自動(dòng)控制系統(tǒng)在污水處理中的應(yīng)用探討

楊梅

光大水務(wù)運(yùn)營(yíng)（新沂）有限公司 江蘇徐州 221400

1 污水處理中自動(dòng)控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)分析

1.1 污水處理特征分析

①污水處理周期長(zhǎng)。污水處理周期主要是由污水本身參數(shù)和水處理工藝共同決定的，現(xiàn)階段應(yīng)用最廣泛的水處理工藝，需依據(jù)環(huán)境和水質(zhì)變化實(shí)時(shí)調(diào)整污水處理參數(shù)，處理周期較長(zhǎng)。②污水處理參數(shù)離散型較強(qiáng)。分析污水處理過程的主要參數(shù)，溶解氧、溫度、酸堿度、COD、BOD 等參數(shù)存在較明顯的離散性，與處理設(shè)備的匹配性有待提升。③難以實(shí)現(xiàn)無人值守。傳統(tǒng)的污水處理廠或者污水處理設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)一定時(shí)間范圍內(nèi)的自動(dòng)控制，但是難以滿足長(zhǎng)時(shí)間無人值守的要求[1]。

1.2 自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)

在污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)遵循規(guī)范性、可擴(kuò)展性、技術(shù)成熟性和先進(jìn)性等原則，保證污水處理的高性價(jià)比、高可靠性和高自動(dòng)化水平。具體來看，自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)中的高自動(dòng)化要求主要的設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)控制，在提升處理效率的同時(shí)，降低勞動(dòng)強(qiáng)度；高實(shí)時(shí)性目標(biāo)指的是能夠?qū)崟r(shí)采集污水處理參數(shù)，并及時(shí)反饋到中央控制單元；高可靠性要求處理流程和設(shè)備能夠承受一定環(huán)境因素變化的影響，保持系統(tǒng)可用性；高性價(jià)比目標(biāo)指的是污水處理能夠在較低投資的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)最高的污水處理處理收益。

1.3 自動(dòng)控制系統(tǒng)工藝流程設(shè)計(jì)

本文研究自動(dòng)控制系統(tǒng)在污水處理中的應(yīng)用，是基于應(yīng)用最為廣泛的A/A/O 生物反應(yīng)池工藝進(jìn)行的。可將該過程的工藝劃分為污水預(yù)處理、水解酸化、生物池、中間提升池、絮凝沉淀池、過濾消毒和污泥脫水等過程。

2 自動(dòng)控制系統(tǒng)在污水處理中的應(yīng)用

2.1 自動(dòng)控制系統(tǒng)基本情況

自動(dòng)控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)以下幾方面的工作：①實(shí)時(shí)信息收集和傳輸。針對(duì)于污水處理過程的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，通過設(shè)置水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀器，采集污水處理中間過程的參數(shù)波動(dòng)情況，并借助于有線和無線兩種方式進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。②數(shù)據(jù)處理。自動(dòng)控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理主要包括異常數(shù)據(jù)篩選、簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)比對(duì)等。借助于高性能的計(jì)算機(jī)能夠在較短時(shí)間內(nèi)處理大量的數(shù)據(jù)。③系統(tǒng)控制。通過數(shù)據(jù)的處理和比對(duì)，自動(dòng)控制系統(tǒng)能夠依照內(nèi)部設(shè)置的處理方法，控制設(shè)備開關(guān)，調(diào)節(jié)子系統(tǒng)的運(yùn)行情況，始終保持污水處理過程在設(shè)定區(qū)間內(nèi)。

2.2 自動(dòng)控制進(jìn)水泵房

進(jìn)水泵作為自動(dòng)控制系統(tǒng)中的重要裝置，能有效控制污水處理過程中的進(jìn)水速度、進(jìn)水量等參數(shù)。進(jìn)水泵在開展自動(dòng)控制時(shí)，按以下流程進(jìn)行：首先借助于水位測(cè)量?jī)x器，檢測(cè)水位值情況，在水位高于設(shè)定范圍時(shí)，自動(dòng)觸發(fā)控制開關(guān)，啟動(dòng)水泵進(jìn)行排水，水泵的啟動(dòng)順序可按照運(yùn)行時(shí)間來排序，運(yùn)行時(shí)間較短的水泵優(yōu)先啟動(dòng)。一旦液位低于設(shè)定值，控制排水水泵停止或降低功率[2]。

