污水處理廠自動化控制系統(tǒng)的建立與應用

陳志銃

摘 要：科學技術水平的提升，使得信息技術被廣泛用于各個行業(yè)之中，并取得了較好的效果，人們的生活生產(chǎn)愈發(fā)智能化、自動化。目前，隨著我國社會發(fā)展及人口數(shù)目的增加，工業(yè)廢水與生活污水的排放量急劇增多，為了減少污水排放，本文主要分析了污水處理廠自動化控制系統(tǒng)的建立與應用，以期提高水資源利用率。

關鍵詞：污水處理廠；自動化；控制系統(tǒng)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.14.043

0 前言

現(xiàn)階段，我國工業(yè)化發(fā)展程度的加深，工業(yè)污水排放量增加，對自然環(huán)境造成了破壞性影響。因此，為了保護環(huán)境，減少水資源浪費，需要做好污水處理工作，加強水資源的循環(huán)應用。而在污水處理中應用自動化控制基礎，能夠?qū)崿F(xiàn)對污水處理的全面檢測，提升污水處理效率，滿足我國可持續(xù)發(fā)展的要求。

1 污水處理過程

在污水處理方面，需要使用多種工藝進行處理，此些工藝不僅可以獨立操作，同時還可以通過多種工藝結合來提升排放水質(zhì)。因此，不同污水處理過程，其工藝設計存在差異。通常情況下，污水主要是由工業(yè)廢水與生活污水構成，加之我國水資源問題十分嚴峻，所以需要合理設計污水處理流程。目前，我國在污水處理工作分為四個環(huán)節(jié)。

（1）預處理。此環(huán)節(jié)一般是利用格柵來過濾污水中一些體積較大的固體污染物，避免在之后的污水處理中，此些污染物對其造成工作影響；之后再將過濾后的污水導入沉砂池，將其中大顆粒無機污染物分離出[1]。從某種程度上看，對污水進行預處理是為了確保后續(xù)污水處理工作的順利進行。

（2）一級處理。此環(huán)節(jié)一般是采用物理法對污水進行處理。將污水排放到初沉池中，污水中的污染物會以沉淀的方式進行泥水分離。通過一級處理，可以將污水中的固體懸浮物、生化需氧量與化學需氧量有效處理掉，但利用此種方式不足以將污水中的污染物全部去除，無法滿足污水處理標準，特別是工業(yè)污水，其含有化學物質(zhì)，利用一級處理無法將化學物質(zhì)去除，需進行二次處理。

（3）二級處理。此環(huán)節(jié)是采取生物法對污水進行處理，將污水排放到高效沉淀池等設備之中，對污水中的微小或可溶解有機物予以處理。二級污水處理不僅是污水處理的重要環(huán)節(jié)，同時其樹立過程十分復雜，需要使用活性污泥將污染物去除。另外，經(jīng)過二級處理，污水中的大部分污染物能夠被有效去除，基本滿足污水處理目標，但還會存有些許殘留物。

（4）三級處理。此環(huán)節(jié)是運用化學方式對污水進行處理，以中和、過濾與沉淀等多種方式對已處理污水進行去除雜質(zhì)與消毒，經(jīng)過三級處理后，水質(zhì)與有關排放標準相一致，能夠?qū)λY源進行循環(huán)利用，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

2 污水處理廠的自動化控制系統(tǒng)

將污水處理技術與自動化控制系統(tǒng)進行有效結合，可以有效改善污水處理效率與質(zhì)量，完善人工污水處理的不足。一般而言，自動化污水處理控制系統(tǒng)是由中央控制系統(tǒng)、PLC技術等構成的集中分散型（DCS）控制系統(tǒng)。此系統(tǒng)可以對污水實現(xiàn)三級控制。一級控制屬于集中控制模式，需要自動化控制總站作為其控制支撐，由上位機等多個部門構成；二級控制屬于分散控制模式，是由分散到各個污水處理環(huán)節(jié)的PLC站構成；三級控制屬于實時控制模式，是由電控執(zhí)行機構、操作設備等構成。若想實現(xiàn)自動化污水處理控制，需要確保各級控制系統(tǒng)能夠相互傳遞信息，因此需要專業(yè)的信息傳輸網(wǎng)絡予以支持。污水處理廠一般使用赫斯曼RS2系列的交換機實現(xiàn)污水自動處理系統(tǒng)內(nèi)部的信息傳遞；對于系統(tǒng)控制線路來說，通常使用屏蔽雙絞線來實時控制污水處理現(xiàn)場；而不同PLC站之間的信息傳遞時使用MPI協(xié)議實現(xiàn)全局數(shù)據(jù)通信，并且使用此協(xié)議可以保證PLC站能夠獨立運行，當某PLC站出現(xiàn)故障問題時，其他站點不會受到影響，以此確保污水處理的有序進行[2]。

