自動控制系統(tǒng)在污水處理廠的應用分析

朱峰

【摘 要】水資源利用直接關(guān)系到社會可持續(xù)發(fā)展，早期工業(yè)廢水、城市生活用水沒有經(jīng)過處理直接到河流中，利用自然的自我凈化功能來分解廢水。但是，隨著我國工業(yè)化的不斷發(fā)展，僅僅通過自然凈化能力已經(jīng)很難處理廢水，城市污水污水處理廠建設(shè)十分重要。為了提高污水處理效果，實現(xiàn)自動化非常關(guān)鍵。文章將對自動化控制系統(tǒng)在污水處理廠中的應用進行分析，并論述其未來發(fā)展趨勢，希望為相關(guān)人員提供參考。

【關(guān)鍵詞】自動控制系統(tǒng)；污水處理廠；意義；應用；發(fā)展趨勢

集中式污水處理方式一直是我國城市中最主要的污水處理形式，從實際應用來看，集中式污水處理方式處理效果較好，便于管理，能夠形成一定規(guī)模，更有效的管理城市水環(huán)境。但是，隨著社會的不斷發(fā)展，集中式污水處理方式的也暴露出了一些弊端，例如，污水處理廠建設(shè)周期長、耗費人力、物力、財力等資源較多，同時，由于城市的快速發(fā)展，污水處理存在一定滯后性，這樣一來，快速擴張城市區(qū)域污水排放任務(wù)就變得非常困難，面臨更大的壓力。為此，積極探究自動控制系統(tǒng)在污水處理廠中的應用具有重要意義。

一、自動控制及其在污水處理中應用的意義

污水處理廠自動控制系統(tǒng)可分為兩種情況：一種是使用數(shù)據(jù)監(jiān)控采集系統(tǒng)，另一種是全自動的控制系統(tǒng)（即所謂的無人值守模式）。數(shù)據(jù)監(jiān)控采集主要是通過數(shù)據(jù)采集終端，對處理過程中的參數(shù)進行實時監(jiān)控，及時觀測污水處理過程中的數(shù)據(jù)變化情況，其具體功能較為簡單。全自動控制系統(tǒng)是當前污水處理過程中最先進的技術(shù)，其通過數(shù)據(jù)采集實現(xiàn)污水處理自動控制，能提高污水處理質(zhì)量和設(shè)備的運行效率。

隨著城市化水平的不斷提高，環(huán)境問題已經(jīng)成為制約城市發(fā)展的主要問題，特別是城市水環(huán)境污染，城市水環(huán)境污染引起了相關(guān)部門的高度重視?，F(xiàn)階段，我國污水處理方式主要是集中式處理模式，該模式自身存在的問題顯然無法提供給城市有效的污水處理支持，并且在其他方面也存在一些制約因素，限制城市水污染的改造和治理。文章通過對自動控制處理模式進行研究，對其特征進行分析，并論述其具體應用，為實際應用提供指導。從另外一個角度分析，探討自動控制污水處理技術(shù)在城市中的應用是我國可持續(xù)發(fā)展的需要，是實現(xiàn)經(jīng)濟又好、又快發(fā)展的重要基礎(chǔ)，積極研究自動控制污水處理模式，對我國經(jīng)濟和社會發(fā)展具有非常重要的現(xiàn)實意義。

二、國內(nèi)外自動系統(tǒng)應用發(fā)展現(xiàn)狀

發(fā)達國家污水處理廠已經(jīng)廣泛應用了自動控制系統(tǒng)，能夠在污水處理過程中很好地實現(xiàn)自動控制和記錄數(shù)據(jù)，個別地區(qū)已經(jīng)實現(xiàn)了污水處理廠的全自動控制，在污水處理過程中執(zhí)行無人值守的方式，例如，美國某污水處理，運用微機自動控制投入藥劑，應用直接數(shù)字式計算機控制自動加釩，運轉(zhuǎn)一年就降低釩消耗20%，并且提高了管理水平，穩(wěn)定了水質(zhì)。除此之外，美國加利福尼亞污水處理廠和日本的東京國立污水處理廠也先后采用了計算機自動控制技術(shù)，運行效果也比較理想。

最初，我國在污水處理方面各種費用表現(xiàn)出明顯不足，自動控制系統(tǒng)配備不全面。近年來，隨著政府對污水處理工作重視程度不斷提高，污水處理工作中信息化和自動化程度不斷提高，無論是生產(chǎn)還是污水管理等都進入了快速發(fā)展時期，信息技術(shù)的快速發(fā)展也為污水處理行業(yè)的生產(chǎn)管理自動化、信息化、智能化等提供了有力支持。當前，從宏觀形勢上看，我國污水處理控制水平主要包括手動操作、半自動控制和全自動控制3個層面，每個層面都有不同的適應類型，發(fā)展方向也不盡相同。

三、自動控制系統(tǒng)在污水處理廠中的應用

（一）流量自動控制系統(tǒng)在污水處理廠中的應用

對于流量自動控制系統(tǒng)來說，主要是對污水處理過程中的控制參數(shù)進行初步了解，并且可以合理控制污水處理質(zhì)量，及時發(fā)現(xiàn)問題并及時更正。一般來說，污水處理廠增加表面水力負荷所帶來的沖擊力，就要準確把握進水量，這樣才能更好地進行測量。而對于測量工作來說，人工測量難免會出現(xiàn)一些誤差，而采用自動化測量裝置就可以進一步減少誤差的存在，促進測量精確度的提高，同時還可以為自動控制技術(shù)的使用提供更多的有效數(shù)據(jù)。

