楊偉彬

摘 要：水資源的日益稀缺，及在發(fā)展過程中其受到的污染日益加劇，使污水處理工作變得尤為重要，當(dāng)今我國(guó)對(duì)污水處理工作可謂極其重視，將自動(dòng)控制應(yīng)用到污水處理工作中也成為一項(xiàng)熱門的研究話題?；诖耍疚暮?jiǎn)單描述了自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成及特點(diǎn)，并重點(diǎn)研究了流量自動(dòng)控制系統(tǒng)、水泵與鼓風(fēng)機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)、格柵自動(dòng)控制系統(tǒng)、污泥脫水與沉砂池自動(dòng)控制系統(tǒng)在污水處理中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)控制系統(tǒng) 污水處理 PLC

引言

隨著計(jì)算機(jī)與繼電器、傳感器等設(shè)備的發(fā)展，自動(dòng)控制技術(shù)越來越被廣泛實(shí)用到各個(gè)領(lǐng)域中，在污水處理領(lǐng)域，近年來我國(guó)環(huán)保力度加大，使中國(guó)的水污染逐漸從工業(yè)污染轉(zhuǎn)化為城市污染，而城市污水處理的自動(dòng)控制也正式進(jìn)入計(jì)算機(jī)智能化控制階段。

1、自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成及特點(diǎn)

1.1自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成

污水處理主要是為了分離污水中的清水和其他雜質(zhì)，減少污水處理中產(chǎn)生的污泥，并重新加工處理后的水和污泥。因此構(gòu)建污水處理的自動(dòng)控制系統(tǒng)，要滿足污水處理各個(gè)環(huán)節(jié)不同的要求，使各個(gè)模塊對(duì)應(yīng)相對(duì)工作內(nèi)容，模塊之間可以協(xié)調(diào)，又能實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一調(diào)控。污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)是對(duì)污水處理過程進(jìn)行監(jiān)控調(diào)度的自動(dòng)化遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，其包括自動(dòng)化技術(shù)、通訊技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)和圖形顯示技術(shù)，既能進(jìn)行簡(jiǎn)單的邏輯控制，又能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的分散化控制，具體包括化學(xué)需氧量傳感器、PH值傳感器、溶解氧傳感器等硬件和PLC、數(shù)據(jù)采集模塊、中央監(jiān)控單元和服務(wù)器等采集控制單元，系統(tǒng)軟件可以采用自行研發(fā)或者市面上流行的軟件，也可以使用PLC廠家開發(fā)的軟件。

1.2自動(dòng)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)

污水處理系統(tǒng)要求對(duì)控制對(duì)象設(shè)定開關(guān)量和模擬量，既能實(shí)現(xiàn)開環(huán)控制，又能實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。整個(gè)系統(tǒng)分為軟件和硬件兩部分，并且兩部分各有特點(diǎn)。軟件部分的特點(diǎn)是在工作人員操作過程中可以結(jié)合功能塊圖進(jìn)行編程，使操作人員對(duì)系統(tǒng)的控制更加方便，也能讓操作人員用高級(jí)語(yǔ)言完成復(fù)雜的數(shù)學(xué)算法，對(duì)用戶來說，在使用系統(tǒng)進(jìn)行工作時(shí)更加方便，而且可以利用特定功能塊重復(fù)進(jìn)行工作，有助于功能塊嵌套。

硬件方面包括計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)等，自動(dòng)控制系統(tǒng)要求計(jì)算機(jī)擁有快速處理信息的能力，并要求網(wǎng)絡(luò)方面提供開放、標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，以保證控制和管理的效果更好。

2、自動(dòng)控制在污水處理中的應(yīng)用

2.1流量自動(dòng)控制系統(tǒng)在污水處理中的應(yīng)用

水流量是污水處理廠日常運(yùn)行與管理過程中極其關(guān)鍵的一個(gè)控制參數(shù)，可以直接影響污水的處理質(zhì)量。工作人員必須實(shí)時(shí)掌握進(jìn)水量才能提升地表水力負(fù)荷的沖擊力。因此，處理廠要在污水處理系統(tǒng)中安裝流量自動(dòng)控制系統(tǒng)，主要表現(xiàn)為安裝自動(dòng)流量計(jì)，自動(dòng)流量計(jì)可以測(cè)出瞬時(shí)流量和實(shí)際參數(shù)，這些數(shù)據(jù)都可以為進(jìn)一步的污水處理提供參考和支持。

2.2水泵與鼓風(fēng)機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)在污水處理中的應(yīng)用

水泵自動(dòng)控制系統(tǒng)可以根據(jù)具體的水泵工作時(shí)間，完成水泵氣動(dòng)泵與備用泵的自動(dòng)更換。同時(shí)，水泵自動(dòng)控制系統(tǒng)還能預(yù)先設(shè)定好所有水泵的開泵順序，在一臺(tái)水泵無法滿足需求的情況下自動(dòng)開啟其他水泵以滿足污水處理的需要。水泵自動(dòng)控制系統(tǒng)還可以結(jié)合污水處理廠外部的流水量自動(dòng)地調(diào)整水泵自動(dòng)運(yùn)行的狀態(tài)，使水泵運(yùn)轉(zhuǎn)處于最佳，減輕場(chǎng)內(nèi)工作人員的工作量與工作強(qiáng)度。

