超濾膜凈水工藝中自動控制系統的應用研究

余樂

摘 要：由于我國的地域面積廣大人口眾多，我國的水資源平均到每一個人身上就顯得尤為缺乏，并且在我國水資源還存在著過度開發、利用率過低以及時空分布不均等等問題。不僅如此，在我國很多城市的居民飲用水的水源都已經受到了不同程度上的污染，其中包括了城市的水庫、湖泊、江河以及淺層地下水等，不同的城市對于其城市內部的水資源問題都存在水質安全無法保障的問題，所以針對這一問題提出了超濾膜凈水工藝，該文主要針對這一工藝在水工藝中的應用來進行討論和分析。

關鍵詞：超濾膜凈水工藝 自動控制系統 應用研究 水源

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）11（a）-0053-02

1 我國現在的水資源狀況以及特點

對于我國來講，水資源問題一直是一個十分重要的，并且也急需解決的問題，其中最大的問題就是我國的人均淡水資源處在一個極其不足的狀態中，在我國，國民人均淡水資源的含量與國際上所要求的人均淡水資源的平均量進行比較，我國僅占了其1/4。從我國的自身情況來看水資源地域的分布也十分地不均勻，由于我國的國土面積過大不同省份其地貌也不同，所以很多省份是純粹的內陸省其水資源十分缺少。由于我國的城市分布問題，在我國的沿海地區其水量相對于較為充足，而在我國的東北以及西部地區，由于城市為內陸城市，所以其水量相對于沿海地區的水量十分地少，也就造成了我國資源的地域分布不均這一問題。然而我國是人口大國，并且人口數量也在逐年進行增長，這些都會給我國的水資源帶來相應的問題，而一旦水資源出現了問題，就會給我國的經濟發展以及人民生活都帶來問題，這些都是我們急需去解決，也是我國水資源問題中極為重要的現狀。

2 超濾膜凈水工藝中系統的結構以及結構問題的分析

一個城市在使用超濾膜凈水這項工藝的過程中，其主要的功能是使用過濾車間中的V型濾池、臭氧活性炭吸附工藝以及常規過濾工藝3種工藝相結合，使用這些不同的工藝的目的就是幫助水質不好的水在經過過濾車間V型濾池進行一個過濾，也就是使用超濾凈化工藝，在進行超濾膜凈水工藝中，其系統主要是由10套超濾膜組器組成，其中每一套的超濾膜組器都包括60支的內壓式聚偏氟乙烯（CPVDF）中空纖維超濾膜，并且一套的超濾膜組器的產水量為4 000 m3/d。超濾膜凈水工藝處理系統，其中主要的是由兩個不同的系統組成的，它們分別是：超濾膜產水系統、超濾膜清洗系統。而超濾膜凈水系統主要包括了以下幾種設備：網式過濾器、進水泵、超濾膜組器等設備。

系統中的受控設備主要有：進水泵4臺，網式過濾器3臺，超濾膜反沖洗水泵2臺，超濾膜組器10套，反洗過濾器2臺，化料器2臺，化學清洗藥罐攪拌機3個，化學清洗泵4臺，電加熱器3個，氫氧化鈉儲藥桶2個，化學清洗藥罐3個，次氯酸鈉儲藥桶1個，次氯酸鈉計量泵2臺，中和池排水泵2臺，氣擦洗空壓機2臺，氣擦洗儲罐1個，儀表用空壓機2臺，冷干機2臺，儲氣罐1個等等。

而在系統中，負責進行檢測的儀表主要有：在線溫度計2個，壓力變送器32個，超聲波液位計7個，溫度測量儀1臺，熱式氣體流量計3個，電磁流量計14個，pH測試儀2臺，在線NTU12個和顆粒計數儀2個。

系統中的輸入信號其中主要包括了以下幾個不同的信號，分別是：對開關量進行分析的信號、對模擬量進行分析的信號；并且在系統中輸出信號也是具有以下幾個不同的信號的，分別是：開關量的信號、模擬量的信號。對系統中的I/O點數進行分配，可以得出模擬量輸入點（即AI）為83點，開關量輸入點（即DI）為215點，開關量輸出點（即DO）為165點，模擬了輸出點（即AO）為13點。

而所謂的檢測儀表，其本質說的就是在進行一項工藝生產的過程中，根據需要檢驗的對象而確定的用來檢測相關對象所需要的測量工具，這種測量工具是針對這一對象而存在的，在進行檢測之后，需要將用儀表所檢測到的不同的信號進行變換，將其逐漸變成對其對應的標準信號，并且儀表的傳送以及放大，將這些信號逐一地送給控制器。但是由于在超濾單元中，很多的管道以及水池的大小、深淺、長寬都是完全不同的，并且在這一系統中進行化學清洗的時候有很多的化學洗液其自身都帶有強腐蝕性的原因，所以必須去選擇一個參數來進行選擇一個和其對應且合適的檢測儀表。

