自動(dòng)控制在污水處理中的應(yīng)用

【摘 要】水，是人類(lèi)生存的基礎(chǔ)。隨著城市生活用水量、工業(yè)用水量的增加，在城市中，排出的生活污水與工業(yè)污水量也相應(yīng)的增加。而這種污水的排出，會(huì)給人民的生活、身體造成危險(xiǎn)，會(huì)給工業(yè)、農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)造成損失。想要進(jìn)行城市的污水處理其需要的成本過(guò)高，其效益差。如何實(shí)現(xiàn)污水處理的自動(dòng)化，對(duì)污水處理具有非常重要的意義。

【關(guān)鍵詞】污水處理；自動(dòng)控制；現(xiàn)場(chǎng)控制；集中監(jiān)控；污水處理應(yīng)用

近年來(lái)，各個(gè)地區(qū)都相繼的引進(jìn)了先進(jìn)的設(shè)備、工藝，改變了人工、簡(jiǎn)單的電器控制的污水處理局面，城市的污水處理采用了先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、先進(jìn)的控制技術(shù)。采用污水處理的自動(dòng)控制技術(shù)，能夠使設(shè)備的狀態(tài)不斷的優(yōu)化，隨時(shí)調(diào)整工藝、設(shè)備的參數(shù)，節(jié)約能耗；可以節(jié)約人力、物力、財(cái)力，減少事故的發(fā)生，改善勞動(dòng)的條件；進(jìn)而提高處理廠的技術(shù)管理水平。

1.污水生物處理的基本理論

目前來(lái)說(shuō)，在污水生物處理方法主要有：生物膜法、厭氧生物處理法、生物塘法、活性污泥法等。在眾多處理方法中，使用頻率最高的就是活性污泥法。活性污泥法被廣泛用于城市污水處理中。

近年來(lái)，用于污水處理的處理方法中，活性污泥處理法，已經(jīng)由最普通的活性污泥法，向CAST法、AB法、SBR法、漸減曝氣法、延時(shí)曝氣法、階段曝氣法、完全活性污泥法、吸附再生活性污泥法延伸。這些方法各具獨(dú)特的特點(diǎn)，能夠穩(wěn)定的運(yùn)行，保證出水的水質(zhì)，還能夠有效的抵制污泥的膨脹。這些方法在城市的污水處理中受到歡迎，在處理過(guò)程中，又因自身的缺點(diǎn)，受到限制。在眾多方法的應(yīng)用中，同時(shí)也需要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制管理。

2.自動(dòng)控制在污水處理行業(yè)的應(yīng)用

2.1自動(dòng)控制理論的發(fā)展

自20世紀(jì)末以來(lái)，隨著現(xiàn)代科技的快速發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，自動(dòng)控制系統(tǒng)，在各個(gè)領(lǐng)域中，對(duì)其響應(yīng)的速度、控制的精度、系統(tǒng)的穩(wěn)定性、適應(yīng)能力等都有嚴(yán)格的要求，其范圍也廣泛了。計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，推動(dòng)了自動(dòng)控制的發(fā)展。控制理論可分為：現(xiàn)代控制理論、經(jīng)典控制理論、智能控制理論三個(gè)階段。

2.2自動(dòng)控制在污水處理中應(yīng)用的必然性

在目前來(lái)說(shuō)，污水處理的運(yùn)行、設(shè)計(jì)，只是用經(jīng)驗(yàn)來(lái)做實(shí)驗(yàn)，這樣處理的效果有著一定的誤差。如果污水處理系統(tǒng)，不采用自動(dòng)控制，這樣就無(wú)法展現(xiàn)出污水處理系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)。所以，在污水處理中，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制是必然的。

2.3自動(dòng)控制系統(tǒng)基本構(gòu)成及工作原理

在成熟的自動(dòng)控制系統(tǒng)中，可分為服務(wù)器及管理平臺(tái)、現(xiàn)場(chǎng)控制站、操作員站、工程師站四個(gè)單元構(gòu)成。在控制系統(tǒng)中，主要采用標(biāo)準(zhǔn)的通訊協(xié)議、開(kāi)放的系統(tǒng)，不僅使監(jiān)測(cè)、管理相互集中在一起，也使危險(xiǎn)、功能相分散，加強(qiáng)了自動(dòng)控制系統(tǒng)的通用性。

（1）服務(wù)器及管理平臺(tái)，主要為整個(gè)系統(tǒng)提供網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用軟件、全局共享、后備數(shù)據(jù)等服務(wù)。

（2）控制系統(tǒng)的核心——現(xiàn)場(chǎng)控制站。它主要是為了保障信號(hào)的控制、采集策略的實(shí)現(xiàn)。

（3）完成系統(tǒng)和操作員之間的人機(jī)界面功能——操作員站。這一單元主要包括現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)的報(bào)警功能、顯示功能、報(bào)表及操作命令的執(zhí)行功能。

（4）工程師站，主要是控制回路組態(tài)、完成系統(tǒng)的配置、下裝目標(biāo)運(yùn)行的系統(tǒng)。

2.4自動(dòng)化儀表在污水處理中的應(yīng)用

自控系統(tǒng)中，最關(guān)鍵的部分就是自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)。在工業(yè)生產(chǎn)中，自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用。它在污水處理中被稱(chēng)為眼睛。流量計(jì)、PH計(jì)、液位計(jì)、懸浮物濃度計(jì)、溶解氧測(cè)試儀、壓力計(jì)、溫度計(jì)等，在污水處理廠中被看作最主要的測(cè)量的儀表。

