污水處理廠自動化控制系統(tǒng)的建立與應(yīng)用

陳志銃

摘 要：科學(xué)技術(shù)水平的提升，使得信息技術(shù)被廣泛用于各個行業(yè)之中，并取得了較好的效果，人們的生活生產(chǎn)愈發(fā)智能化、自動化。目前，隨著我國社會發(fā)展及人口數(shù)目的增加，工業(yè)廢水與生活污水的排放量急劇增多，為了減少污水排放，本文主要分析了污水處理廠自動化控制系統(tǒng)的建立與應(yīng)用，以期提高水資源利用率。

關(guān)鍵詞：污水處理廠；自動化；控制系統(tǒng)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.14.043

0 前言

現(xiàn)階段，我國工業(yè)化發(fā)展程度的加深，工業(yè)污水排放量增加，對自然環(huán)境造成了破壞性影響。因此，為了保護(hù)環(huán)境，減少水資源浪費(fèi)，需要做好污水處理工作，加強(qiáng)水資源的循環(huán)應(yīng)用。而在污水處理中應(yīng)用自動化控制基礎(chǔ)，能夠?qū)崿F(xiàn)對污水處理的全面檢測，提升污水處理效率，滿足我國可持續(xù)發(fā)展的要求。

1 污水處理過程

在污水處理方面，需要使用多種工藝進(jìn)行處理，此些工藝不僅可以獨(dú)立操作，同時還可以通過多種工藝結(jié)合來提升排放水質(zhì)。因此，不同污水處理過程，其工藝設(shè)計(jì)存在差異。通常情況下，污水主要是由工業(yè)廢水與生活污水構(gòu)成，加之我國水資源問題十分嚴(yán)峻，所以需要合理設(shè)計(jì)污水處理流程。目前，我國在污水處理工作分為四個環(huán)節(jié)。

（1）預(yù)處理。此環(huán)節(jié)一般是利用格柵來過濾污水中一些體積較大的固體污染物，避免在之后的污水處理中，此些污染物對其造成工作影響；之后再將過濾后的污水導(dǎo)入沉砂池，將其中大顆粒無機(jī)污染物分離出[1]。從某種程度上看，對污水進(jìn)行預(yù)處理是為了確保后續(xù)污水處理工作的順利進(jìn)行。

（2）一級處理。此環(huán)節(jié)一般是采用物理法對污水進(jìn)行處理。將污水排放到初沉池中，污水中的污染物會以沉淀的方式進(jìn)行泥水分離。通過一級處理，可以將污水中的固體懸浮物、生化需氧量與化學(xué)需氧量有效處理掉，但利用此種方式不足以將污水中的污染物全部去除，無法滿足污水處理標(biāo)準(zhǔn)，特別是工業(yè)污水，其含有化學(xué)物質(zhì)，利用一級處理無法將化學(xué)物質(zhì)去除，需進(jìn)行二次處理。

（3）二級處理。此環(huán)節(jié)是采取生物法對污水進(jìn)行處理，將污水排放到高效沉淀池等設(shè)備之中，對污水中的微小或可溶解有機(jī)物予以處理。二級污水處理不僅是污水處理的重要環(huán)節(jié)，同時其樹立過程十分復(fù)雜，需要使用活性污泥將污染物去除。另外，經(jīng)過二級處理，污水中的大部分污染物能夠被有效去除，基本滿足污水處理目標(biāo)，但還會存有些許殘留物。

（4）三級處理。此環(huán)節(jié)是運(yùn)用化學(xué)方式對污水進(jìn)行處理，以中和、過濾與沉淀等多種方式對已處理污水進(jìn)行去除雜質(zhì)與消毒，經(jīng)過三級處理后，水質(zhì)與有關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)相一致，能夠?qū)λY源進(jìn)行循環(huán)利用，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

2 污水處理廠的自動化控制系統(tǒng)

將污水處理技術(shù)與自動化控制系統(tǒng)進(jìn)行有效結(jié)合，可以有效改善污水處理效率與質(zhì)量，完善人工污水處理的不足。一般而言，自動化污水處理控制系統(tǒng)是由中央控制系統(tǒng)、PLC技術(shù)等構(gòu)成的集中分散型（DCS）控制系統(tǒng)。此系統(tǒng)可以對污水實(shí)現(xiàn)三級控制。一級控制屬于集中控制模式，需要自動化控制總站作為其控制支撐，由上位機(jī)等多個部門構(gòu)成；二級控制屬于分散控制模式，是由分散到各個污水處理環(huán)節(jié)的PLC站構(gòu)成；三級控制屬于實(shí)時控制模式，是由電控執(zhí)行機(jī)構(gòu)、操作設(shè)備等構(gòu)成。若想實(shí)現(xiàn)自動化污水處理控制，需要確保各級控制系統(tǒng)能夠相互傳遞信息，因此需要專業(yè)的信息傳輸網(wǎng)絡(luò)予以支持。污水處理廠一般使用赫斯曼RS2系列的交換機(jī)實(shí)現(xiàn)污水自動處理系統(tǒng)內(nèi)部的信息傳遞；對于系統(tǒng)控制線路來說，通常使用屏蔽雙絞線來實(shí)時控制污水處理現(xiàn)場；而不同PLC站之間的信息傳遞時使用MPI協(xié)議實(shí)現(xiàn)全局?jǐn)?shù)據(jù)通信，并且使用此協(xié)議可以保證PLC站能夠獨(dú)立運(yùn)行，當(dāng)某PLC站出現(xiàn)故障問題時，其他站點(diǎn)不會受到影響，以此確保污水處理的有序進(jìn)行[2]。

