污水處理自動化控制探討

　　現在應用的各種處理污水的設備，不僅品種繁多、工藝繁雜、并且連續性強，設備相對落后，所以管理起來相對困難。因此，如何能采用科學的管理方法，使污水處理控制自動化，并且能保證污水處理工藝和設備長期、安全、可靠的運行，這是非常重要和亟待解決的。為適應當今社會迅猛發展的科技需求，先進的管理方式也必須要有可靠的自動化控制系統和完善的控制技術支撐，而且還要考慮減少勞動強度和降低處理成本，并且能有效的節約能源等方方面面的因素。
　　1　污水處理工藝簡介
　　一個大、中型污水處理中包括多個處理單元，如格柵、泵房、沉砂池、曝氣以及回流污泥泵房等，所以處理污水的工藝相對繁雜，因為各個單元之間有著密不可分的聯系，為保證良好的處理水質，各單元之間就必須協調運行。同時，因為污水處理廠的占地面積都比較大，所以采用的是集散控制系統，這種自動化系統一般具有非常強的通訊網絡能力。現在就舉例說明如下。
　　某市該都污水處理廠二期工程是國家大型二級生化城市污水處理廠，它的日處理能力為30萬噸，采用AOE生化工藝，包括水處理系統和泥處理系統。在水處理環節，污水經由城市污水管網進入廠內格柵井，被攔截掉較大的渣物后，再由污水泵進行水位提升，完成后續污水靠重力流處理的工序。鐘式沉砂池起著將污水中的沙礫分離出來，防止其對后續工序設備的損害的作用。第一道工序完成后，沉砂后的污水靠重力流進入一級處理單元一初沉池，沉降去除污水中可沉降的顆粒，然后進入二級生化處理單元一曝氣池，曝氣池由A(厭氧區)／O(好氧區)／E(兼氧區)三個區組成，它是污水處理的核心是最重要的單元，污水首先進入厭氧區進行厭氧處理，使厭氧池中的污泥吸收污水中的一些有害物質后，污水進入好氧池，由鼓風機提供微生物所需消耗的氧氣，經過生物作用，將有害物質分離出來，再經兼氧區進一步處理后，曝氣混合液流入二沉池，在二沉池進行固液分離，上層清液進人接觸池進行加抓消毒后排人府河。
　　整個污泥處理過程中，系統初沉池沉淀的生污泥通過泵提升到重力濃縮池進行濃縮，二沉池沉淀的活性污泥一部分由回流泵提升到曝氣池的厭氧區增加活性污泥濃度，一部分通過泵提升到氣浮濃縮池，經兩個濃縮池濃縮后的污泥通過投配泵提升到消化池進行消化處理，最后進入脫水機房脫水成較干的污泥即可外運填埋，這樣整個工序才算完成。
　　2　自動控制系統設計原則
　　污水處理廠的自控系統本著“集中管理、分散控制、資源共享”的原則，同時儀表系統也必須堅持“工藝必需、先進實用、維護簡便”的原則。
　　為減輕勞動成本并改善操作環境，保證污水處理廠穩定高效的生產，實現現代化的生產管理，污水處理自動化的方案的設計原則是，必須滿足本工程自控系統的硬件和軟件配置，并充分考慮遠期工程的需求，為將來能對現有系統資源的有效合理的利用，提供精良的技術手段支持。
　　3　自動控制系統的組成
　　3.1中央管理計算機
　　中央管理計算機必須設置在廠區中央控制室，計算機之間可以互為備用，兼具不同的功能。同時計算機應配有有彩色顯示器、彩色打印機、黑白打印機等硬件設施。功能是能完成對污水廠各工段的集中控制、檢測功能的簡單操作。進行系統功能組態、監視報警，控制參數在線修改和設置以及記錄、打印等，通過操作人員對現場監控，CRT可直觀地顯示全廠各工藝流程段的實際工況、各工藝參數的趨勢畫面，以便及時的全面的掌握各種運行情況。同時，在中央控制室還要安裝一臺投影機，與中央管理計算機相連，這是一組動態的畫面，能顯示設備的運行情況并檢測參數，是面向全廠的工藝流程圖。
　　3.2現場控制站
　　污水廠內必須設置現場控制站，它選用抗干擾能力強的可編程控制器PLC，PLC均采用模塊化結構，這是一組使用靈活的硬件配置，并且為維修提供了方便，PLC控制系統能隨時對外圍設備進行監控，無需人工值機，它直接與中央控制室的中央管理計算機，通過現場總線形式進行數據傳輸。
　　3.3實時監控系統的應用
　　在對城市和工業污水處理中，實時監控系統起著自動控制和自動調節的作用。為使污水處理廠處理后的水質指標達，自動化系統將進行實時監控。它的功能是將當前時刻運行過程中的主要運行參數(水質參數、瞬時流量、溶解氧、污泥濃度、pH值等)、運行現狀及特定時間段內相關工藝過程曲線等信息上傳到相關文檔，存檔備份，建立工藝運行數據庫。除此之外，它還具備以下特征。
　　一是遠程在線控制操作。操作人員只需在中心控制室對相關的設備進行實時在線控制操做，如通過相關的按鍵操作，就可以對運行中的某些設備調節輸出量的大小，并且設置軟件后臺運行的參數。
　　二是呈現工藝圖表曲線。通過一系列的工藝曲線圖形、表格實時地顯示污水處理廠現場運行設備的狀況，以及現場的正常運行參數和發生故障后的錯誤參數，并可把一些必要的參數和結果顯示到實時畫面和報表中去。
　　三是工藝數據管理。依據不同運行參數的變化快慢和重要程度，建立生產歷史數據庫，存儲生產原始數據，并利用實時數據庫和歷史數據庫中的數據進行比較和統計分析，得出一些有用的經驗參數。
　　四是故障報警。如果設備運行時特定模擬量，(如電流、壓力、水位等)測量值超過范圍或相關的開關(如電機啟停、閥門開關)閥發生變位時，可根據不同的需要發出不同等級的報警。
　　五是資料打印。通過與計算機相連接的打印機將報表和圖形打印出來，并可將各種事件和報警實時打印。現場打印和報警式打印可滿足任何時候的要求。
　　3.4系統軟件的應用
　　在系統的軟件配置上，采用的是Win-dows 2000中文版操作系統，它是目前應用最為廣泛和實用的工控操作系統，操作穩定、快速、簡潔、平穩。數據庫服務器采用Windows2000 Server中文版和MicrosoftSQL2000相配合的方式，用來保存歷史數據。主工作站的界面使用Wincc5.1監控軟件，實時監視系統變化參數，所有這些參數設置，能使操作人員更加直觀、快速的掌握系統運行情況。
　　4　結語
　　污水自動化處理系統具備管理功能完善、運行效果優良、兼具科學管理和過程控制于一體的特點，可靠性高，控制性強，在污水處理中起著廣泛和重要的應