探討電氣自動化控制技術(shù)在污水處理廠曝氣量控制的應(yīng)用

吳海軍

摘 要：在污水處理廠，完善處理工藝的關(guān)鍵參數(shù)是曝氣量。本文分析了利用電氣自動化控制恒曝氣量的應(yīng)用方法，分析對其進(jìn)行分時段控制的策略，說明對恒溶解氧的分布處理，闡述了溶解氧串級的電氣控制策略，并對曝氣的精準(zhǔn)控制應(yīng)用進(jìn)行總結(jié)。

關(guān)鍵詞：污水處理;曝氣量;電氣自動化;技術(shù)應(yīng)用

前言：污水處理廠是與生態(tài)調(diào)節(jié)、環(huán)境保護(hù)密切相關(guān)的重要單位，其核心任務(wù)為處理污水。在技術(shù)影響下，基于發(fā)展要求，應(yīng)用電氣自動化先進(jìn)技術(shù)，促進(jìn)曝氣量控制，是污水處理廠發(fā)展的必經(jīng)路徑。結(jié)合此技術(shù)促進(jìn)高效、安全生產(chǎn)，提升處理成效，促進(jìn)效率提升。

1曝氣量

1.1恒定控制

應(yīng)用電氣自動控制手段進(jìn)行恒曝氣量控制時，核心應(yīng)用思路是恒定供氣量控制。在曝氣池中，維持其供氣量總量固定，在現(xiàn)有技術(shù)下，污水處理廠多采用此方式進(jìn)行自動控制。具體應(yīng)用時，無需執(zhí)行復(fù)雜的操作流程。此種自動控制要求處理廠處理工藝成熟，具有穩(wěn)定進(jìn)水量，符合此要求的處理廠應(yīng)用恒曝氣量控制，可體現(xiàn)控制成效。在實際應(yīng)用中，需要以空氣流量計作為設(shè)備支持，安裝該設(shè)備后，以其進(jìn)行控制。PLC控制做出反饋后，信號傳輸至空氣流量計，流量計將信號處理輸出，下達(dá)控制指令，完成控制過程。風(fēng)機(jī)導(dǎo)葉上設(shè)有電動閥門，空氣管線中也有此構(gòu)件，裝設(shè)空氣流量計后，控制器通過科學(xué)控制閥門，調(diào)整曝氣量，直到曝氣量與系統(tǒng)設(shè)定值要求相符，則停止調(diào)節(jié)，維持曝氣量在此狀態(tài)，即實現(xiàn)恒曝氣量。該控制應(yīng)用實際應(yīng)用廣泛，應(yīng)用時間較長，技術(shù)發(fā)展以后，其應(yīng)用技術(shù)逐漸升級，實現(xiàn)精細(xì)化分層，不同技術(shù)側(cè)重于不同應(yīng)用方向，未來可期[1]。

1.2分時段控制

污水處理具有時段特點，可見波峰波谷的動態(tài)工作量變化。進(jìn)行分時段自動化控制，可對處理工作進(jìn)行分時段優(yōu)化。分時段控制基于處理工作量分布的規(guī)律性，較為適用于城區(qū)處理廠，但在應(yīng)用中，步驟更加復(fù)雜。分時段控制時，應(yīng)用方式必須基于時間段，應(yīng)用于不同時段，成效差異明顯。應(yīng)根據(jù)時段特點，進(jìn)行科學(xué)設(shè)計和應(yīng)用。在此控制中，應(yīng)精準(zhǔn)控制調(diào)節(jié)閥，依據(jù)原則調(diào)控。分時段控制，要求進(jìn)行整點時段設(shè)定，強(qiáng)化區(qū)域規(guī)劃，按照規(guī)劃實施調(diào)節(jié)控制過程，防止設(shè)備損傷。為優(yōu)化整點調(diào)節(jié)，一般分設(shè)時段為24個，根據(jù)不同節(jié)點，設(shè)定流量值。分時段控制技術(shù)不完備之處在于，曝氣值設(shè)定并無特定參數(shù)，需要結(jié)合操作經(jīng)驗，確定適宜數(shù)值。不僅如此，好氧區(qū)工藝段并非維持穩(wěn)定狀態(tài)，季節(jié)因素、地理環(huán)境因素對其造成影響，應(yīng)用此技術(shù)的難點在于經(jīng)驗性和能動性控制，預(yù)期效果和實際應(yīng)用成效具有差異性。設(shè)定曝氣值時，需要結(jié)合曲線數(shù)值，不斷調(diào)整修正，確定最優(yōu)值，一般耗時較長，需要探索過程。

