污水處理系統電氣控制自動化分析

鄭鎮江

(廣東自動化電氣股份有限公司，廣東 汕頭515041)

工業發展帶來的環境污染問題不容忽視，環境污染主要包括：水污染、空氣污染、垃圾污染等，影響了城市居民的正常生活。近些年來，我國一直對環境污染問題十分重視，出臺了各項環境保護法律法規，針對污水的排放和處理制定了十分嚴格的標準。但是還是有一部分企業受到利益的驅使，置法律于不顧。社會及相關工作部門積極創新治理方案，在工業中投入污水處理系統電氣控制自動化模式，能夠有效提升工業污水的治理效果。

1 污水處理系統和電氣控制自動化

污水處理系統指的是在污水排放之前，開展各項指標監測，采用標準的污水處理流程，確保污水能夠進行排放。污水處理的過程，能夠確保污水達到凈化的效果[1]。目前在污水處理系統中，比較常用的處理方式有生物法、物理化學法、化學法和物理法。污水的處理擁有比較特定的污水處理系統，是把生活用水和生產用水連接在一起進行集中處理的工程項目。在污水處理之前，工作人員詳細地做好污染源的調查工作。結合實際情況制定出科學合理的污水處理方案，利用先進的污水處理設備，建立起統一的污水處理體系。近些年來，我國在污水處理過程中開始逐漸引進電氣控制自動化技術，能夠有效提升污水處理效率和處理效果。

污水處理分為預處理和深度處理兩種流程。污水來源于不同的地區，包含有生活污水和工業生產污水，類別不同，包含的污染物也不相同。首先要針對污水進行預處理，去除其中存在體積較大的漂浮物質，使用提升泵等專業設備把污水轉送到沉淀池當中進行沉淀，有效地去除沉淀池當中的懸浮液等雜質，簡單地針對污水進行消毒，然后就可以送達下一個單元中完成深度處理。深度處理是非常重要的污水處理環節，要重點去除污水中的有害物質和離子等。通過污水處理之后，水中會包含大量的藥劑，需要工作人員進一步分析和處理，通過簡單地勾兌和處理之后，讓這一部分水資源再次得到利用。

隨著現代化科學技術的不斷創新，污水處理工廠已經把電氣控制自動化技術作為主要的污水處理方式。工作人員根據系統后期預期展示出來的系統性能，選擇相應的系統配件和設備[2]。在制定系統運行圖紙時，需要根據設計要求為后期的設備安裝提供便利。要針對二次改動的設備運行效果進行詳細勘驗，以圖紙為依據做到防微杜漸。要注意工作人員在電控箱的設計質量，盡可能地選擇專業水平高、工作經驗豐富的工作人員。污水處理的過程中要注意污水處理細節。尤其是自動化電氣控制系統的運行，要對污水處理的效果要求明確了解，根據要求科學合理地設置電氣控制系統，制定出科學有效的處理措施。要根據相關的電氣控制系統情況，選擇配套的零件和設備，如果零件和設備不匹配的話，需要改動加工，確保污水處理系統能夠正常運行。污水的處理需要進行嚴格地把控，要符合國家環保要求，確保方案的可操作性。

2 電氣控制自動化處理污水設計方案

舉例說明：某污水處理廠(主要污水處理系統電氣控制自動化流程如圖1)在電氣自動化控制系統的設計過程中，需要保證設計的針對性，按照相應的工藝單位劃分工程的電氣部分，電氣部分包含有鼓風曝氣、污泥處理、生物處理和預處理等環節[3]。污水處理過程比較復雜，專業技術比較多，因此在正常系統運行中需要做好嚴格地把控，避免出現電源中斷等情況，影響工藝狀況的穩定運行。可以把供電負荷要求設定為二級，并在污水處理工程中，采用雙母線作為供電的主要來源。在污水處理中此功能可以在總部配電室內部完成。該污水處理廠的用電負荷項目主要是鼓風機、提升泵以及污泥脫水機等，按照污水處理工藝的要求選擇，保持245.5kW 一期裝機總量，計算出來的容量是154.4kW。計算設備的有功功率是按照單元裝機容量和設備一天實際的運行時間為主要依據，參考24 小時之內的有效運行功率[4]。在此期間網絡的架構設計比較復雜，需要工作人員嚴格謹慎地進行設計。該處理廠的系統屬于集散型計算機控制系統，污水處理站的控制部分包含有中央控制室、風機房和污泥處理房。設置中央控制室包括具有控制作用的PLC、電氣控制柜，以及擁有WINCC 組態軟件相關上位機。風機房中設置出風機的電氣柜和遠程控制站。污泥房中也要設置污泥機電氣控制柜和遠程控制站。

