自動化控制系統在污水處理廠的應用

張玉斌

摘 要：本文通過對污水處理廠自動控制系統的介紹，闡述了自動化控制系統在污水處理過程中變廢水為達標水的重要性，在保護土壤、大氣等良好的環境中起到了不可磨滅的作用。

關鍵詞：變送器 模擬量 PH值 溶解氧 COD

一、系統介紹

污水處理廠的自控系統由計算機管理系統、PLC控制系統及儀表系統三部分組成，整套系統遵循集中管理、分散控制、資源共享、工藝必需、維護方便的原則，保證污水處理穩定高效，減輕勞動強度，改善操作環境，實現污水處理廠的現代化生產管理，整體性能滿足可靠性、先進性、實用性的要求，同時兼顧工程連續性及擴展接口技術需要。

自動化檢測儀表是自控系統中關鍵的子系統之一。一般的自動化檢測儀表主要由三個部分組成：①傳感器，利用各種信號檢測被測模擬量；②變送器，將傳感器所測量的模擬信號轉變為4～20 mA的電流信號，并送到可編程序控制器（PLC）的模擬量采集模塊中；③觸摸顯示屏，將測量結果直觀地顯示出來，提供結果，并可在觸摸屏上進行操作。這三個部分有機地結合在一起，缺少其中的任何一部分，則不能稱為完整的控制系統。自動化檢測儀表以其測量精確、顯示清晰、反應靈敏、操作簡單等特點，在工業生產中得到了廣泛的應用。本文以南山鋁材三廠的污水處理廠為例介紹自控儀表系統的運行和應用。

二、建設簡介

南山鋁材三廠污水處理廠自2008年3月開工，2009年3月通水試運行，主要承擔工廠排出的污水中殘留的化學成分的中和、收集和處理任務，確保排出的水質達到國家環保部門要求的標準，出水水質執行一級A標準。

三、污水處理工藝流程：

四、主要應用儀器介紹

據工藝特點和需要，設置檢測儀表于各生產現整理場，具體配置如下：

4.1 在調節池設置在線PH儀2臺，用于實時監控廢水PH值，保障進水水質；

4.2 A/O生化池的每座好氧段各設置1臺溶解氧測定儀，用于檢測各段中的溶解氧值；

4.3 在排水口設余氯測定儀1臺，用于檢測出水余氯量，與二氧化氯發生器聯動，控制投加量；

4.4出水口設置COD檢測儀1臺，檢測出水COD達標情況。

五、主要儀表介紹

5.1 液位計、液位差計、流量計

進水泵房集池井安裝液位計1臺，根據泵房水位值自動控制多臺水泵的啟停運轉，當泵房水位高至某一設定水位值時，PLC系統將按照軟件程序的設定自動增加水泵運行臺數，水位低至某一設定值，自動減少水泵運行臺數甚至全部關閉，以保護水泵，防止空運轉。

分配井管道前安裝電磁流量計一臺，以準確測量進水量在現場和上位機實時顯示流量及累計處理量，達到了準確計量處理水量，以及為運行管理提供實時流量的目的。

5.2 溶解氧測定儀、COD在線監測儀

A/O池安裝溶解氧測定儀4臺，以便及時掌握活性細菌狀態，通過溶解氧測定儀控制鼓風機可以精確地根據好氧菌群對溶解氧的需求，控制鼓風機的啟動和停止，在保證了菌群良好生化能力的同時節約了能耗，保護了設備，增強了好氧菌群的分解能力。

5.3 藥品添加計量儀

在需要添加藥品的池子均設有藥品添加計量儀，PLC根據各種傳感器反饋來的信號，經過精確計算，得出需要添加藥品的數量，由PLC發出指令到藥品移送泵，啟動泵，將藥品準確加入到池子中。

5.4 可編程控制器和觸摸屏

在主控室中的配電柜里安裝了進口的可編程控制器（PLC）和觸摸屏，用來接收輸入指令、數據，并按設定的程序進行計算，發出相應的指令給外圍儀器、儀表，執行機構等，讓它們在集中控制下進行工作，保證了整套系統的可靠性、準確性和高效率。

檢測間設置COD在線監測儀兩臺，實時對進出水COD進行在線監測，可以隨時根據精確測量的COD值，適時地調整曝氣池的工藝，確保污水處理效果，同時減輕了實驗室工作人員的勞動強度。

六、運行管理經驗體會

考慮到工作條件的適用性，特別是傳感器直接與污水介質直接接觸，極易腐蝕和結垢，因此傳感器盡量選用無隔膜式、非接觸式、電磁式和可清洗式，兼顧到維修管理容易、方便，盡量選用不斷流拆卸式和維護周期長的儀表。

6.1 優先選用進口儀器、儀表。進口儀器、儀表相對國產儀表設計精密、結構緊湊、精確度高，雖然價格昂貴，但是使用維護方便，性能穩定。

6.2 定期維護清洗。因為儀表探頭長期浸沒在污水中，為了保證數據采集準確性，定期清洗尤為重要，清洗過程中選用軟毛刷刷除探頭保護罩上附著的污泥，再用純棉紗布沾水整理擦除。溶氧儀、污泥濃度計每周清洗一次。

6.3 定期校正。儀表在長期運行過程中難免會產生測量誤差，這就需要定期校正，以保證儀表測量的準確性，對分析儀表每月定期校正1次，實驗室工作人員利用分析方法分析對應的檢測項目，并與現場儀表監測結果比較，如果偏差太大，那么應適時對儀表進行校正，確保準確。

總體來講，自動化檢測儀表在污水處理廠的應用中發揮很大作用，但在實際應用中仍存在一些問題，相信通過在工作中不斷積累經驗，對整個控制系統進行整改、創新，能將使其發揮更大作用。