在城市的污水處理中，曝氣池作為污水處理工藝的核心，其測(cè)量?jī)x表直接關(guān)系到污水處理的質(zhì)量，作用非常重要。在城市的污水處理中，所有的測(cè)量?jī)x表上的測(cè)量值，都能夠及時(shí)的傳送到顯示器上。

2.4.1流量控制系統(tǒng)

水量在污水處理廠的運(yùn)行管理中，是一個(gè)重要的控制參數(shù)。如何及時(shí)、準(zhǔn)確的掌握進(jìn)水量，對(duì)提高污水處理廠抵抗水力負(fù)荷的沖擊，有著重要的作用。流量計(jì)的安裝，能夠?qū)崟r(shí)的顯示積累處理量、實(shí)時(shí)的瞬時(shí)流量，還能夠?yàn)槲鬯幚硐到y(tǒng)的運(yùn)行，提供準(zhǔn)確的瞬時(shí)流量參數(shù)。

2.4.2格柵控制系統(tǒng)

格柵控制系統(tǒng)可以是手動(dòng)模式，也可以采用自動(dòng)模式。格柵有粗細(xì)之分，可在格柵的前后分別安裝上液位差計(jì)。通過(guò)液位差來(lái)顯示堵塞程度，將信息傳輸?shù)絇LC控制器上，將其分析計(jì)算。若超過(guò)預(yù)設(shè)數(shù)量，即提示清除垃圾，在格柵的自動(dòng)模式下，自動(dòng)控制系統(tǒng)可自動(dòng)將污物排除。從而保障水的正常流動(dòng)，減少設(shè)備的損耗。

2.4.3水泵控制系統(tǒng)

水泵的控制系統(tǒng)中，根據(jù)水泵的運(yùn)行時(shí)間，來(lái)設(shè)定成自動(dòng)將水泵換為備用泵、啟動(dòng)泵。在此系統(tǒng)中，可預(yù)設(shè)水泵的開(kāi)泵順序，如果一臺(tái)不夠，另一臺(tái)會(huì)及時(shí)啟動(dòng)。這樣能夠根據(jù)污水處理廠外的水量，及時(shí)、準(zhǔn)確的對(duì)水泵的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整，從而差輕設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)也能減少工作者的勞動(dòng)量。

2.4.4沉砂池控制系統(tǒng)

沉砂池控制系統(tǒng)，包括閘門(mén)、吸砂泵、漿葉分離機(jī)、砂水分離器等設(shè)備。在各個(gè)設(shè)備之間，存在著一定的連鎖關(guān)系，當(dāng)接到啟動(dòng)的命令后，漿葉分離機(jī)先進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，在其運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中，吸砂泵將按設(shè)定的程序，自動(dòng)定時(shí)啟停，在此同時(shí)砂泵、砂水分離器同時(shí)啟動(dòng)，進(jìn)而延遲停機(jī)的時(shí)間。

2.4.5鼓風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)

在曝氣池中，安裝懸浮物濃度計(jì)、溶解氧測(cè)試儀。鼓風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)的安裝，能夠節(jié)約損耗，保證細(xì)菌的分解能力，使設(shè)備得到保護(hù)。其主要的任務(wù)是為反應(yīng)池曝氣，提供穩(wěn)定的、充足的氣量。在鼓風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)中，懸浮物濃度計(jì)，能夠準(zhǔn)確的測(cè)量出污泥的濃度，可根據(jù)其濃度對(duì)曝氣池的工藝進(jìn)行調(diào)整。

2.4.6污泥控制系統(tǒng)

可以在回流的污泥管道、剩余污泥管道中，安裝上流量計(jì)（能夠測(cè)量到回流污泥、剩余污泥）。這樣在工作者值班時(shí)，就可以輕易的判斷出回流、剩余污泥泵是否正常的運(yùn)轉(zhuǎn)，從而解決監(jiān)控潛水泵難的問(wèn)題。

3.自動(dòng)控制在污水處理中的發(fā)展方向

所謂的自動(dòng)控制，其發(fā)展的方向就是智能控制。智能控制是把人的思維過(guò)程，進(jìn)行模型化，使用的是除了數(shù)學(xué)式以外的方法，其利用的是智能的計(jì)算機(jī)模仿人的科學(xué)。智能控制解決的問(wèn)題，都是難以用傳統(tǒng)方法去解決的，復(fù)雜的系統(tǒng)控制問(wèn)題。其主要分為模糊、精神、專(zhuān)家控制幾個(gè)分支。

污水廠自動(dòng)化控制的很多難題，都被智能控制有效地解決了。在汗水處理的過(guò)程中，智能控制中的模糊控制，能夠起到很好的控制目的；智能控制能夠減少或避免，因不確定因素或是外界干擾而引起的故障，避免不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

總之，自動(dòng)化控制，在污水處理的過(guò)程中，可以避免或減少人為因素帶來(lái)的隱患或事故，能夠安全、可靠的完成復(fù)雜的工藝、流程，能夠保證污水處理的效果；自動(dòng)化控制，可以減輕工作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，從而提高勞動(dòng)的效益、勞動(dòng)的效率；能夠有效的節(jié)約資源。但在自動(dòng)化控制的應(yīng)用中，還存在一些問(wèn)題，還需對(duì)其進(jìn)一步的研究。 [科]

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