3 污水處理廠中自動化控制系統(tǒng)的應用

（1）自動控制之進水泵。在對污水進行處理時，進水泵能夠有效控制污水的排水量與排水速度，通過對進水泵進行自動化控制處理，可以實現(xiàn)水位測量裝置對水位變化的實時監(jiān)測，當水位升高時，其控制按鈕可以自動開啟進水泵，實現(xiàn)進水泵自動作業(yè)。一般情況下，污水處理廠會安裝單臺以上的進水泵，在未出現(xiàn)故障時，進水泵開啟順序會按照累計工作時長進行合理安排；在水位下降后，進水泵自動控制系統(tǒng)會按照一定順序?qū)⑦M水泵關閉。值得一提的是，進水泵開啟順序與關閉順序相反。另外，自動化控制系統(tǒng)能夠?qū)M水泵工作時間進行統(tǒng)計，使進水泵可以自動輪流工作，保證進水泵一直處于高效運行狀態(tài)。若是水位下降位置低于保護水位時，進水泵能夠自動停止作業(yè)。對于保護水位的位置設定，需要有關人員參考有關文件予以科學設定。

（2）自動控制之沉砂池。根據(jù)上述可知，沉砂池能夠?qū)⑽鬯械目梢婋s質(zhì)予以沉淀處理，對沉砂池進行自動化控制需要滿足以下兩點：一是當攪拌葉輪處于運行狀態(tài)時，可以使用自動控制系統(tǒng)對污水進行定時排沙；二是利用PLC系統(tǒng)對污水處理系統(tǒng)中的排沙泵、排沙閥門以及沖洗水設備進行自動化控制，實現(xiàn)自動沙水分離。此外，自動化控制系統(tǒng)能夠合理安排污水處理設施的運行及休息時間，進而提升污水處理效率。

（3）自動控制之曝氣機。在進行污水處理時，需要氧氣供應，所以為了達到節(jié)能降耗的目的，要按照污水處理對氧氣的需求與處理設備符合對氧氣的需求予以精準控制。而使用自動化控制系統(tǒng)不僅可以對曝氣機運行速度進行自動控制，同時還能夠?qū)崟r控制氧氣供應量。若是含氧量降低，利用自動控制系統(tǒng)提高曝氣機轉(zhuǎn)速，增加氧氣供應；若是含氧量過高，就可以通過自動控制系統(tǒng)減緩曝氣機轉(zhuǎn)速，減少氧氣供應。另外，使用自動控制系統(tǒng)來控制相關氧氣指標，是依據(jù)其所檢測到的溶解氧濃度及氧化電位等實時數(shù)值實現(xiàn)的。因此，使用自動控制系統(tǒng)可以實時控制污水處理系統(tǒng)中的供氧能力與實際氧氣需求，以此達到節(jié)能降耗的目的。

4 結束語

綜上所述，隨著工業(yè)的快速發(fā)展與人口數(shù)量的激增，我國工業(yè)污水與生活廢水排放量增加，為了響應我國節(jié)能減排的號召，實現(xiàn)環(huán)境友好型社會的建設，要加強對污水的處理力度。因此，要將污水處理與自動控制系統(tǒng)進行有效結合，提高污水處理效率與質(zhì)量，實現(xiàn)水資源循環(huán)使用。

參考文獻：

[1]葛新東.污水處理控制與監(jiān)控系統(tǒng)中的自動化設計實現(xiàn)[J].通訊世界，2019，26（02）：270-271.

[2]陳化川.V型濾池自動化控制系統(tǒng)在酒鋼污水處理廠的應用[J].甘肅冶金，2017，39（06）：101-103+105.