污水廠自動化運營的實現(xiàn)原理分析及應(yīng)用

（西安科技大學(xué)高新學(xué)院，陜西西安市，710000）賈西寧 姚怡

目前在污水廠的運行過程中，涉及到的設(shè)備類型較多，包括機(jī)械設(shè)備和電氣設(shè)備，同時還有采集多種類型數(shù)據(jù)的儀表，對于設(shè)備的維護(hù)質(zhì)量要求也較高?？梢圆捎米詣踊\營方式，降低污水廠運維的成本和工作量，提高污水廠的運營效率。在自動化運營的實現(xiàn)過程中，需要采用自控PLC技術(shù)，將所采集到的數(shù)據(jù)信息通過PLC控制模塊進(jìn)行分析和處理。隨著污水廠技術(shù)的發(fā)展，在污水廠的應(yīng)用過程中，采用污水廠自動化運營系統(tǒng)和遠(yuǎn)程智能控制軟件，可為污水處理生產(chǎn)過程中，提高管理技術(shù)水平，本文系統(tǒng)分析了污水廠自動化運營的實現(xiàn)原理及應(yīng)用。

1 污水廠的自動化運營

1.1 污水廠的運營現(xiàn)狀

對于污水廠的運營現(xiàn)狀，目前污水廠的設(shè)備運維工作量也較大，主要是依靠人工進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)，但如果采取人工填寫表格的方式進(jìn)行設(shè)備的維護(hù)，首先維護(hù)的效率較低，其次當(dāng)需要查找歷史資料時，也需要反復(fù)找出紙質(zhì)資料，較為麻煩。如果在污水廠設(shè)備維護(hù)中采取數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，將各種運維數(shù)據(jù)信息錄入到數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，則在查找的過程中，通過數(shù)據(jù)庫搜索命令，即可以達(dá)到快速查找數(shù)據(jù)的目的[1]，為此本文介紹污水廠的自動化運營技術(shù)。

1.2 污水廠的自動化運營情況

目前，在我國大多數(shù)的污水廠中，都采用了自動化監(jiān)控軟件系統(tǒng)，能夠?qū)崟r監(jiān)控污水廠中的基本運行情況和設(shè)備的運行狀態(tài)。對于自動化監(jiān)控軟件的選取，可以采取組態(tài)王軟件，組態(tài)軟件的生產(chǎn)廠家也較多，需要根據(jù)污水廠的實際情況加以選擇。通過該軟件，可以將污水廠調(diào)度中心的指令下發(fā)到污水廠中的各個生產(chǎn)設(shè)備中，如進(jìn)水泵房、生物池等，這些都是污水廠中的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施。通過對這些污水廠中的關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行控制，可以管控好污水廠的安全。在污水廠的調(diào)控中心中，也可以將所采集到的污水廠運行數(shù)據(jù)信息展示在運維人員面前，包括設(shè)備的參數(shù)信息、歷史數(shù)據(jù)、報警參數(shù)等。

2 污水廠自動化運營的實現(xiàn)原理

2.1 污水處理的方法分析

目前，國內(nèi)外污水處理方法大都采用傳統(tǒng)的活性污泥法，該方法具有工藝技術(shù)成熟，出水質(zhì)量高，二次污染少，運行成本低等特點。但采用該方法也具有一定的條件，如在微生物反應(yīng)的過程中，對于外部環(huán)境的要求相對較高，如水的溫度、溶解氧的情況以及污泥的濃度等，都需要加以考慮，這樣也能夠降低污水處理的成本。目前在污水廠中所采用的污水處理方法中，有采用人工的方式或者是半自動的方式，這種方式難以保證處理之后的污水是否能夠達(dá)到規(guī)定的指標(biāo)要求，有必要采用全自動的污水處理技術(shù)。通過實現(xiàn)污水廠的自動化運營，也可以降低污水廠的運營成本。

2.2 污水處理廠自動化控制系統(tǒng)

在污水處理廠的運營中，采用自動化控制系統(tǒng)，可以將污水廠的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行數(shù)字化，如調(diào)度、監(jiān)控、決策等環(huán)節(jié)。通過將數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行加工處理之后，就可以傳輸給污水廠管理人員進(jìn)行分析決策，這樣可以降低運營成本，并具有節(jié)能環(huán)保的效果。