2.3 自動(dòng)控制污泥回流量

針對(duì)現(xiàn)階段污水處理過程中造成的污泥污染問題，可借助于污泥濃縮脫水系統(tǒng)減少污染物。分析污泥回流過程，在自動(dòng)控制框架下，可實(shí)現(xiàn)基于時(shí)間控制的自動(dòng)調(diào)整。根據(jù)污泥回流控制系統(tǒng)特點(diǎn)嚴(yán)格設(shè)定控制系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)備的啟動(dòng)時(shí)間，最后啟動(dòng)脫泥機(jī)房加藥泵和進(jìn)泥泵，在系統(tǒng)停止時(shí)，各設(shè)備的停止順序正好相反。當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)出進(jìn)泥量低于設(shè)定值，加藥裝置中液位較低時(shí)，會(huì)自動(dòng)停止設(shè)備運(yùn)行，在進(jìn)泥量在設(shè)定范圍內(nèi)時(shí)重新啟動(dòng)。

2.4 自動(dòng)控制氧化曝氣量

在污水處理的部分工藝流程中，需保持有氧環(huán)境，提升反應(yīng)的速度。借助于自動(dòng)控制系統(tǒng)，工作人員可設(shè)定實(shí)際需氧量及負(fù)荷條件，并通過含氧量測(cè)量裝置采集實(shí)時(shí)的反應(yīng)環(huán)境參數(shù)，控制系統(tǒng)的氧氣輸入。在氧氣含量較少時(shí)，提升曝氣機(jī)的轉(zhuǎn)速，增加系統(tǒng)的氧氣供應(yīng)量；在污水含氧量過大時(shí)，反向操作降低氧氣的供應(yīng)量。針對(duì)不同的污水，可通過調(diào)節(jié)系統(tǒng)指標(biāo)實(shí)現(xiàn)含氧量的科學(xué)、精準(zhǔn)控制，即根據(jù)溶解氧濃度和氧化還原電位控制相應(yīng)指標(biāo)，協(xié)調(diào)充氧能力和實(shí)際需氧量。

2.5 自動(dòng)控制旋流沉砂池

在對(duì)污水進(jìn)行處理的過程中，應(yīng)充分發(fā)揮旋流沉沙裝置的作用，實(shí)現(xiàn)污水的快速沉淀。在旋流沉沙池工作過程中，攪拌葉輪長(zhǎng)時(shí)間處于運(yùn)行狀態(tài)，借助于自動(dòng)控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)排沙功能。進(jìn)一步的，將沙水分離器等相關(guān)設(shè)備納入到自動(dòng)控制系統(tǒng)中，通過對(duì)排沙閥門，排沙泵及旋流沉沙池內(nèi)部設(shè)備的連鎖控制，提升沉淀的工作效率。

2.6 加藥系統(tǒng)自動(dòng)控制分析

在污水處理過程中，時(shí)常需要添加各類的化學(xué)試劑，化學(xué)試劑的添加量應(yīng)結(jié)合水流量和污水中的各項(xiàng)參數(shù)確定，如流量較小或者是加藥速度過快，會(huì)破壞水體中的化學(xué)成分平衡。借助于自動(dòng)控制系統(tǒng)，在上游及下游設(shè)置兩個(gè)精準(zhǔn)度相同的檢測(cè)裝置，依據(jù)上游和下游同類數(shù)據(jù)的差異，不斷修正加藥量和加藥速度，實(shí)現(xiàn)加藥和污水處理量之間的平衡關(guān)系，盡量維持水體化學(xué)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定[3]。

3 結(jié)語

水資源的安全直接影響日常的生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，必須高度重視污水處理工作，保護(hù)自然環(huán)境和生命健康。我國污水處理技術(shù)雖然起步較晚，但是發(fā)展迅速。與歐美等國家相比還存在能耗高、效率低、處理不徹底等問題，但是整體的水處理能力增長(zhǎng)迅速。借助于自動(dòng)控制系統(tǒng)，我國污水處理的信息化、自動(dòng)化和智能化水平得到顯著提升。綜合利用自動(dòng)化儀表、自動(dòng)控制系統(tǒng)，結(jié)合計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)提升污水處理能力，進(jìn)一步降低污水處理的單位能耗和處理成本，提升我國水資源利用效率，實(shí)現(xiàn)我國經(jīng)濟(jì)的綠色長(zhǎng)期發(fā)展。