3 污水處理廠中自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用

（1）自動控制之進(jìn)水泵。在對污水進(jìn)行處理時，進(jìn)水泵能夠有效控制污水的排水量與排水速度，通過對進(jìn)水泵進(jìn)行自動化控制處理，可以實(shí)現(xiàn)水位測量裝置對水位變化的實(shí)時監(jiān)測，當(dāng)水位升高時，其控制按鈕可以自動開啟進(jìn)水泵，實(shí)現(xiàn)進(jìn)水泵自動作業(yè)。一般情況下，污水處理廠會安裝單臺以上的進(jìn)水泵，在未出現(xiàn)故障時，進(jìn)水泵開啟順序會按照累計(jì)工作時長進(jìn)行合理安排；在水位下降后，進(jìn)水泵自動控制系統(tǒng)會按照一定順序?qū)⑦M(jìn)水泵關(guān)閉。值得一提的是，進(jìn)水泵開啟順序與關(guān)閉順序相反。另外，自動化控制系統(tǒng)能夠?qū)M(jìn)水泵工作時間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，使進(jìn)水泵可以自動輪流工作，保證進(jìn)水泵一直處于高效運(yùn)行狀態(tài)。若是水位下降位置低于保護(hù)水位時，進(jìn)水泵能夠自動停止作業(yè)。對于保護(hù)水位的位置設(shè)定，需要有關(guān)人員參考有關(guān)文件予以科學(xué)設(shè)定。

（2）自動控制之沉砂池。根據(jù)上述可知，沉砂池能夠?qū)⑽鬯械目梢婋s質(zhì)予以沉淀處理，對沉砂池進(jìn)行自動化控制需要滿足以下兩點(diǎn)：一是當(dāng)攪拌葉輪處于運(yùn)行狀態(tài)時，可以使用自動控制系統(tǒng)對污水進(jìn)行定時排沙；二是利用PLC系統(tǒng)對污水處理系統(tǒng)中的排沙泵、排沙閥門以及沖洗水設(shè)備進(jìn)行自動化控制，實(shí)現(xiàn)自動沙水分離。此外，自動化控制系統(tǒng)能夠合理安排污水處理設(shè)施的運(yùn)行及休息時間，進(jìn)而提升污水處理效率。

（3）自動控制之曝氣機(jī)。在進(jìn)行污水處理時，需要氧氣供應(yīng)，所以為了達(dá)到節(jié)能降耗的目的，要按照污水處理對氧氣的需求與處理設(shè)備符合對氧氣的需求予以精準(zhǔn)控制。而使用自動化控制系統(tǒng)不僅可以對曝氣機(jī)運(yùn)行速度進(jìn)行自動控制，同時還能夠?qū)崟r控制氧氣供應(yīng)量。若是含氧量降低，利用自動控制系統(tǒng)提高曝氣機(jī)轉(zhuǎn)速，增加氧氣供應(yīng)；若是含氧量過高，就可以通過自動控制系統(tǒng)減緩曝氣機(jī)轉(zhuǎn)速，減少氧氣供應(yīng)。另外，使用自動控制系統(tǒng)來控制相關(guān)氧氣指標(biāo)，是依據(jù)其所檢測到的溶解氧濃度及氧化電位等實(shí)時數(shù)值實(shí)現(xiàn)的。因此，使用自動控制系統(tǒng)可以實(shí)時控制污水處理系統(tǒng)中的供氧能力與實(shí)際氧氣需求，以此達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

4 結(jié)束語

綜上所述，隨著工業(yè)的快速發(fā)展與人口數(shù)量的激增，我國工業(yè)污水與生活廢水排放量增加，為了響應(yīng)我國節(jié)能減排的號召，實(shí)現(xiàn)環(huán)境友好型社會的建設(shè)，要加強(qiáng)對污水的處理力度。因此，要將污水處理與自動控制系統(tǒng)進(jìn)行有效結(jié)合，提高污水處理效率與質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)水資源循環(huán)使用。

參考文獻(xiàn)：

[1]葛新東.污水處理控制與監(jiān)控系統(tǒng)中的自動化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)[J].通訊世界，2019，26（02）：270-271.

[2]陳化川.V型濾池自動化控制系統(tǒng)在酒鋼污水處理廠的應(yīng)用[J].甘肅冶金，2017，39（06）：101-103+105.