污水處理廠曝氣量控制的電氣自動(dòng)化控制技術(shù)

姚奎

【摘? ?要】隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)環(huán)境也提出了更高的要求，對(duì)環(huán)境污染的整治工作也變得愈發(fā)重要。而污水處理成為環(huán)境污染的關(guān)鍵所在，曝氣量的控制是重難點(diǎn)。本文主要對(duì)電氣自動(dòng)化控制技術(shù)應(yīng)用在污水處理方面進(jìn)行研究，分析控制曝氣量的重難點(diǎn)，為污水處理廠曝氣量控制提供參考，以期為污水處理提供參考。

【關(guān)鍵詞】污水處理;控制曝氣量;

引言

電氣自動(dòng)化控制技術(shù)隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，污水處理廠針對(duì)曝氣量控制，開始應(yīng)用電力自動(dòng)化控制技術(shù)，可以優(yōu)化曝氣量控制，保障企業(yè)的生產(chǎn)安全和穩(wěn)定發(fā)展。污水處理廠主要負(fù)責(zé)處理污水，是組成排水系統(tǒng)的關(guān)鍵所在，只有擁有完善的排水系統(tǒng)，才能實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)。但是，污水處理廠還為社會(huì)環(huán)境的不同方面在提供后備保障。另外，隨著當(dāng)前我國(guó)污水處理標(biāo)準(zhǔn)不斷提高，污水處理領(lǐng)域?qū)ζ貧饬靠刂频牟呗砸灿l(fā)多樣化。

1.曝氣量控制

曝氣量控制在污水處理工藝中是一個(gè)重要的調(diào)節(jié)參數(shù)，其控制質(zhì)量與污水處理結(jié)果之間存在直接關(guān)系。而曝氣量在一般情況下必須控制在特定范圍內(nèi)，如果曝氣量一旦出現(xiàn)過高的情況，那么污水的處理成本也會(huì)隨之提升，同時(shí)效率降低。而曝氣量控制過低則會(huì)導(dǎo)致氧濃度下降，出現(xiàn)無法完全反應(yīng)消化反應(yīng)的情況。而緒類菌體則會(huì)得到大量的繁殖機(jī)會(huì)，此時(shí)的水質(zhì)將會(huì)加速惡化。

2.電氣自動(dòng)化控制技術(shù)在曝氣量控制中的應(yīng)用

而當(dāng)前在污水處理中，對(duì)于曝氣量控制策略非常多，主要包括分時(shí)段恒曝氣量控制、恒曝氣量控制、恒溶解氧分布控制、精準(zhǔn)化曝氣控制。

2.1恒曝氣量的控制

該方式主要是站在曝氣池供氣量恒定的前提下制定控制策略，而恒曝氣量控制在當(dāng)前的污水處理廠中是主要的處理方式，并且在實(shí)際應(yīng)用該控制方式時(shí)，其步驟較為簡(jiǎn)潔，非常適合應(yīng)用在生產(chǎn)工藝和進(jìn)水量穩(wěn)定的企業(yè)中，能夠得到更加理想的效果。而該控制方式則是安裝空氣流量計(jì)來實(shí)現(xiàn)，利用 PLC 控制的反饋信號(hào)為輸出信號(hào)，以此調(diào)節(jié)空氣管線上的電動(dòng)閥門。在曝氣量達(dá)到設(shè)定值時(shí)，能夠保持恒定狀態(tài)。如圖 1 所示為恒曝氣量控制示意圖。

該控制技術(shù)主要是對(duì)一天內(nèi)不同時(shí)間段制定優(yōu)化策略，并且該優(yōu)化策略具有非常強(qiáng)的規(guī)律性，適合應(yīng)用在城市污水處理廠中，但是，實(shí)際操作環(huán)節(jié)較為復(fù)雜，并且該方式與時(shí)間段之間存在直接關(guān)聯(lián)，在不同時(shí)間段應(yīng)用的效果不同。除此之外，還需要注意準(zhǔn)確調(diào)節(jié)閥，每個(gè)時(shí)段的曝氣量均需嚴(yán)格計(jì)算，可以確保不同時(shí)段內(nèi)的曝氣量出現(xiàn)變化，同時(shí)，同一時(shí)間內(nèi)的曝氣量為恒定?；?1h 作為一個(gè)時(shí)間段，可以劃分為 24 個(gè)整時(shí)間段，通過對(duì)于水量規(guī)律進(jìn)行分析，同時(shí)設(shè)定流量、曝氣量。但是，這一形式在操作方面具有一定難度，因?yàn)椴煌瑫r(shí)段存在較大的變化規(guī)律，時(shí)間、天氣等因素均會(huì)產(chǎn)生影響，所以工作人員要掌握規(guī)律變化，同時(shí)，還需設(shè)定最好曝氣量值，并根據(jù)情況隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整，因此，該方式的工作量和工作難度相對(duì)較大，這導(dǎo)致在實(shí)際應(yīng)用分時(shí)段恒曝氣量控制的過程中，其實(shí)際應(yīng)用效果與預(yù)期之間的差異相對(duì)較大。而在設(shè)定最優(yōu)曝氣值時(shí)，要通過曲線數(shù)值修正，基于此方式，才可以實(shí)現(xiàn)曝氣值運(yùn)行控制的最優(yōu)化目的。