（二）水泵自動控制系統(tǒng)在污水處理廠中的應用

污水處理過程中，通過使用水泵自動控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)由水泵自動更換成為氣動泵與備用泵的控制。這樣一來，就可以進一步控制污水處理廠的外部水流量，同時，還可以為污水處理提供一定的動力，調(diào)整處理機器的工作狀態(tài)，減少人力的使用，促進自動控制水平的進一步提高。

（三）鼓風機自動控制系統(tǒng)在污水處理廠中的應用

在污水處理過程中，需要針對一些懸浮物的濃度進行測量，安裝鼓風機自動控制系統(tǒng)，使其承擔著為反應池加入曝氣的任務(wù)，保證所供給的氣量始終保持充足和穩(wěn)定狀態(tài)之后，就可以在一定程度上降低耗損量，不僅能夠延長設(shè)備的使用期限，還能夠提升污水中的細菌分解能力，獲得一舉兩得的效果。因此，鼓風機的設(shè)置，可以有效促進自動控制技術(shù)在污水處理廠中的應用，實現(xiàn)對污水處理廠生產(chǎn)過程的實時控制和精細化管理，進而實現(xiàn)規(guī)范化管理、節(jié)能降耗、減員增效的目的。

（四）在線監(jiān)控

通過對運行設(shè)備的數(shù)據(jù)采集，可以實現(xiàn)在線監(jiān)控功能。中控室電腦界面能夠詳細、準確的顯示現(xiàn)場智能儀表監(jiān)測的數(shù)據(jù)、設(shè)備運行狀態(tài)，通過分析數(shù)據(jù)變化情況和分析工藝參數(shù)的變化，使操作人員能夠及時、準確掌握污水處理過程中參數(shù)和設(shè)備的運行狀況，并有針對性的進行調(diào)整和優(yōu)化設(shè)備運行狀態(tài)。

（五）采集數(shù)據(jù)檢修故障

通過自動控制系統(tǒng)能夠及時采集設(shè)備運行的數(shù)據(jù)，并能將采集的數(shù)據(jù)進行保存，只要能及時對保存的歷史數(shù)據(jù)進行備份，就能實現(xiàn)歷史運行數(shù)據(jù)的全面采集，便于生產(chǎn)運行數(shù)據(jù)庫的管理和數(shù)據(jù)分析。另外，當設(shè)備在運行過程中出現(xiàn)故障時，通過自動化程序的設(shè)置就能在中控室出現(xiàn)預警提示，以便操作人員及時發(fā)現(xiàn)污水處理過程中出現(xiàn)的故障，通過報警畫面及時提醒操作人員進行相應的處理，經(jīng)過和歷史曲線相對比和數(shù)據(jù)分析處理完畢后，進行復位處理即能正常工作。

四、污水處理自動控制系統(tǒng)未來發(fā)展趨勢

雖然污水處理自動控制系統(tǒng)越來越被重視，但是該系統(tǒng)普及率較低，這也是與該系統(tǒng)自身缺點分不開的，例如，檢測工具有時會出現(xiàn)問題，可靠性、穩(wěn)定性不足；污水廠中的傳感線主要作用還是體現(xiàn)在檢測方面，投入費用、維護成本都比較高；大多數(shù)污水廠建成時間比較久遠，很難結(jié)合當下的新技術(shù)在原有基礎(chǔ)上再造；自動控制系統(tǒng)缺少專業(yè)的操作人員，操作人員缺少自動控制系統(tǒng)方面的理論知識和實踐經(jīng)驗，在操作過程中很容易發(fā)生安全事故。今后污水處理自動系統(tǒng)安全性將更突出，更加注重人性化，系統(tǒng)自身存在的問題也會迎刃而解，將會大大推動該系統(tǒng)的普及應用。

五、結(jié)束語

隨著我國城市化進程的不斷加快，城市人口數(shù)量不斷增多，再加上工業(yè)快速發(fā)展，污水排放量大大增加，在這一背景下，污水處理面臨著較大的壓力。為此，要加大自動控制系統(tǒng)的應用力度，實現(xiàn)流量自動控制、水泵自動控制、鼓風機自動控制、在線監(jiān)控以及故障檢修。同時，進一步對其進行研究，優(yōu)化其中存在的不足，促進其智能化、自動化、人性化發(fā)展，為污水處理工作提供支持。

【參考文獻】

[1]趙亞琨.淺談自動控制系統(tǒng)在污水處理廠中的應用及組成[J].山東工業(yè)技術(shù)，2018（09）：93.

[2]郭海鴻.PLC自動控制系統(tǒng)在污水處理工程中的運用[J].中國高新區(qū)，2018（09）：15+17.

[3]王雨萌.基于智能控制策略的污水處理控制系統(tǒng)[D].浙江大學，2018.

[4]劉丹.自動控制系統(tǒng)在城市污水處理中的運用與研究[J].中小企業(yè)管理與科技（上旬刊），2011（06）：286.