淺析污水處理自動化控制系統(tǒng)的設計

唐愛民

摘要：城市人口數(shù)量劇增，城市污水處理作為城市工作的主要組成部分，相關人員應該利用先進的技術，提高城市污水的自動化。根據(jù)污水處理需仔細分析城市污水的不同來源、仔細區(qū)分工業(yè)用水、生活用水、廢氣水種類等進行充分論證，確保污水處理自動化技術準確應用，本文將主要論述淺析污水處理自動化控制系統(tǒng)的設計，希望切實促進污水自動化水平。

關鍵詞：污水處理、自動化控制系統(tǒng)、設計

引言：

環(huán)境問題日益突出，綠色可持續(xù)發(fā)展觀念深入人心，水污染控制是環(huán)境保護的重點，但是在現(xiàn)實污水治理過程中，大量的工業(yè)廢水生活廢水直接流入湖泊，造成大面積水污染，從而引發(fā)水質(zhì)惡化，魚蝦死亡。因此必須要從水污染源頭入手，重視污水處理工作，加強對污水處理廠自動化的研究，仔細分析污水系統(tǒng)的各個過程，有效降低成本，廣泛推動污水處理自動化系統(tǒng)的應用。

一、污水處理自動化控制系統(tǒng)的設計工作原理

污水處理廠的自動化控制系統(tǒng)主要是依托計算機網(wǎng)絡數(shù)據(jù)，連接現(xiàn)場的各種儀器，自動記錄各種參數(shù)，將數(shù)據(jù)傳入到PLC系統(tǒng)進行綜合統(tǒng)計，然后將計算結(jié)果實時上傳到監(jiān)控系統(tǒng)中，以人工評價的方式，進行各種重要數(shù)據(jù)的統(tǒng)計管理，從而標注出污水處理中的整體情況。

污水處理器主要由PLC 、上位機、執(zhí)行系統(tǒng)三部分組成。上位機是控制系統(tǒng)的核心部分，也是整體自動控制系統(tǒng)的指揮部位。PLC 是整個控制系統(tǒng)的核心，它能夠執(zhí)行邏輯運算、定時、程序控制等基礎操作，當PLC進行工作時，主要通過數(shù)據(jù)采樣，然后進行核心程序計算，最后進行分析輸出刷新，不斷重復著以上的三個步驟，各項數(shù)據(jù)在不斷輸入輸出的過程中達到實時的更新優(yōu)化。同時還可以實時顯示液壓、溫度離子濃度等各種變化。上位機是實現(xiàn)智能控制的中心結(jié)構，主要通過電信號向其他機器發(fā)布指令。憑借相應軟件，采用循環(huán)掃描的方法，對時間、污染程度進行自動分析，具有較高的可靠性，同時也可以根據(jù)各地的污染指標進行調(diào)控，以最小的成本達到較高的污水處理效率。

二、污水處理自動化控制系統(tǒng)的設計措施

（一）明確污水處理過程

污水處理涉及變量多，非線性條件多耦合性強。因此相關人員在污水處理前端要簡化工藝進行縝密行對接，嚴格制定相應的管理措施，從預處理一級處理，二級處理到深度處理，逐漸實施多極化處理，最終實現(xiàn)脫硫除磷的具體工藝。預處理是污水處理的最前端，主要由氧化池和調(diào)節(jié)池組成，能夠完成大塊物質(zhì)的截留，減少后續(xù)處理中的固體物質(zhì)，有效去除水體中的膠體物質(zhì)和有機污染物，是污水處理的前端。經(jīng)過預處理后，有機污染物去除率可以達到90%以上，基本已經(jīng)達到了排放標準，而二級處理主要通過污泥脫水系統(tǒng)將活性污泥再次送回到曝光池，再通過鼓風機調(diào)節(jié)，過濾出水中的雜質(zhì)沉淀，保證污水中的濃度持續(xù)降低。應用計算機模型控制，建立3D 模擬形狀，以多變量統(tǒng)計分析為主，在高級控制算法的基礎上實現(xiàn)自動化的控制。

例如相關人員在進行污水處理控制時，可以利用PID 法，明確污水處理中的非線性關系。其中P 代表比率，I代表積分，d代表微分。PID 能夠根據(jù)污水中的各個成分濃度進行動態(tài)調(diào)節(jié)，以偏差進行計算，利用微分調(diào)節(jié)不斷修正信號，提高系統(tǒng)的準確性，合理利用積分微分的線性組合，滿足污水處理的平穩(wěn)快速要求。