隨著我國(guó)儀表技術(shù)的發(fā)展，溶解氧檢測(cè)儀表在污水處理廠的應(yīng)用力度不斷加大，溶解氧作為工藝參數(shù)，參與曝氣量的自動(dòng)控制已經(jīng)非常普遍。恒溶解氧分布控制能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控溶解氧含量，該方法的工作流程是在反應(yīng)器上應(yīng)用溶解氧檢測(cè)儀表，由儀表來反應(yīng)池中的溶解氧含量。但是，由于污水處理廠非常大，所以，一個(gè)儀表完全無法反映所有區(qū)域，所以需要分片管理曝氣池。

2.4溶解氧串級(jí)控制

溶解氧串級(jí)控制方法主要是從控制器著手，通過設(shè)定溶解氧的動(dòng)態(tài)參數(shù)，從而完成曝氣值的自動(dòng)調(diào)節(jié)目的。其中，主控制器主要是采集出水的氨氮信號(hào)實(shí)現(xiàn)溶解氧的定值分配，并且在分配前需設(shè)定溶解氧定值，同時(shí)，對(duì)各個(gè)區(qū)域的曝氣值進(jìn)行全面調(diào)節(jié)。另外，出水口的氨氮作為主控制器、輸入信號(hào)，主要是由溶解氧定值進(jìn)行控制，因?yàn)樯到y(tǒng)出現(xiàn)變化，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，可能會(huì)干擾污水處理，并且注意干擾無法徹底清除，導(dǎo)致后續(xù)可能會(huì)出現(xiàn)較大的氨氮波動(dòng)量，影響污水處理廠的正常運(yùn)行。當(dāng)前，我國(guó)對(duì)該技術(shù)的研究已經(jīng)進(jìn)入下一個(gè)階段，而發(fā)展方向也開始逐漸改變，更加集中在進(jìn)水參數(shù)引入控制器方面的研究。

2.5精準(zhǔn)化曝氣量控制

精準(zhǔn)化曝氣控制在所有的控制策略中更加復(fù)雜，但該控制策略具有十分突出的自動(dòng)化水平以及較高的精準(zhǔn)度，并且經(jīng)濟(jì)效益更好，所以，是一種有效的控制策略。精準(zhǔn)化曝氣控制是通過利用電氣自動(dòng)化技術(shù)、污水處理技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等，結(jié)合多種技術(shù)，利用數(shù)字建模實(shí)現(xiàn)綜合處理的目的。而精準(zhǔn)化曝氣控制的流程是以水質(zhì)檢測(cè)信號(hào)為前期參照，提前制定策略方法和調(diào)節(jié)方式，同時(shí)，利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)調(diào)整，通過自動(dòng)閥門起到能控制作用。精準(zhǔn)化曝氣控制相較于其他的控制方式更加自動(dòng)化，并且擁有較高的技術(shù)含量，但由于該策略對(duì)技術(shù)手段具有較高要求，所以，當(dāng)前部分污水處理廠無法達(dá)到技術(shù)要求，在應(yīng)用力度和普及程度上存在不足。

3.自動(dòng)化控制系統(tǒng)在污水處理廠中的應(yīng)用

3.1 DCS 自動(dòng)化控制系統(tǒng)

該系統(tǒng)中具有多臺(tái)獨(dú)立微機(jī)，而各個(gè)微機(jī)之間可以通過網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)連接，同時(shí)，系統(tǒng)中還具有工程師、操作員以及控制站等內(nèi)容，各部分之間連接之后相互合作、協(xié)調(diào)、配合來完成控制工作。而 DCS 自動(dòng)化控制系統(tǒng)在污水處理廠中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)為實(shí)時(shí)控制、協(xié)調(diào)性強(qiáng)等。

3.2工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)

相較于 DCS 自動(dòng)化控制系統(tǒng)來說，工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)應(yīng)用在污水處理廠中的復(fù)雜程度更高，該系統(tǒng)的各個(gè)設(shè)備之間主要是采用多向串聯(lián)、多連接點(diǎn)的連接方式，這一方式可以提高各設(shè)備的能力，從而使新資源信息共享的目的。但是，因?yàn)椴煌奈鬯幚韽S所擁有的設(shè)備兼容性不同，所以系統(tǒng)內(nèi)部非常缺乏一套統(tǒng)一規(guī)劃體系，導(dǎo)致無法實(shí)現(xiàn)整體化的協(xié)調(diào)目的，因此，該系統(tǒng)的應(yīng)用范圍相對(duì)較窄。

4.結(jié)語

綜上所述，污水處理廠的自動(dòng)控制得到了飛速的發(fā)展，但是，在當(dāng)前仍舊還未實(shí)現(xiàn)最優(yōu)控制。污水處理廠通過應(yīng)用電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)，具有非常理想的效果。本文通過分析五項(xiàng)應(yīng)用技術(shù)，可以在一定程度上滿足污水處理廠的曝氣值控制需求，從而提高污水處理技術(shù)，促進(jìn)我國(guó)現(xiàn)階段污水處理事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，使我國(guó)能夠建設(shè)成為環(huán)境友好型社會(huì)和資源節(jié)約型社會(huì)。

參考文獻(xiàn)

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