1.金玉成 2.史光華

1.沈陽藍英工業(yè)自動化裝備股份有限公司 2.德福埃斯精密機械(沈陽)有限公司

城市污水處理中自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用

1.金玉成 2.史光華

1.沈陽藍英工業(yè)自動化裝備股份有限公司 2.德福埃斯精密機械(沈陽)有限公司

在城市污水處理中，采用自動化控制系統(tǒng)對污水進行處理是國內(nèi)污水處理企業(yè)技術(shù)改造的發(fā)展趨勢。與傳統(tǒng)的污水 處理方法相比，它節(jié)約了很多物力、人力，有非常好的社會效益和經(jīng)濟效益。本文對城市污水處理中自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用進行了探討分析。

城市污水；污水處理；自動化控制系統(tǒng)

引言：

城市污水處理就是利用各種設(shè)施設(shè)備和工藝技術(shù)，將污水中所含的污染物質(zhì)從水中分離去除，使有害的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無害的物質(zhì)、有用的物質(zhì)，水則得到凈化，并使資源得到充分利用，其生產(chǎn)工藝流程是比較龐雜的。城市污水處理自動化技術(shù)的運用與研究，使產(chǎn)品能夠高效穩(wěn)定的運行，為保證水廠高效穩(wěn)定運行，污水處理對控制系統(tǒng)的高可靠性要求。

一、城市污水處理中自動化控制系統(tǒng)應(yīng)用范圍

污水處理過程控制是以物料平衡調(diào)度為主的連續(xù)性較強的慢處理過程。在污水處理過程中要用到大量的閥門、泵、風機及刮泥機等機械設(shè)備，它們常常根據(jù)一定的程序、時間和邏輯關(guān)系定時開、停。主要控制對象為：柵格、總泵房、沉砂池、生物反應(yīng)池、沉淀池、加氯間、污泥處理裝置、發(fā)電機房等。因此，基于現(xiàn)場設(shè)備自動化功能的全廠綜合自動化的主要目標重點不僅僅是保證生產(chǎn)處理質(zhì)量，而更現(xiàn)實的是減輕勞動強度、方便生產(chǎn)管理、提高設(shè)施設(shè)備的利用率、節(jié)能降耗、減員增效。一些發(fā)達國家的城市污水處理廠無不例外均配置了自動化技術(shù)水平愈來愈高的全廠綜合自動化控制系統(tǒng)，其顯著效果就是其運營人員數(shù)量的大幅度減少，節(jié)省成本。

二、城市污水自動化技術(shù)需求

由于節(jié)能減排作為當前水行業(yè)發(fā)展的重要任務(wù)之一，其工作的進展備受矚目。而自動化與信息化技術(shù)作為水行業(yè)發(fā)展中的后助力量，保障著節(jié)能減排工作的有續(xù)進行。它將解決生產(chǎn)水、供水、排水處置及污水處置的過程控制與管理智能化，從而最大限度地減少水資源的浪費，基本實現(xiàn)水資源的優(yōu)化配置，最大限度的讓水資源循環(huán)利用起來。污水處理廠自控系統(tǒng)的要求是對污水處理過程進行自動控制和自動調(diào)節(jié)，使處理后的水質(zhì)指標達到要求的范圍；在中控室發(fā)出上傳指令時，將當前時刻運行過程中的主要工作參數(shù)(水質(zhì)參數(shù)、流量、液位等)、運行狀態(tài)及一定時間段內(nèi)的主要工藝過程曲線等信息上傳到中控室。在中心控制室能對被控設(shè)備進行在線實時控制，用圖形實時地顯示各現(xiàn)場被控設(shè)備的運行工況，以及各現(xiàn)場的狀態(tài)參數(shù)。依據(jù)不同運行參數(shù)的變化快慢和重要程度，建立生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)庫，存儲生產(chǎn)原始數(shù)據(jù)，供統(tǒng)計分析使用。利用實時數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行比較和分析，得出一些有用的經(jīng)驗參數(shù)，有利于優(yōu)化曝氣池的準閉環(huán)控制，并把一些必要的參數(shù)和結(jié)果顯示到實時畫面和報表中去。 當某一模擬量(如電流、壓力、水位等)測量值超過給定范圍或某一開關(guān)量(如電機啟停、閥門開關(guān))閥發(fā)生變位時，可根據(jù)不同的需要發(fā)出不同等級的報警并能夠?qū)崿F(xiàn)聲光報警。系統(tǒng)可自動切除相關(guān)故障設(shè)備或切換到現(xiàn)場手動操作方式。同時記錄事故內(nèi)容，并對相關(guān)參數(shù)進行事故追憶。