（二）綜合污水自動化管理

污水處理自動化知識設計廣泛，主要以化學、給排水、工程為主，此外還需要相關人員具有儀表檢查，計算機控制能力。因此相關人員，根據(jù)污水中的各個含量指標，選擇合理的沉淀劑，了解自動化系統(tǒng)中的各個步驟。

例如，在污水處理過程中，要結(jié)合計算機系統(tǒng)只進行自動化分析污水的各個成分，選擇合理的沉淀劑。聚合化鋁是一種新型的無機高分子絮凝劑，能夠有效吸收污水中的有機物，形成合理的絮狀沉淀。在處理低溫水和渾濁度低的污水要采用三氯化鐵，三氯化鐵沉淀劑能夠在較低的PH值中使用，且處理后的水顏色透明度高，同時要根據(jù)政府的污水排放政策，合理設定排污標準。以污水的采集和收取等環(huán)節(jié)，合理進行閥門的開關，保證污水自動化程序穩(wěn)定運行。

（三）結(jié)合人工綜合自動化管理

污水處理行業(yè)監(jiān)督控制不夠嚴格，因此污水處理廠也要加強對于污水排放的監(jiān)督管理，提高污水處理自動化系統(tǒng)的參數(shù)控制，采集自控設備以及信息，合理利用前端反饋，不斷優(yōu)化后續(xù)污水處理的智能化，憑借智能儀器傳感器，自動控制系統(tǒng)相互協(xié)調(diào)，保證污水處理廠穩(wěn)定高速運行。因為污水處理行業(yè)的特殊性，污水處理所需時間常要經(jīng)過多項復雜的程序，系統(tǒng)穩(wěn)定性還存在一定偏差。因此，在自動化控制技術同時，也要適當進行人工管理。

例如，在污水自動化管理的同時，憑借人工手動方法對污水池內(nèi)的液位、酸堿度、溫度等性能進行常規(guī)管理，操作人員要實時通過顯示屏監(jiān)控污水處理狀態(tài)，一旦發(fā)生問題立刻啟停電機。

（四）合理設置自動化參數(shù)控制

利用自熱式好氧消化單元進行自動化處理，將固漿率降低到10%左右，然后在利用濃縮式的好氧消耗單元中，根據(jù)自動化控制選擇揮發(fā)性的有機物作為食料，保證微生物能夠發(fā)生融胞反應，將污水中中的蛋白質(zhì)進行分解，產(chǎn)生二氧化碳水等污染物質(zhì)。自動化系統(tǒng)自主匹配溫度，達到有機物的最大降解率，

例如，如果污水中的含硫量過高時，可以在污水中引入氨氣生成一氯氨，保證水中的余氯含量時候繼續(xù)投加次氯酸生成二氯氨，將水中的氨元素以氮氣形式去除。保證水中殘留的氯濃度再次平衡，在中性或酸性范圍內(nèi)生成三氯氨，在堿性環(huán)境下生成硝酸，保證脫氯效果合理。

總結(jié)：

污水排放是影響環(huán)保質(zhì)量的重要原因之一，實現(xiàn)污水處理系統(tǒng)自動化生產(chǎn)勢在必行，為了減少能源消耗，要充分利用水資源，實現(xiàn)經(jīng)濟與環(huán)保的協(xié)同發(fā)展，只有不斷改進完善污水的自動控制系統(tǒng)，建立一套完整的培訓機制。切實提高操作人員的知識水平，保證全局統(tǒng)籌兼顧，在完善自身控制的技術上，切實突破行業(yè)的應用極限，綜合應用模型預測控制，達到污水處理的最優(yōu)化管理。

參考文獻：

[1]張虹，馬振英，房瑋.污水處理自動化控制系統(tǒng)控制策略研究[J].儀表技術與傳感器，2017（07）：54-57.

[2]張浩.基于電氣集中控制與污水處理自動化的實現(xiàn)探索[J].中國新通信，2017，19（01）：161.

[3]甘國強. 污水處理自動化控制系統(tǒng)的控制策略[J]. 電子技術與軟件工程， 2018， （16）：109.