2.3 工廠生活污水全自動化處理裝置

在生活污水的處理工廠中，可以采用自動化處理裝置，這種類型的裝置，具有較好的污水處理效果。自動化處理裝置在工作的過程中，首先將污水進(jìn)行過濾，去除掉污水中較大的雜質(zhì)，之后將初步處理的污水進(jìn)行二次處理，從而將污水中較小體積的污水進(jìn)行進(jìn)一步的吸附處理。再次，可以對精細(xì)化處理之后的污水進(jìn)行消毒處理，最后將消毒之后的污水通過排水管排出，這樣就可以實現(xiàn)自動化處理生活污水的目的[2]。這種污水處理方式的實用性較強(qiáng)，并且在污水處理的過程中也較為方便，可以在污水廠的實際應(yīng)用中加以推廣。

3 污水廠自動化運營的應(yīng)用

3.1 污水廠的運營管理系統(tǒng)的應(yīng)用

在污水廠的日常運營中，需要采用多種類型的電氣設(shè)備以及機(jī)械設(shè)備，當(dāng)這些電氣設(shè)備和機(jī)械設(shè)備的運行時間變長時，則會產(chǎn)生較多的運行數(shù)據(jù)信息，如何對這些運行數(shù)據(jù)信息進(jìn)行管理和優(yōu)化利用，是在污水廠運營中需要面臨的基本問題。對于數(shù)據(jù)信息的基本類型，主要包括水質(zhì)信息、流量信息和在線監(jiān)測系統(tǒng)所采集到的數(shù)據(jù)信息等。對于設(shè)備的類型，包括刮泥機(jī)、水泵等，應(yīng)采集這些設(shè)備的啟停時間和次數(shù)、電流、功率等數(shù)據(jù)。如果采取人工統(tǒng)計的方式進(jìn)行處理，則效率較低，為此可以采用污水廠的運營管理系統(tǒng)。通過該系統(tǒng)的應(yīng)用，可以降低污水處理廠在人工方面的投入，提高處理污水的效率，并且也會使得污水處理的流程和步驟更加規(guī)范化。對于該污水運營管理系統(tǒng)的組成，包括監(jiān)控裝置、管理裝置、流程裝置和服務(wù)器等。其中監(jiān)控裝置負(fù)責(zé)采集污水廠的各個終端設(shè)備的運行狀態(tài)信息，并對這些終端設(shè)備進(jìn)行實時監(jiān)控[3]。在污水廠運營管理系統(tǒng)中，通過這些功能模塊的協(xié)調(diào)運行，可以保證污水廠得到合理的自動化運營。

3.2 污水廠遠(yuǎn)程信息化管理系統(tǒng)的應(yīng)用

污水廠要實現(xiàn)自動化運營，首先需要使得管理系統(tǒng)具備對污水廠的遠(yuǎn)程實時監(jiān)控的能力，這樣就可以在遠(yuǎn)方實現(xiàn)對污水廠的設(shè)備操作和控制。在遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)中，主要是借助信息化技術(shù)，通過數(shù)據(jù)采集設(shè)備及服務(wù)器和污水處理廠中的多個不同類型的終端設(shè)備進(jìn)行相互通信。在通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的構(gòu)建中，可以采取VPN技術(shù)，保證網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩院陀行浴?/p>

3.3 污水處理廠自動化中控系統(tǒng)軟件的應(yīng)用

對于污水處理廠的管控系統(tǒng)，其功能的實現(xiàn)，需要依靠自動化軟件。在控制軟件中，需要和污水廠的硬件設(shè)備相互配合運行，才能保證軟件系統(tǒng)所下發(fā)的命令，能夠在硬件設(shè)備上得到執(zhí)行。在系統(tǒng)軟件的基本架構(gòu)圖中，包括了多個不同的數(shù)據(jù)采集設(shè)備、遠(yuǎn)程控制工作站和報表打印機(jī)等。污水處理廠的終端采集設(shè)備，通過無線或者有線通信網(wǎng)絡(luò)，和主站工作站相互通信，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)信息的分析和處理。在軟件系統(tǒng)中，需要處理的數(shù)據(jù)類型包括污水的流量、污水池的液體位置、污水中所包含的泥土濃度，以及水質(zhì)中的COD含量等。將采集到的這些數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)缴衔粰C(jī)中，并在軟件中加以分析和出來，可以實現(xiàn)對污水處理廠運營的自動化。

4 結(jié)論

本文系統(tǒng)分析了污水廠自動化運營的實現(xiàn)原理，通過采用本文所述的自動化運營系統(tǒng)，可以加強(qiáng)對污水廠運營情況的監(jiān)控以及對污水廠的關(guān)鍵運營數(shù)據(jù)的分析，從而使得污水處理廠在運營的過程中，更好地制定決策，并且降低污水廠的運營成本，更好地規(guī)范污水處理廠的運營。