圖1 污水處理系統電氣控制自動化流程

3 污水處理系統電氣控制自動化開展措施

3.1 嚴格遵守電氣控制自動化實施要求

針對社會中逐漸暴露出來的水環境污染問題，國家出臺了相關的法律法規制度，積極推動了污水處理方式的創新，引進先進的污水處理系統，制定出嚴格的污水排放標準要求，完善污水處理方案，以期能夠減少污水對于人類生活環境的影響[5]。結合電氣控制自動化技術的應用，形成電氣控制自動化污水處理系統，能夠為未來的污水處理技術發展指明方向。電氣自動化技術在生活中起到了十分關鍵的作用。在污水處理中，由于污水的性質比較特殊，因此離子含量以及酸堿度都會超標，系統要確保在惡劣的環境中同樣能夠正常工作。污水處理中電氣控制系統要詳細觀測周圍情況，充分反映出真實的運行狀態。污水處理要做好監控工作。電氣控制系統能夠詳細檢測和記錄在污水處理過程中的參數(如表1 設備安裝信息)，能夠為后期的設計方案改進提供科學依據。

表1 設備安裝信息

3.2 電氣控制自動化系統組成

在污水處理系統當中貫徹落實電氣控制自動化技術，分為控制系統和監測系統兩種。控制系統要按照分級的方式制定出控制器，在控制器上顯示不同層次的運行狀況，實時檢測和控制具體情況，確保不同的機位都能獨立運行[6]。污水處理中電氣控制自動化系統可以實現三級模式的污水處理，系統中的不同運行部分還能夠獨立工作，一般其中一個環節出現安全事故，不會對系統的整體運行造成影響。上機位工作時進行工控機操作，借助于信息設備和計算機程序，動態地顯示出閥門和電機的運行情況，工作人員可隨時了解到污水的氣路和水路動態變化。上機位能夠及時準確地明確電氣故障的發生位置和信息，便于工作人員及時搶救。中機位則是進行邏輯單元的控制，作為邏輯單元的控制中心，也屬于電氣系統核心內容，在污水處理中中機位要跟上下機位進行聯系通訊，負責總邏輯控制。下機位的控制則是智能儀表，智能儀表屬于比較獨立的系統內容，擁有獨立的顯示器和操作器，采集液體酸堿度值等信息數據。在污水處理過程中，下機位在運行過程中會不斷地采集液體酸堿度值相關數據信息，為系統的運行提供準確的數據信息。電氣控制系統的運行中，還專門設置了如掉電保護數據的存取區域。在這一區域中，保存時間較長的檢測數據信息，結合光電隔離以及先進的方式，能夠充分發揮出現代化科學技術優勢，保護好電氣控制系統的穩定運行。

以上三個不同的機位在運行中分別負責不同的職能，在運行中需要分區分級控制的操作方式。在污水處理系統過程中，三個不同的機位互相之間不會干擾，哪怕其中一個機位在運行中出現了安全故障，對于其他的運行環節也不會造成較大的影響，屬于獨立性較強的系統。

3.3 測量和控制參數的操作

在系統運行中測量參數和控制參數十分重要，通過進行相關參數的準確測量和控制，能夠保障電氣控制自動化系統的穩定運行。工作人員在參數的測量和控制工作開展過程中，需要遵守嚴格的工作開展原則。首先需要測量和控制好液位數據，污水處理中可能會出現處理池面積太小的情況，要使用靜壓式傳感器液位儀進行測量，并使用液位變送器和擴散硅傳感器收集相關信息。如果處理池的面積太大，就使用超聲波物位儀進行詳細測量。最終信號傳遞到控制器和污水處理系統當中。兩種測量儀器設備的操作原理存在較大的差異性。第一種是結合傳感器的應用，正確地檢測出液體靜壓力，把檢測之后得出的數據結果發送到系統的隔離管中，通過隔離管再把信息數據傳輸給傳感器，最終傳感器能夠把信息信號傳遞給控制器。第二種方式則是充分利用了回聲的原理開展工作，發射出超聲波之后，接觸到液體能夠立刻反射出相關的超聲波信號，最終污水處理系統能夠接收超聲波信號，得到數據信息。

要針對酸堿度進行有效地測量和控制，一般針對酸堿度測量需要使用電位法。由于酸堿度測量過程中，對于傳感器輸出的信號相對來說會比較小，因此傳遞過程中需要對酸堿度的輸出信號進行放大，然后把信息傳遞給控制器。測量和控制溫度過程中，需要選擇鉑熱電阻作為傳感器，鉑熱電阻設備比較敏感，擁有0.1℃的分辨率，能夠在運行過程中自動把溫度信號轉變成為電壓信號，然后把電壓信號放大之后傳遞給控制器。在最終測量和控制溶氧量的時候，要首先明確和了解曝氣池的配置方案，才能夠準確地測定出溶氧量，確保污水處理系統的穩定運行。

4 結束語

綜上所述，社會及各部門需要對污水治理工作的開展加大關注度，積極創新污水處理系統和處理技術，結合現代化電氣控制自動化技術的應用，提升污水處理效果和處理速度，改善城市內部生態環境，促進我國城市經濟可持續化發展。