污水處理廠自動化控制系統的實現

張利平

摘 要：污水處理廠自動化控制系統是污水廠施工的關鍵，為了能夠保證污水處理廠生產運行有效率的進行，整個控制系統的正確構建和處理非常重要，本研究對污水處理廠自動化控制系統的實現做了簡略論述。

關鍵詞：污水處理；自動化控制；系統網絡

世界經濟不斷發展，各國城市化腳步也不斷加快，但與此同時，我們生活的環境也開始遭受越來越嚴重的污染，不斷的威脅我們的生活，水污染、空氣污染、食品污染等等一系列問題隨之而來，尤其是水污染問題，需要盡快提出措施并解決，人工處理弊端的出現（效率低，易出錯，程序繁瑣等）使我們對自動化控制系統的研究探索和使用有所依賴[1]，現代社會是一個科技發展迅速的時代，各行各業的自動化水平都在不斷提高，在污水處理行業也得到了快速發展。近幾年，自動化控制系統開始進軍污水處理行業，使處理過程高度自動化，效率大幅度提高，相比之下，成本也有所降低，出錯率大大降低，所以說，污水處理中的自動化系統將會有良好應用前景。

1 系統介紹

第一，控制網絡：污水處理過程中的所有工序大多是以網絡的形式進行控制，大多數采用的是以PCL為中心的工序自動化控制系統，并不是單一控制，而是能夠智能調控，能檢測并進行處理的連續系統[2]，整個工序有多個機器一同運行，網絡控制可以對能夠估測和預計的錯誤進行處理，系統內部也存在一定的可調性。整個龐大系統正常運行需要龐大的智能檢測系統和嚴格的管理體系。

第二，中控室計算機：整個復雜的智能管理體系能夠有規律有步驟的運作必然需要一個智能的中控室計算機來主要控制，簡單來說，他是由不同性能的各個分級電腦組合而成的一個中央控制，能夠由自身程序引導對工序輸入輸出進行準確檢測，集中統計各個操作參數，再加以研究處理，并能長期保存數據；這些數據包括運行PLC的狀態、運行機器的狀態、操作數據與額定數據的差值等都可以直接傳入中控室計算機，從而使錯誤數據或者故障設備能夠盡快被發現并處理。

第三，現場PLC站點：工序運行中有多個PLC分級站點的分系控制，第一站主要是利用超聲波液位計進行水位檢測，PLC通過模擬量輸入模塊讀取液位信息，進而控制、調節水泵的運行周期，利用各種水質在線監測儀表，監測實時生產數據（溶氧、污泥濃度、pH、ORP、氨氮等），進而調節相關設備運行參數；第二站是對流量的檢測，檢測進水、回用水、出廠水等流量信息，對污水廠的處理量嚴格把關。第三站是對污泥脫水設備進行監測控制，包括PAM投加量的控制；另外還對消毒設備（主要是紫外線消毒）進行控制，包括運行時間和設備狀態等。

第四，分級控制，一般分三級。第一層為管理層，操作系統的負責人通過中央計算機對各個分端機器進行遠程檢測和操作，時時進行狀態監控和記錄，并統計加以分析。第二層為監控層，通過現場的PLC分級站點來對現場正在運行的機器進行檢測和把關，第三層是現場控制層，即人工管理，對于所有的機器[3]，都具有人工手動開關，如果工人發現機器有故障，可以隨時暫停工程進度，處理機器問題，減少損失，提高污水處理系統的處理效率。

2 工藝控制

第一，污水泵控制。污水處理系統中最常用的泵為立式潛水排污泵。潛水式污水泵能夠輸送原生和未經過濾的污水（含固率約10%，砂含量一般為300mg/L，最大達1000mg/L），可以輸送直徑小于75mm的顆粒以及纖維長度為250mm的物質（口徑特別小的水泵通過顆粒直徑會略小），并能夠輸送高含固量、高粘度液體，可輸送含固量高達18%的污泥。電機允許連續（每天24小時）運行，并適用于間歇運行（電機允許20次/小時開停）和長期停止狀態后恢復正常運行。當泵在其特性曲線的任一點上運轉，電機都不會超負荷。

潛水泵能自動穩固地與泵的排水連接座耦合連接，并且水泵能在導桿引導下從泵房集水池頂部自由滑動至水泵排水連接座，無需工人下至集水池底部進行檢查和安裝。水泵的任何部分不直接與泵坑底板接觸而是放在泵坑底板的支座之上。潛水泵渦殼的出水彎頭的連接裝置在水泵就位時自動聯鎖，密封也在這一過程中完成。

潛污泵運行維修成本低，可靠性高、無故障運行時間長。

第二，鼓風機控制。污水處理過程中的所需鼓風機一般分為兩種，也就是普遍工業中常用的兩類機器，離心式鼓風機和容積式鼓風機，前者具有壓力特性，后者是流量特性。根據不同流程操作所選有所不同，每個處理行業會根據自身行業所需、機器工作運行耗能范圍、工作運行產生噪音和市場造價來選擇不同的機器類型。鼓風機工作過程是將空氣由一端鼓入，葉輪高速旋轉，軸心處產生負壓而是空氣進入，為系統提供溶解氧，進而保證正常流程的進行。另外，選型要很注意機器的喘震現象，污水處理是處理污染，如果鼓風機噪音過大而產生二次污染。也就喪失了意義[4]。

綜上所述，為了跟隨我們經濟快速發展的腳步，我們自己創造了大量的污染，科學的、智能的污染處理系統顯得尤為關鍵，特別是水污染問題，我們的生活無法離開水，更加科學的污水處理系統帶給我們的將是城市國家可持續發展。為了使我們的水環境得到健康循環發展，需要進一步建立完善的污水處理體系。

參考文獻

[1]金東輝.一種污水處理廠自動化控制系統的實現[J].工業控制計算機，2015，25（8）：54-55.

[2]翁敬.一種污水處理廠自動化控制系統的實現[J].城市建設理論研究：電子版，2015，3（11）：11.

[3]霍建.一種污水處理廠自動化控制系統的實現研究[J].電子測試，2016，50（17）：29-30.

[4]陶帥，馬長達.一種污水處理廠自動化控制系統的實現研究[J].工業，2017，42（3）：187.

（作者單位：浙江天行健水務有限公司）