電氣自動化技術在污水處理行業中的應用探究

張世明

摘 要：當前，在工業生產中電氣自動化技術應用比較普遍，并且具有廣闊的發展前景。污水處理是經濟發展和環境保護之間的瓶頸，為了能夠有效落實可持續發展政策，需要重視污水處理。電氣自動化污水處理技術是一種新型的污水處理技術，能夠降低人力、物力以及經濟成本，具有廣闊的發展前景。本文對電氣自動化技術在污水處理中的應用優勢以及具體應用進行了分析。

關鍵詞：電氣自動化技術；污水處理；應用

引言

污水處理廠肩負著凈化工業用水的重任，現階段，我國追求經濟效益、環保效益以及社會效益協調發展，因此需要對污水處理技術進行升級和改造。要在改善水質、凈化工業水源的同時降低能源損耗，從而實現效益的最大化，這樣才能滿足節能降耗的發展目標。將電氣自動化技術引入污水處理過程中，能夠推進污水處理技術的升級，能夠降低能耗，并且大大提高污水處理的效率，對于污水處理行業的發展具有重要的意義。

1電氣自動化技術在污水處理中的優勢

污水處理的方式多種多樣，當前使用的污水處理技術主要有：好氧生物處理技術、厭氧生物處理技術、膜分離技術、反滲透工業污水處理技術以及電氣自動化污水處理技術等。其中好氧生物處理技術具有高負荷轉化的功能，利用空氣中的氧含量，能夠加快微生物的代謝速度，從而減少泥污量；厭氧生物處理技術進行了多次的升級，加快了上升的流速，增大了高徑比，提升了經過處理的污水的質量；離子交換樹脂處理技術能夠處理重金屬，可將排出的污水置換成冷卻水，從而實現回收再利用，達到環保、可持續的效果；膜分離技術能夠分離精華和濃縮，其流程簡單、操作便捷、能耗低。在工業污水的處理過程中，應該根據污水的特點選擇合適的污水處理技術，上述幾種污水處理技術和電氣自動化污水處理技術相比，均存在不足。電氣自動化技術在污水處理的優勢主要表現在：能夠實現全自動化，不需要人力，只要借助監視器、計算機、中央控制設備等，通過預設程序就能夠完成處理污水。電氣自動化技術在污水處理技術中的應用，不僅減少了人力成本，而且集中人力做出的污水處理以外的工作，該技術主要應用在大型的工業生產基地，能夠實現污水的高效處理，減少了人力、物力、財力，實現工業效益最大化。

2污水處理過程中電氣自動化技術應用

2.1格柵單元控制

格柵單元是一種預處理方法，其作用是除去水中粗大的懸雜物和浮物，從而保證后續的處理設施能夠正常的運行。一般情況下根據水源的情況可以分別設置粗、細格柵兩個工序，粗格柵用于除去可能會堵塞管閥門和水泵機組的較粗的懸浮物，細格柵用來除去粗格柵很難去除的懸浮物狀的細小纖維，從而將污水處理干凈。

2.2改良SBR池單元控制

在污水處理中，改良SBR池閥門和設備比較多，對時段的控制要求也比較高，并且操作復雜，所以應該采用全自動控制方式。將電氣自動化技術應用在SBR池單元控制中，能夠減少人為手動操作和人為中控點動操作。改良的SBR池有4組SBR池，SBR池系統按照一定的循環過程進行循環操作。每一個循環劃分為以下階段：進水、曝氣、沉淀、潷水，每組循環操作都由PLC進行自動控制。整個循環的過程中各階段的運行是預先編制的，可通過PLC系統進行適當的調整。

2.3加氯間單元控制

加氯間的設備有兩臺軸流增壓泵，其中一臺是備用，有兩套二氧化氯發生器，采用順序控制方式進行控制，手先啟動的是軸流增壓泵，經過大約30s左右的時間再啟動二氧化氯發生器，這是由于在消毒過程中應用負壓原理，負壓到達一定程度后，二氧化氯發生器才會起作用，將水與消毒液混合，從而達到消毒的目的。在停止時順序相反，兩臺增壓泵都發生故障或兩臺二氧化氯發生器都發生故障時，系統會自動緊急停止。

