自動化控制技術在污水處理過程中的應用和發展

王曉婧 吳東偉 苗彥清

摘 ? ?要：近年來，城市的人口日漸增多，產生的工業污水以及人們日常實際生活污水隨之越來越多，對生態自然環境以及人們的生活居住環境造成非常不好的影響，更為嚴重的是這些污水會危害到人們的身體健康。國內十分需要對工廠進行一定的控制，從源頭上減少整體的污水排放量。而針對之前一貫所采用的污水處理模式而言，其不能滿足排污模式可持續發展所需要的條件。中國信息技術等現代科技發展迅速，自動化控制技術也漸漸應用到工業建設中，因此將自動化控制技術應用到污水處理生產中，建立全方位的監控污水處理系統，既能保證污水處理全過程的效率，又能滿足排污系統的可持續發展。

關鍵詞：自動化控制;污水處理;應用

1 ?引言

電氣自動化技術的應用范圍十分廣泛，近幾年來，其在污水處理中得到高度重視。隨著城市的不斷發展，人們的生活水平在不斷提升，工業生產也得到迅速發展，隨之而來的就是各種各樣的環境污染，尤其是水資源污染現象日益嚴重。這就需要對污水進行有效處理，利用電氣自動化技術可以提高污水處理效率，因此，值得大力推廣和使用。

2 ?電氣自動化技術在污水處理中的必要性

污水處理工作十分復雜，傳統的污水處理手段還存在一些問題，利用電氣自動化技術可實現對污水的全自動處理。電氣自動化技術無需利用過多設備，只需配備監視器、工控機、PLC系統、變頻器、自動化儀表、傳感器等設備就可進行遠程操作，實現實時監控。在電氣自動化技術的支持下，工作人員無需全部投入到污水處理的工作之中，只需借助這一技術就可以開展控制，提高污水處理效率和質量。電氣自動化技術可以對配置進行優化，使其具備完善的自動化處理功能，減耗能源浪費，使資源得到充分利用。

3 ?污水處理流程

3.1 ?預處理

污水處理流程通常比較繁雜，這是因為污水來源于多個地方，污水大致包含生活污水以及工業生產污水。當污水的類別不同時，其所含有的污染物也會不同，在處理、凈化這些污染物的過程中，所使用的方法也會存在一定的差異，所以，在污水處理初期，就必須先對這些污染物進行預處理。簡單去除易分離的污染物，例如當污水中存在體積較大的漂浮物時，要處理這些污染物的話，就需使用專業設備（提升泵等）將這些污染物轉送至沉淀池進行沉淀處理，去除沉淀池里的懸浮液以及SS和CODcr等雜質;同時還需要對沉淀池內的污水進行簡單的消毒處理，然后再將處理過的污水運送到下一個處理單元進行進一步深化處理。

3.2 ?深度處理

深度處理在整個污水處理流程中是非常重要的一個環節，所謂的深度處理就是進一步提升已經過簡單處理且過濾過的污水的水質，去除污水中的有害物質以及離子等等，以便再次使用。深度處理期間，已通過預處理的水會被轉送至原水池，然后再依靠多介質過濾器沉淀并去除水中的體積較小的顆粒以及膠體來改善水質。隨后，添加消毒劑、還原劑以及阻垢劑等可去除水中殘留的其他雜質，此時經過深度處理的水便可再次循環使用。污水經過深度處理之后，水中會含有比較多的污染物以及各種不同藥劑，相關工作人員可以對這些成分繼續進行進一步處理，通過簡單的勾兌以及處理讓需要低水質的用戶可以再次使用這部分水資源。