目前許多污水處理廠在曝氣池中安裝了在線溶解氧測(cè)試儀和懸浮物濃度計(jì)，他們利用在線溶解氧測(cè)試儀分解細(xì)菌，并用懸浮物濃度計(jì)測(cè)量污水中的污泥程度，根據(jù)測(cè)得的污泥程度調(diào)整曝氣池。利用鼓風(fēng)機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)不僅可以為反應(yīng)池加入曝氣，同時(shí)還能在供給氣量維持充足穩(wěn)定狀態(tài)下，減小懸浮物濃度計(jì)的耗損量，延長(zhǎng)設(shè)備的使用期限，也提高了曝氣池分解細(xì)菌的能力，可謂一箭雙雕。

2.3格柵自動(dòng)控制系統(tǒng)在污水處理中的應(yīng)用

格柵自動(dòng)控制系統(tǒng)又可以根據(jù)不同的運(yùn)行狀態(tài)可以分為自動(dòng)和手動(dòng)兩種模式，污水處理廠要按照實(shí)際運(yùn)行情況選擇適合自身的運(yùn)行模式。目前，在國(guó)內(nèi)多數(shù)的處理廠會(huì)在格柵的兩端分別安裝一臺(tái)液位差計(jì)，依靠液位差計(jì)顯示的度數(shù)判斷實(shí)際的堵塞程度，再將得出的堵塞信息傳輸?shù)娇删庉嬤壿嬁刂破髦校每删幊踢壿嬁刂破鲗?duì)堵塞信息進(jìn)行分析計(jì)算，當(dāng)計(jì)算結(jié)果超出預(yù)設(shè)的閾值時(shí)，表示格柵需要被清理。而利用格柵自動(dòng)控制可以實(shí)現(xiàn)垃圾自動(dòng)排除，不僅保證了水流維持在正常流動(dòng)的狀態(tài)，也有效降低了設(shè)備的損耗程度。

2.4污泥脫水與沉砂池自動(dòng)控制系統(tǒng)在污水處理中的應(yīng)用

污泥脫水系統(tǒng)主要包括兩套污泥濃縮系統(tǒng)和兩套污泥脫水機(jī)，一套加藥系統(tǒng)和兩臺(tái)電動(dòng)泥斗。污泥濃縮機(jī)可以在上位機(jī)顯示系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，脫水機(jī)在中控室顯示系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，電動(dòng)泥斗在現(xiàn)場(chǎng)控制，工作人員在剩余污泥管道和同流污泥管道中都安裝流量計(jì)，這些流量計(jì)不僅能測(cè)量剩余的污泥，還能準(zhǔn)確地檢測(cè)出回流的污泥。污水處理廠的工作人員通過流量計(jì)顯示的數(shù)據(jù)，得知剩余污泥量與回流污泥量，依靠這些污泥量可以清楚地判斷出剩余污泥泵與回流污泥泵的運(yùn)行狀態(tài)是否正常，從而有效地監(jiān)控潛水泵。

沉砂池自動(dòng)控制系統(tǒng)由吸沙泵、螺旋砂水分離器、閘門和漿液分離機(jī)等多種設(shè)備構(gòu)成，每一種設(shè)備都能獨(dú)立運(yùn)行，但所有設(shè)備的工作又是相互依托的。在系統(tǒng)開啟后，漿液分離機(jī)會(huì)最早開始運(yùn)轉(zhuǎn)，吸沙泵會(huì)按照工作人員設(shè)定的程序自動(dòng)運(yùn)行和停止，而螺旋砂水分離器也能自動(dòng)運(yùn)行，這樣一套沉砂池自動(dòng)控制系統(tǒng)可以有效地縮短停機(jī)時(shí)間。

總結(jié)

綜上所述，將自動(dòng)控制運(yùn)用在污水處理中對(duì)國(guó)家可持續(xù)發(fā)展都有重大意義。由分析可知，工作人員將自動(dòng)控制運(yùn)用在污水處理中實(shí)現(xiàn)了水流量實(shí)時(shí)監(jiān)控，完成了水泵的自動(dòng)更換，維持反應(yīng)池氣量充足的同時(shí)減小了濃度計(jì)損耗，實(shí)現(xiàn)了垃圾自動(dòng)排除，監(jiān)控了污泥泵的狀態(tài)，縮短了停機(jī)時(shí)間，有效地減少了工作人員的工作量，提高了污水處理的工作效率。因此，自動(dòng)控制技術(shù)在污水處理中的應(yīng)用還要不斷完善且推廣，從而保證我國(guó)污水處理工藝水平更高，效果更顯著。

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