三、城市污水設(shè)備的控制方式與要求

污水處理一般來說包含以下三級處理：一級處理是它通過機械處理，如格柵、沉淀或氣浮，去除污水中所含的石塊、砂石和脂肪、油脂等。二級處理是生物處理，污水中的污染物在微生物的作用下被降解和轉(zhuǎn)化為污泥。三級處理是污水的深度處理，它包括營養(yǎng)物的去除和通過加氯、紫外輻射或臭氧技術(shù)對污水進行消毒。

(1)預(yù)處理。粗細格柵分別按時間順序進行控制，15min為一個周期，間歇時間10min，每次運行時間為5min。粗細格柵同時還有設(shè)在格柵前后的超聲波液位計的液位差控制，當液位差大于25cm時，格柵同時連續(xù)運行。直到液位差下降小于10cm時，格柵恢復(fù)到時序控制狀態(tài)運行；污水提升泵的控制：污水提升泵主要根據(jù)水位啟動和關(guān)閉。當池水位降至低水位(由液位計控制)時，系統(tǒng)發(fā)出報警信號；沉砂池：沉砂池旋流除砂機、攪拌機、砂水分離器可與提升泵實現(xiàn)聯(lián)動控制。

(2)羅茨鼓風機房。羅茨鼓風機轉(zhuǎn)速由變頻器調(diào)節(jié)，其控制原理是首先將設(shè)定值與檢測值進行比較得到精確量E和EC，通過模糊化變換成模糊量，再根據(jù)由大量實驗數(shù)據(jù)和專家經(jīng)驗得出的模糊知識庫把模糊輸入量進行模糊推理得到相應(yīng)的模糊控制量，經(jīng)模糊判決將模糊控制量轉(zhuǎn)化為精確控制量輸出，從而實現(xiàn)對曝氣量的控制，進而調(diào)節(jié)池中的DO濃度。

(3)剩余污泥泵站。在泵站內(nèi)安裝超聲波液位計并在中控室顯示水位，當水位超過2米時，水泵開始工作，當水位小于0.7米時，水泵停機并發(fā)報警信號到中控室。當污泥池水位超過設(shè)定的最高水位時，水泵停止工作。

(4)二沉池、脫水機房。二沉池污泥泵可實現(xiàn)自動啟停根據(jù)池內(nèi)污泥的液位變化設(shè)上限開下限停，可以實現(xiàn)遠程控制。加藥裝置自動配料，溶解，投加于一體，定量投藥裝置具有液位控制、物料檢測、振動輔助下料。

三、城市污水自動化處理技術(shù)趨勢

隨著自動化控制在污水處理中已得到的廣泛應(yīng)用，監(jiān)控軟件也有了飛速的發(fā)展。中央監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)成為污水廠日常監(jiān)控、運營管理和維護的中心。污水處理廠的自動控制系統(tǒng)要求能夠?qū)崿F(xiàn)“集中管理、分散控制”的監(jiān)控模式，使得局部故障不影響主體正常運行，將風險分散，確保系統(tǒng)的可靠性。系統(tǒng)內(nèi)部的配置和調(diào)整靈活，構(gòu)建彈性化，可根椐不同工藝處理要求及用戶需求進行優(yōu)化。并具備很好的開放性、兼容性和擴展性，可應(yīng)用不同品牌的軟硬件進行整合，可無縫的把分期建設(shè)的系統(tǒng)融為一體。目前對廣域污水自動監(jiān)控系統(tǒng)的逐步建設(shè)和完善也越來越重視。監(jiān)控軟件正朝著大型化、信息化和網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。結(jié)合中小型污水處理廠的特點，廣域監(jiān)控是今后污水廠監(jiān)控系統(tǒng)重要發(fā)展趨勢之一。

結(jié)語：

總之，通過對現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的了解和研究的深入，智能化現(xiàn)場儀表和設(shè)備將應(yīng)用到污水處理廠，構(gòu)成完整的自控系統(tǒng)，會進一步提高污水處理的自動化和管理水平從而大大降低了工人的勞動強度。

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