2溶解氧

2.1恒定控制

現(xiàn)今為技術(shù)高速發(fā)展期，儀表技術(shù)升級，在此背景下，溶解氧檢測儀被廣泛應(yīng)用于污水處理。處理廠在對曝氣值進(jìn)行自動控制時，需要多參數(shù)支持，其中溶解氧即為輔助分析的核心參數(shù)之一。當(dāng)曝氣系統(tǒng)為推流式時，儀表應(yīng)用安裝技術(shù)要求較多，一般在反應(yīng)器末端裝設(shè)儀表。單臺儀表對系統(tǒng)運行狀態(tài)監(jiān)測能力有限，安裝儀表時，多劃分區(qū)域，分區(qū)域安裝。此種安裝方式，儀表運行流暢，且便于檢修。在儀表應(yīng)用時，需要定期檢測，檢測時需要先構(gòu)建曲線模型，結(jié)合模型分析運行狀態(tài)，結(jié)合曝氣量的分時段控制情況，進(jìn)行運行監(jiān)控。溶解氧分析儀應(yīng)用與多層次操作相關(guān)，有一定滯后性，應(yīng)深入分析，考慮全面因素，精準(zhǔn)設(shè)定參數(shù)，同時調(diào)節(jié)PID值，適應(yīng)處理需要，減少調(diào)節(jié)閥操作頻率。

2.2串級控制

應(yīng)用串級控制調(diào)節(jié)溶解氧，關(guān)鍵在于控制器，在控制器中設(shè)置科學(xué)的動態(tài)參數(shù)，促進(jìn)曝氣值調(diào)節(jié)，實現(xiàn)自動控制。污水處理質(zhì)量直接受曝氣值控制水平影響，優(yōu)化溶解氧串級和曝氣值控制，可改善污水處理質(zhì)量，促進(jìn)系統(tǒng)運行。主控制器是自動控制系統(tǒng)的核心，處理系統(tǒng)出水時會產(chǎn)生氨氮信號，控制器采集該信號，結(jié)合信號信息，干預(yù)曝氣池，定值分配其中的曝氣值，同時設(shè)定科學(xué)的溶解氧定值，針對不同區(qū)域調(diào)節(jié)曝氣值，溶解氣串級負(fù)責(zé)控制出水口氨氮，以氨氮信息為輸入信號，影響主控制器。因生化系統(tǒng)變化，具體應(yīng)用時，可能消極影響污水處理，此種消極影響尚無規(guī)避方案，且會增強(qiáng)氨氮波動性，干擾處理系統(tǒng)，影響企業(yè)發(fā)展。技術(shù)發(fā)展以后，污水處理技術(shù)轉(zhuǎn)變了科研思路，科研人員著力于在控制器優(yōu)化中結(jié)合進(jìn)水參數(shù)，促進(jìn)串級控制，此種優(yōu)化重在事前控制，進(jìn)行此種設(shè)計，是為將水指標(biāo)波動控制在相對理想的范圍內(nèi)。

3精準(zhǔn)化控制

在曝氣控制時，技術(shù)核心在于對曝氣值進(jìn)行精準(zhǔn)化控制，此為關(guān)鍵部分。精準(zhǔn)化控制流程復(fù)雜，對操作者的專業(yè)素養(yǎng)要求較高，需要結(jié)合技術(shù)經(jīng)驗應(yīng)用控制系統(tǒng)。與常規(guī)自動化控制相比，對曝氣進(jìn)行自動化控制無論從經(jīng)濟(jì)角度還是從精細(xì)控制角度而言，都較為優(yōu)越，整體系統(tǒng)來看，自動化水平升級，此種優(yōu)化顯著，可促進(jìn)行業(yè)的全局發(fā)展，應(yīng)用優(yōu)勢明顯。精準(zhǔn)控制中，結(jié)合污水處理技術(shù)，利用計算機(jī)技術(shù)，同時高效綜合自動化控制，三種技術(shù)結(jié)合，創(chuàng)建精細(xì)化數(shù)學(xué)模型，基于模型進(jìn)行系統(tǒng)分析和控制系統(tǒng)優(yōu)化，強(qiáng)效智能控制，強(qiáng)化全面控制，實現(xiàn)綜合控制。在精準(zhǔn)控制中，可優(yōu)先選擇控制方案，精準(zhǔn)把握系統(tǒng)穩(wěn)定性，促進(jìn)操作成效優(yōu)化。在曝氣控制中，關(guān)鍵在于為鼓風(fēng)機(jī)分配各自的運行區(qū)域，將運行過程結(jié)合變頻器控制，進(jìn)行運行控制，產(chǎn)生壓力信號，分配結(jié)果受到壓力信號的影響，系統(tǒng)安全運行也與此壓力信號相關(guān)?；诖朔N方式控制曝氣參數(shù)，需要利用儀表或儀器，在PLC系統(tǒng)中輸入?yún)?shù)，通過計算機(jī)系統(tǒng)，完善數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，通過精準(zhǔn)計算，明確控制方案，然后發(fā)布控制命令[2]。

4結(jié)論

曝氣控制是污水處理廠的重要工作，科學(xué)應(yīng)用電氣自動化相關(guān)技術(shù)，促進(jìn)曝氣控制技術(shù)優(yōu)化，應(yīng)用效果良好。通過以上方面的技術(shù)應(yīng)用，使曝氣值得到科學(xué)、精準(zhǔn)的控制，適應(yīng)污水處理廠的技術(shù)升級要求，促進(jìn)生產(chǎn)增效，促進(jìn)高效率污水處理。

參考文獻(xiàn)：

[1]王陽.電氣自動化控制技術(shù)在污水處理廠曝氣量控制中的應(yīng)用分析[J].科技資訊，2020，18（03）：53-54.

[2]潘會友.電氣自動化控制技術(shù)在污水處理廠曝氣量控制中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟(jì)和信息化，2018，8（16）：58-59.

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