3 超濾膜凈水工藝自動控制系統的應用

所謂超濾膜技術，從本質上來看，這就是一種科學的、高效的、環保的利用物理原理而存在的一種分離技術，又因為超濾膜本身就是具有篩分作用的，所以才能夠使用這種技術去進行水的過濾和處理。以此來對超濾膜實現溶液的濃縮、分離以及凈化。根據這一技術可以更好地去保護水中各種不同的微生物的安全，同時使用這一技術也可以提高我國在引用化學時候的安全性。同時使用超濾膜凈水工藝可以有效地幫助水提高水質、并且這一系統自身的運行費用相對于較低，在使用的過程中也相對便于操作。在水廠進行超濾膜凈水工藝中的控制系統中其主要包括了以下兩方面。

（1）在超濾膜凈水工藝中去使用單片機來作為控制器自動控制系統；

（2）在超濾膜凈水工藝中選擇使用PLC來作為控制器的自動控制系統。

目前，超濾膜的技術在我國的發展前景很大，同時這對我國的水資源數量也是一種保護，對于我國污水處理技術來講也是十分有益的，而其在城市的飲用水凈化工藝中也表現出了極大發展潛能。

4 超濾膜凈水工藝自動控制系統的功能分析

在超濾膜凈水工藝自動控制系統中，其主要的目的就是對于超濾單元中的相關設備以及超濾單元中的檢測儀表來進行相關的自動控制，以此來進行實現凈水處理工藝中超濾凈水工藝過程的自動化。

在進行超濾膜的凈水工藝自動控制系統的時候，其主要的目的就是實現在使用超濾膜凈水處理的生產過程中做到完全自動化，而在進行控制系統的時候，其主要的功能要求分析可以分為以下幾點。

（1）在進行超濾膜凈水工藝控制系統的時候，要求水工藝控制系統自動且穩定、安全并且可靠運行，同時也需要含有便于維修的相關手動設置功能；

（2）在進行超濾膜凈水工藝控制系統的時候，計算機需要可以進行自動控制生產過程中的任意設備；

（3）在進行超濾膜凈水工藝控制系統的時候，生產過程中的所有設備儀表自身的工況以及相關的工藝流程狀況都需要進行自動監測；

（4）在進行超濾膜凈水工藝控制系統的時候。要求所使用的系統相關的電控設備具有順序控制、條件控制、PID調節以及計時與計數控制等等不同的功能，而電功參數與流量參數的數據在進行處理的過程中需要有自動存儲的功能。

然而為了更好地滿足對于超濾膜這一凈水處理工藝，在其進行控制系統的功能的要求的時候，在對超濾膜凈水工藝自動控制系統進行設計的時候，最為重要的就是要去認真并且謹慎地去遵守以下幾個設計中的原則。

（1）針對超濾膜這一水工藝系統的方案進行制定的時候，其中最為關鍵的一個設計原則是：在條件允許的情況下要盡可能地去滿足在超濾膜這一水工藝系統當中，所有被控對象的控制要求。這是一個最為基本的設計要求，其本身就是一種綠色的物理分離技術，這種技術的使用主要是利用了超濾膜自身所具有的，當然最基本的往往都是最難的，有很多的設計者都因為懶惰或者是因為對工作的不認真，都無法去滿足這一最基本的設計原則，這一設計原則要求設計者在進行設計構思的時候就需要將所有的要求考慮進去，并且在進行設計的時候需要進行實地的考察。同時也要求超濾膜水工藝控制系統的設計者對生產現場的詳細資料進行收集和整理。

（2）在進行制定控制超濾膜水工藝系統的方案時，元器件需要留有一定的裕量，這樣可以有效地去適應系統的發展和系統完善的需要。并且隨著我國的經濟發展不斷地提高，我國的科學技術以及在水工藝上的生產工藝都在不斷地提高，隨之而來的我國在超濾膜水工藝控制系統的功能上的相關要求也就隨之越增越多并且也變得復雜和多變，所以我們在對超濾膜水工藝系統進行設計控制系統的時候，就需要在系統中進行元器件的選擇的時候留有一定的余量。

5 結語

超濾膜凈水處理工藝這是一個相對于復雜的生產過程，特別是在我國，這是水處理中的一個新興的系統，一切都處在還在發展中，這一系統逐漸出現在人們的視野中的原因是傳統的飲用水處理工藝已經沒有辦法去滿足城市中的人們對于飲用水的高要求。這也就要求了我國在進行水處理的過程中更加嚴格，努力去發展新的水處理工藝，讓我國的居民可以更好地去使用水質高的水。并且逐漸地開始應用超濾膜凈水工藝自動控制系統，將對其的研究和設計也放進水資源處理的重心中，從而也確保了城市優質飲用水的供應。

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