4 ?污水處理系統電氣控制自動化

4.1 ?污水處理系統對電氣控制自動化系統的要求

近年來，社會各界以及相關部門都非常重視環境整治問題，尤其是污水的治理，在科學技術的推動下，我國的信息技術、自動化技術也取得了較快發展，針對于污水的處理也在逐步朝著智能化、自動化方向邁進，現階段，市面上污水處理系統以及污水處理裝置的型號、品牌也隨之不斷增多，各種先進的的污水處理裝置以及處理系統在當前應用也比較廣泛，從某種程度上來講，這不僅提高了污水處理的自動化程度，而且顯著提高了污水處理的效率和質量。電氣控制自動化系統可以自動控制污水處理系統，使用該系統時，要求其必須能夠適應惡劣的運行條件，這是因為使用該系統處理污水的過程中，污水中通常含有大量的有害物質以及污染物，這些物質的酸堿度以及離子含量均存在異常，其很可能會影像系統的正常運行;此外，電氣控制自動化系統必須能夠實時靈敏地記錄污水處理過程中的變化，并幫助負責人員分析污水處理的狀態和污水處理的效果：在電氣控制自動化系統運行期間，相關工作人員還要重視污水處理信息以及數據的收集，并記錄水溫、水位以及酸堿性等污水處理參數。

4.2 ?自動化控制技術在污水處理過程中的應用

4.2.1 ?進水泵的自動控制

污水處理過程中進水泵是主要用來控制來水的水量與水的速度的設備，自動化控制進水泵處理污水時，進水泵的自動化控制主要是采用水位的測量裝置來監測水位的變化情況，當水位升到一定高度位置時，控制按鈕會自動啟動進水泵，自動控制進水泵一般需要3臺以上，由自動控制系統控制水泵工作的時間以及順序。

4.2.2 ?沉砂池的自動控制

在進水泵對污水處理過程的分析后，再用沉砂池將水進行沉淀處理。沉砂池自動控制系統，既可以運用自動控制系統控制攪拌葉輪定時進行排沙，還可以應用自動化控制系統控制排沙泵、沖洗水以及排沙閥門等設備來實現沙水分離的控制。

4.2.3 ?氧化溝曝氣量的自動控制

污水進行處理的過程中是需要氧氣供應的，應用自動化控制系統來控制污水處理過程中的需求氧氣量以及相關設備的耗氧量，并進行準確控制，可以降低能源損耗。

4.2.4 ?污泥回流量的自動控制

在污水處理過程中對污泥回流量的自動化控制應用，可分為時間控制以及手動控制兩種方式進行。污泥回流量自動化控制系統，在污泥回流過程中，對污泥回流設備設施按照一定的啟動順序發出相關的指令，如果相關的設備實施出現故障，自動控制系統會發出停止工作的指令，清除所有故障后，污泥回流量自動控制系統會恢復正常工作狀態。

5 ?電氣自動化技術在污水處理中的發展

目前，在污水處理中應用電氣自動化技術還在初步探索階段。這是因為污水處理中存在許多不確定因素，利用電氣自動化技術也僅限于實現部分設備自動化控制，卻不能對水的各個參數進行全部控制。比如，污水中的各個參數和指標非常多變，同時，還要考慮到各種設備的運行情況，若是僅憑編寫程序就完成所有的控制則顯得難上加難。這就需要不斷改進電氣自動化技術，構建更加完善、先進的控制系統，使污水處理中的各種信息和數據得到全面采集與處理，這樣就可以為相關人員提供有效的參考依據，也可以進一步提高污水處理自動化水平。

6 ?結語

目前，國內污水處理部門基本應用了自動化控制系統，但是絕大部分的污水處理部門都只是使用了較為簡單的機械性能的操作，整體的應用效果并不是很好。隨著中國工業改革的迅速發展，這種簡單的自動控制污水系統模式的應用不能滿足生態環境以及人們日常生活環境的可持續發展。同時，整個國家的污水處理的效率其實是受到了很多因素的影響，單純依靠人工預先設計好的程序來進行全面控制污水處理是不現實也是不可能的。因此，要不斷提高自動化控制技術的應用水平，對污水處理過程中采集的數據以及相關的信息，進行準確的計算以及分析，逐步實現智能化自動控制系統的污水處理模式。

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