污水處理系統(tǒng)的智能化控制思考

李芳

摘 要：基于對污水處理工藝主要流程的概述，對污水處理系統(tǒng)智能化控制要點加以分析，主要對加藥站、提升泵站、澄清池、清水池、回水泵站及污泥處理站等進行控制，然后探究污水處理系統(tǒng)智能化控制的完善對策，可明確智能化控制系統(tǒng)設計的目標，合理設計系統(tǒng)軟件、硬件、總體方案等，便于更好地開展污水處理系統(tǒng)智能化控制工作。

關(guān)鍵詞：污水;處理系統(tǒng);智能化控制

隨著污水處理工業(yè)的快速發(fā)展，對環(huán)保處理技術(shù)提出了更多的要求，智能化控制污水處理系統(tǒng)在縮小占地面積、控制成本、提高水處理水平、治理環(huán)境等方面的優(yōu)勢突出，因此，建議對污水處理系統(tǒng)進行智能化控制。

1?污水處理工藝的主要流程

原水進入混合攪拌池攪拌，在加藥裝置中加藥，能促使原水內(nèi)的各種介質(zhì)攪拌并保持均勻狀態(tài)。在此之后，進入絮凝攪拌池攪拌并加藥處理，有利于達到原水間絮凝物撞擊吸附、絮凝體積加大沉淀的效果[1]。化學混凝反應作為水處理系統(tǒng)功能的主要部分，有利于及時去除部分懸浮物BOD/COD、P-P04，在原水絮凝反應后，對上升流速加以科學設計。廢水中的絕大部分懸浮物在沉淀池下部沉淀，部分懸浮物經(jīng)過斜管裝置、中心傳動刮泥機，借助自重的作用沉淀在沉淀池下部。需要注意的是，中心傳動刮泥機經(jīng)驅(qū)動裝置、刮泥板將污泥置于中心機泥槽，上部清水經(jīng)集水槽進入清水池中，會對水質(zhì)造成嚴重影響。

2?污水處理系統(tǒng)智能化控制要點分析

2.1? 加藥站的控制要點

加藥裝置可將混凝劑和高分子聚合物通過投加計量泵的方式加入污水處理池，然后聯(lián)系控制相關(guān)標準，對加藥泵自動開啟及關(guān)閉、手動開啟和關(guān)閉加以嚴格控制，充分發(fā)揮加藥計量泵的自動調(diào)節(jié)功能。另外，應將藥物深度調(diào)節(jié)至預注范圍，防止出現(xiàn)藥劑浪費的現(xiàn)象，在用戶遠程監(jiān)視下，保證投加泵運行的穩(wěn)定性和安全性，有效調(diào)節(jié)藥物的劑量[2]。

2.2? 提升泵站的控制要點

污水經(jīng)提升泵站配送至澄清裝置，按照控制的相關(guān)標準進行提升泵站的自動控制和手動控制，以便嚴格控制進水流量和進水速度。在用戶遠程監(jiān)視下，保證提升泵站運行良好，對進出水管道的流量、流速和壓力等方面進行嚴格檢測，及時讀取檢測數(shù)值。

2.3? 澄清池的控制要點

澄清池污水處理系統(tǒng)由混合池、絮凝池、沉淀池、液位計、攪拌電機和超聲波泥位計等構(gòu)成，按照控制的相關(guān)標準，由系統(tǒng)方面對變頻電機混合攪拌機、絮凝攪拌機進行自動開啟、關(guān)閉方面的控制。除此之外，聯(lián)系混合攪拌機、絮凝攪拌機進水、流速的相關(guān)情況，實行自動調(diào)節(jié)和控制處理，刮泥機進行自動開啟和關(guān)閉。此外，用戶對刮泥機的運行狀態(tài)、攪拌機的運行狀態(tài)以及污水處理池液位、泥位和固體懸浮物等加以遠程監(jiān)控，為轉(zhuǎn)變電機的運行速度、讀取相應的數(shù)值打下堅實的基礎。

2.4? 清水池、回水泵站的控制要點

借助液位計的作用，對清水池的排放狀況加以檢測，使用調(diào)節(jié)閥加以控制，回流管出水總干管位置有一個電磁流量計，建議在水泵進出口位置布設電動蝶閥、止回閥[3]。除此之外，還應該進行系統(tǒng)回水泵自動開啟控制、關(guān)閉控制，對回流泵變頻電機、電磁閥開關(guān)自動開啟和關(guān)閉加以有效控制，并嚴格監(jiān)控回水泵站、閥門的運行狀態(tài)、污泥濃度計等，最后讀取相應的數(shù)值。

2.5? 污泥處理站的控制要點

濃縮污泥經(jīng)污泥泵輸送至脫水裝置，實行相應的脫水處理，待完成脫水后，可將泥餅外運，這時濾液會回流到澄清池。在處理污泥時，使用的是污泥泵、脫水裝置以及液位傳感器，應遵循控制標準處理系統(tǒng)，不僅可以完成污泥提升泵自動開啟、關(guān)閉的操作以及脫水裝置的自動開啟、關(guān)閉操作，而且有利于用戶遠程監(jiān)控污泥泵運行、脫水裝置運行的相關(guān)情況。

