tǒng)應(yīng)用在工業(yè)建設(shè)中，可發(fā)揮更為顯著的經(jīng)濟價值。近年來，我國政府逐漸提高對工業(yè)污水的正規(guī)化處理，如何在污水處理中融入自動化控制技術(shù)，成為工業(yè)污水處理的重點。AAO污水處理工藝是一種比較先進的生物脫氮除磷工藝，運行費用比較低，目前在很多污水處理廠中被大量應(yīng)用。在實踐工作中，如何將AAO污水處理工藝與自動化控制技術(shù)進行充分融合，對污水處理優(yōu)化升級具有現(xiàn)實意義。

1 AAO污水處理工藝

以某污水處理廠為例，對AAO污水處理工藝與自動化控制實現(xiàn)進行分析。該廠總規(guī)模25萬m3/d，Ⅰ期實施15萬m3/d，共設(shè)置AAO污水處理池2座。對AAO流程進行研究發(fā)現(xiàn)，該廠工藝流程如下：沉淀池回流污泥、原水一起進入到厭氧池，污泥中含有大量攝磷菌（也稱：除磷菌或聚磷菌），可利用原污水中溶解態(tài)有機物，開展厭氧釋磷。然后，與末端回流混合液一其直接流入到缺氧池中。在此過程中，利用反硝化作用執(zhí)行脫氮處理。觀察完成脫氮反應(yīng)后，流入到好氧池中，利用硝化菌作用，直接對氨氮進行處理，使其轉(zhuǎn)化為硝酸鹽，期間采用攝磷菌開展好氧吸磷處理。在這個過程中，余下的有機物會被好氧充分轉(zhuǎn)性，氧化沉淀后，水和泥沙會被完全分離開來，排放后，一部分沉淀直接返回到厭氧池中。[1]

2 基于AAO工藝的自動化控制網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

2.1 設(shè)計原則

該污水處理廠基于AAO工藝的自動化控制系統(tǒng)設(shè)計首要原則為安全性與可靠性，保證系統(tǒng)安全運行，為污水處理廠正常運行提供幫助，其次，設(shè)計遵循經(jīng)濟性和適用性原則，同時具備先進性，選擇行業(yè)內(nèi)部比較先進的軟件系統(tǒng)和硬件產(chǎn)品，使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更具拓展性，并具備系統(tǒng)開放性。

2.2 基本構(gòu)成

選用西門子公司提供的PLC自動控制系統(tǒng)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要由兩個方面組成，一是，控制層，二是現(xiàn)場層。上述2層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)均嚴格按照以太網(wǎng)TCP/IP協(xié)議為核心，布置現(xiàn)場總線網(wǎng)，同時配合2個操作站臺和1臺服務(wù)器，與控制現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)進行有效聯(lián)結(jié)。以太網(wǎng)主要為光纖王闊，采用光纜作為主要通信介質(zhì)，不僅能夠保證自動控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)運行的穩(wěn)定性，還能為安全運行提供保障機制。此外，連接3個PLC自動現(xiàn)場控制站，分別對水泵房、生化池、纖維濾池進行有效控制，各個控制單元之間既要相互聯(lián)系，又要具有一定獨立性，一旦某個單元發(fā)生運行故障，不至于影響到其他單元正常運行。

2.3 控制方法

該污水處理廠AAO自動控制系統(tǒng)控制主要設(shè)備，并使其發(fā)揮功能時，采用三級控制方法，一是現(xiàn)場控制方式，二是自動控制方法，三是遙控控制形式。一些附屬設(shè)備，采用二級控制方式，即現(xiàn)場控制和自動控制方法。現(xiàn)場控制也叫就地控制，是最為基礎(chǔ)的控制級別，一般采用手動操作方法對“啟動”和“停止”按鈕進行控制。[2]自動控制主要結(jié)合現(xiàn)場PLC程序，對設(shè)備實施自動操作，遙控控制則分為遠程手動控制和遠程自動控制，其中遠程自動控制會根據(jù)分控制站自動控制系統(tǒng)程序開啟自動操作。該廠此種自動控制設(shè)計方案能夠保證污水處理運行更具安全性，即使出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障現(xiàn)象，也不會對現(xiàn)場PLC系統(tǒng)正常工作產(chǎn)生影響。相反，若PLC出現(xiàn)系統(tǒng)故障或網(wǎng)絡(luò)延遲，也可利用手動控制方式來對設(shè)備進行合理安排及管理。

3 功能實現(xiàn)

對AAO自動化控制網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化后，可實現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備運行監(jiān)控，并在此基礎(chǔ)上，實現(xiàn)以下幾個方面自動控制功能：

（1）針對PLC現(xiàn)場控制站所傳輸?shù)男盘柡托畔?，利用AAO自動化控制網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，可實現(xiàn)歸納和分類，使檢測信號分類更加合理，并以多種形式對其進行保存，如走勢圖、參數(shù)圖等，方便相關(guān)人員查閱。

（2）針對PLC控制站所傳輸?shù)男盘?，對其進行綜合分析，及時顯示設(shè)備信號，從而對污水廠相應(yīng)設(shè)備工作狀態(tài)進行評估，從而及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備運行風險。[3]

（3）對于設(shè)備故障情況，及時利用AAO自動化控制系統(tǒng)加以反饋，同時反映各檢測值是否存在越線情況，匯總后加以報警。一旦發(fā)現(xiàn)報警信號顏色發(fā)生變化，或出現(xiàn)特定聲響，結(jié)合AAO污水處理要求，下達指令。

4 結(jié)語

綜上所述，通過上述方法，能夠充分利用AAO污水處理工藝，并在此基礎(chǔ)上與自動化控制系統(tǒng)相聯(lián)系，發(fā)揮協(xié)同作用。觀察發(fā)現(xiàn)，該項目完成建設(shè)后，設(shè)備順利移交，并投入運行。與此同時，污水自動化處理系統(tǒng)與生產(chǎn)智能化系統(tǒng)之間形成新型互補關(guān)系，為生產(chǎn)過程信息收集、集成、傳遞提供便利。該自動控制項目建設(shè)與污水處理廠生產(chǎn)工藝調(diào)度緊密相關(guān)，形成新的水質(zhì)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，不僅數(shù)據(jù)準確真實，且出廠水質(zhì)能夠滿足國家相關(guān)要求及標準。整個系統(tǒng)運行僅需要一名操作人員，減少人力資本呢，提高運行效益。

參考文獻：

[1]李小紅，劉正實，徐龍君，等.重慶市城鎮(zhèn)污水處理廠氧化溝工藝綜合評價研究[J].重慶工商大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2018（06）：7-12.

[2]王琳，李然，彭莉.農(nóng)村生活污水生態(tài)處理工藝研究與應(yīng)用分析[J].昆明冶金高等?？茖W(xué)校學(xué)報，2018，11（16）：1-6.

[3]李會寧.50000 t/d污水處理廠自動化控制系統(tǒng)研究[J].煤炭與化工，2018，41（03）：78-80+83.