2.4鼓風機房單元控制

曝氣系統是一個滯后比較嚴重的控制系統，如果采用一般的PID控制算法則很難實現自動控制，因此應該結合實際情況進行控制，如2mg/L的溶解氧要求是最低限，不要求進行精確控制達到目標值。此外，DO檢測儀也具有一定的誤差，因此只能近似參考，并且鼓風機的最低頻率不能太低，否則會造成熱繼故障，還會發出很大的噪聲，現場鼓風機的最低頻率不能小于25Hz。

2.5進水泵房單元控制

進水泵房的潛水泵是整個污水處理廠的用電大戶之一，如果能夠合理的控制就能達到節能的效果。傳統控制由人根據液位和個人經驗手動啟動泵的臺數。引入電氣自動化技術之后，現場自動控制系統能夠根據液位分段運行，在不同階段啟動不同的臺數，一般高液位階段液位差設置比較窄，低、中液位階段的液位差設置比較寬。

3污水處理過程中電氣自動化技術應用實例

某地污水處理廠在水質處理方面采用的是濾池加斜管沉淀的凈水工藝，但近年來水質的惡化、水源縮減等問題逐漸加重，處理廠管道經常會大聲堵塞、沉淀物增多、水質過濾效果差、設備老化經常出現故障，尤其沉淀池清水區的水質比較渾濁，導致水質無法滿足處理的要求。由于污水中的沉淀物、浮游生物、藻類物質增多，水質過濾的重力無閥濾池的負荷增大，過濾到反沖洗需要消耗半小時的時間，日排放量僅達到1800m3，經過抽取其他區域的水源從過濾、混凝、沉淀到排出要耗費大量的電力和堿式氯化鋁，每月的相關支出達到2萬元。鑒于當前污水處理廠的水質處理成本高、處理差、換熱效率低、能耗高、循環水結垢多等問題。因此，需要對污水處理廠的自動化控制設備和工藝進行改造，從而使凈化過濾流程得到優化，進而提升污水的處理效果，在降低能耗和成本的同時保證水質達標。

在改善水質方面，需要在原有處理廠的基礎上恢復過濾等原有的功能，在全面分析工藝老舊程度、原有設備以及運作效率的基礎上，堅持節約成本的原則，制定合理的改造計劃，由于水質的改善主要是以去除沉淀物、浮游物質、著色物、藻類物質、溶解鹽類等物質為主，因此需要改進過濾工藝，適當增加一些新的自動化設備就能保證無閥濾池高效、穩定運行，從而改善水質，同時實現節能降耗。

在水質的提升方面，自動化的升級改造以沉淀和混凝兩個環節為主，在混凝環節可以使用聚合氯化鋁，采用冷卻水循環系統適當提升pH值，可通過添加氯抑制浮游生物的生長和繁殖，從而改善水質。為了能夠實現充分的混凝，需要使用新型的自動化混凝設備，使管內流速、反應時間、反應流速、水泵管徑等達到最佳的配比，從而達到最佳的混凝反應效果。在沉淀環節需要對斜管沉淀方式進行改造，采取斜管沉淀異向流方式，利用沉泥和向上流之間的相反滑行方向產生的作用力，從而達到更好的沉淀效果。提升斜管在沉淀池中的位置，為混凝水預留充足的布水空間，能夠方便斜管沉淀，減輕沉淀區的負荷。

結束語

綜上所述，電氣自動化技術在污水處理中的應用逐漸深入，改善了污水處理技術，使污水處理廠的污水得到有效的處理，并且有效降低了人力成本、項目成本，使企業的核心競爭力逐漸增強，實現了經濟效益和社會效益雙贏的運營模式。當前，我國污水處理技術與國外相比還存在一定的差距，具有較大的發展潛能，所以相關人員應該加強對污水處理技術的研究，將新技術更多的引入污水處理中，從而實現污水的自動化處理。

參考文獻：

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