3?污水處理系統(tǒng)智能化控制的完善對策探究

3.1? 明確智能化控制的主要目標

在進行智能化污水處理控制系統(tǒng)設計時，應重視污水處理自動控制，涉及攪拌操作、流量操作、分流操作等。結(jié)合污水處理工藝、裝置設置相關(guān)參數(shù)，在裝置的不同位置采集傳感器的現(xiàn)場數(shù)據(jù)，合理使用模式辨識、優(yōu)化技術(shù)進行處理，然后調(diào)整為理想的運行狀態(tài)，保證裝置運行良好，提高污水處理效果并嚴格控制污水處理成本[4]。

3.2? 智能化軟件控制系統(tǒng)的設計關(guān)鍵點

第一，實行系統(tǒng)主程序設計，對不同變量初始化工作以手動、自動的方式加以控制。自動控制時，程序需進行聯(lián)鎖、信號輸入采樣、轉(zhuǎn)換量程、嚴格控制運算等，該程序通過模塊OB1控制程序運行。第二，數(shù)據(jù)采集程序設計，及時將采集的現(xiàn)場模擬量信號、數(shù)字量信號以周期性的方式輸入模擬量及數(shù)字量兩個輸入模塊，模擬量模塊經(jīng)模擬量輸入模塊采集信號，然后通過二進制補碼合理存放，可結(jié)合功能構(gòu)建不同的數(shù)據(jù)塊，妥善保存相關(guān)數(shù)據(jù)信息。第三，系統(tǒng)初始化程序設計，配置寄存器實現(xiàn)系統(tǒng)初始化，這個過程主要對不同系統(tǒng)的運行狀態(tài)加以檢測。第四，聯(lián)鎖控制系統(tǒng)設計，聯(lián)鎖系統(tǒng)包括加藥間、污水泵、回流泵、提升泵和高密池等模塊，PLC實行總程序OB1調(diào)用的效果較為理想。

3.3? 合理設計智能化控制硬件

選擇S7-300可編程控制器、CPU、PS307電源模塊，將額定電源設置為10 A，結(jié)合系統(tǒng)控制I/O點進行計算，數(shù)字量輸入使用的模塊數(shù)量為2個。工業(yè)現(xiàn)場數(shù)字信號點評轉(zhuǎn)換為S7-300內(nèi)部信號點評輸入緩沖器，然后實行CPU采樣處理;數(shù)字量輸出應用的模塊數(shù)量為1個，數(shù)字量輸出模塊能夠轉(zhuǎn)變PLC數(shù)字信號—外部數(shù)字量信號，這一信號驅(qū)動繼電器負載、調(diào)節(jié)閥負載、接觸器和指示燈負載，模擬量輸入模塊數(shù)量為2個，輸入模擬量A/D—二進制數(shù)字量進行轉(zhuǎn)變處理，在此之后，通過CPU進行采集處理;模擬量輸出模塊數(shù)量為1個，CPU輸出二進制數(shù)值信號以D/A—模擬量轉(zhuǎn)換，然后輸出即可。最后使用編程軟件進行硬件組態(tài)診斷、參數(shù)設置診斷、模塊診斷，同時加以嚴格監(jiān)督和控制[5]。

3.4? 制定智能化控制系統(tǒng)總體方案

污水處理系統(tǒng)主要采集水流量、水壓力、水質(zhì)、閥門反饋信號等，控制對象中電機泵、調(diào)節(jié)閥和電磁閥間的聯(lián)系緊密，這也是導致控制對象數(shù)量較多且分散的主要原因[6]。考慮到系統(tǒng)控制的主要特點和相關(guān)標準，該系統(tǒng)使用現(xiàn)場總線實行生產(chǎn)過程區(qū)域現(xiàn)場設備、中央控制器間通信的連接處理，以此形成現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，對所有對象加以有效控制且符合控制管理的相關(guān)標準，比如集中控制、現(xiàn)場就地控制方面的標準。在智能化污水控制系統(tǒng)總體方案中，涉及控制器、提升泵、沉淀池、污泥處理池、清水池等部分。其中，中央控制器中有中央控制PLC、組態(tài)軟件上位機、電氣控制柜、提升泵、污水處理池、沉淀池、清水池等，均實行遠程I/O 200模塊作以數(shù)據(jù)分析和處理，而中央控制器人機界面可采用MCGS中文組態(tài)軟件，清楚地顯示平臺組態(tài)控制系統(tǒng)畫面。系統(tǒng)使用的是現(xiàn)場總線結(jié)構(gòu)，通信使用的是主/從協(xié)議、價格低廉的屏蔽雙絞線電纜，傳輸速率為10 Mbps。根據(jù)污水廠房不同污水處理站的位置來看，運用中繼器加長網(wǎng)絡的距離、增加網(wǎng)絡設備數(shù)量的方式處理效果較好，這一系統(tǒng)使用的是S7-300系統(tǒng)，能夠作為DPM1類DP-1主站進行PLC配置的通信模塊，與? ? ? ?S7-300、DP總線系統(tǒng)保持連接的狀態(tài)[7]。另外，對計算機PC機進行遠程監(jiān)控，這時經(jīng)通信處理器、PROFIBUS作以連接處理，現(xiàn)場設備使用的是ET 200M遠程O/O模塊，目的為集中管控污水處理的整個過程。

4?結(jié)語

智能化控制污水處理系統(tǒng)可對加藥站、提升泵站、澄清池、清水池、回水泵站和污泥處理站等進行控制，有利于簡化污水處理系統(tǒng)工藝流程、完善軟硬件程序，同時制定完善的總體方案，能對系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)加以調(diào)整。此外，進行智能化控制污水處理系統(tǒng)實踐，確保系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性、可靠性并有效改善水質(zhì)。

[參考文獻]

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