孫瑩瑩

摘 要：在現(xiàn)代技術支持下，城市現(xiàn)代化建設速度加快，相應提升了生活質量，水資源需求量持續(xù)攀升。為了確保水資源供應的高效性，滿足社會生產(chǎn)與生活用水需求，供水企業(yè)要不斷增強自身技術能力，提高管理效益。自來水廠的建設規(guī)模持續(xù)擴大，可以為企業(yè)運營帶來便利條件。電氣自動化技術可以提升水資源供應效率和生產(chǎn)質量，滿足用水需求，以免出現(xiàn)供水不足的問題。因此，本文重點探討了電氣自動化技術在水處理中的應用。

關鍵詞：電氣自動化技術;水處理;自來水廠

中圖分類號：TM76;TU991.2文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2021）04-0150-03

Abstract： With the support of modern technology， the speed of urban modernization has accelerated， and the quality of life has been correspondingly improved， and the demand for water resources has continued to rise. In order to ensure the efficiency of water supply and meet the needs of social production and domestic water， water supply companies must continuously enhance their own technical capabilities and improve management efficiency. The continuous expansion of the construction scale of water plants can bring convenience to business operations. Electrical automation technology can improve water supply efficiency and production quality， and meet water demand， so as to avoid the problem of insufficient water supply. Therefore， this paper focused on the application of electrical automation technology in water treatment.

Keywords： electrical automation technology;water treatment;water plant

近年來，我國城市化進程持續(xù)加快，水資源需求量不斷增加，致使生活用水供給任務日益繁重。當前，我國內(nèi)陸地區(qū)水資源短缺問題比較嚴重，人們需要科學地處理工業(yè)廢水和生活污水等，使其轉變?yōu)榭捎盟Y源，最終實現(xiàn)循環(huán)利用。電氣自動化技術不僅能夠提升水處理效率，確保循環(huán)水質量合格，還可以降低勞動力成本和能源消耗[1-3]。因此，將電氣自動化技術應用到水處理中，具有重要的現(xiàn)實意義。

1 電氣自動化技術的特征

電氣自動化技術主要分為全自動化技術和半自動化技術。前者只需要人工設置控制軟件與程序，若應用于水處理，則無須人工干預。水處理期間，相關技術人員在遠程控制端或中央控制室開展實時監(jiān)測，同時收集和分析處理環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)信息，針對不同結果，應用不同的反饋控制方式，以實現(xiàn)自動化控制[4-5]。后者用于水處理時需要人工干預，工作人員需要操作機械設備，完成機械無法勝任的工作。

當前，電氣自動化技術成為行業(yè)技術改革的重點，可以提升行業(yè)生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，確保消費者獲得優(yōu)質產(chǎn)品或服務。生產(chǎn)環(huán)節(jié)，電氣自動化技術的應用要求高，不僅表現(xiàn)在軟件和硬件方面，還表現(xiàn)在行業(yè)知識方面。人們要結合行業(yè)發(fā)展需求，合理應用電氣自動化技術，充分發(fā)揮其價值與作用，全面提升工作效率。

1.1 綜合性

信息化時代，電氣自動化技術快速發(fā)展，呈現(xiàn)出綜合性。當前，諸多行業(yè)都開始應用電氣自動化技術，如電力行業(yè)、建筑行業(yè)、鋼鐵行業(yè)等。電氣自動化技術能夠提升企業(yè)工作效率，降低人力、物力和財力成本，增加企業(yè)經(jīng)濟效益。因此，人們要充分掌握電氣自動化技術，了解行業(yè)知識，不斷推進技術改革與創(chuàng)新。

1.2 廣泛性

電氣自動化技術具有廣泛性。企業(yè)必須綜合考慮自身實際情況，制定適宜的發(fā)展方案，充分發(fā)揮電氣自動化技術的優(yōu)勢，實施技術革新。電氣自動化技術涉及較多分支，彼此差異較大，導致技術應用難度增大。企業(yè)要培養(yǎng)專業(yè)的電氣自動化技術人才，做好安全教育與培訓，按照發(fā)展現(xiàn)狀制定方案，提升生產(chǎn)效益。

1.3 依賴性

電氣自動化技術對電子技術和網(wǎng)絡技術的依賴度高。在建立電氣自動化控制系統(tǒng)時，人們需要將電子技術和網(wǎng)絡技術應用到傳感器信號采集、控制器信號處理中。所以，電子技術與網(wǎng)絡技術是電氣自動化技術持續(xù)發(fā)展的重要基礎，其對二者的依賴度非常高。

2 電氣自動化技術在水處理中的應用表現(xiàn)

2.1 無線網(wǎng)絡技術

當前，電氣自動化技術蓬勃發(fā)展，諸多行業(yè)開始廣泛應用通信技術。用戶不僅可以實現(xiàn)遠程網(wǎng)絡連接，還可以實現(xiàn)遠程無線網(wǎng)絡通信，利用通信網(wǎng)絡連接不同的數(shù)據(jù)信息。有線網(wǎng)絡與無線網(wǎng)絡的應用要點相同，均采用射頻技術和紅外技術連接。盡管兩種技術具有較多相同點，但是其傳輸介質差異非常大，有線網(wǎng)絡需要連接數(shù)據(jù)線，無線網(wǎng)絡無須連接數(shù)據(jù)線。水處理期間，人們可以利用無線網(wǎng)絡對相關參數(shù)進行控制，全面發(fā)揮電氣自動化技術的作用。此外，無線網(wǎng)絡功率消耗比較低，其組織分配方式明顯優(yōu)于有線網(wǎng)絡。無線網(wǎng)絡控制水處理過程，能夠顯著提升水處理效率。無線網(wǎng)絡不僅可以從遠程控制水處理過程，還能夠監(jiān)測水處理設備運行狀態(tài)，避免設備異常。監(jiān)測期間，當發(fā)現(xiàn)設備存在故障時，系統(tǒng)及時采取措施予以處理，消除安全隱患。

2.2 數(shù)字儀表技術與現(xiàn)場總線技術

數(shù)字儀表技術與現(xiàn)場總線技術具有良好的可操作性，可以確保設備信息溝通與傳輸順暢，全面提升設備使用效率。同時，二者具有互用性，可以確保設備相互交換與使用，尤其是數(shù)字儀表設備。水處理期間科學應用數(shù)字儀表技術和現(xiàn)場總線技術，可以降低資源成本投入，同時減少變送器應用數(shù)量，使設備投入成本、檢修維護成本降到最低。

2.3 工業(yè)以太網(wǎng)技術

水處理自動化系統(tǒng)應用期間，若網(wǎng)絡負荷較高，則會導致系統(tǒng)不穩(wěn)定性增加，人們需要實時進行控制。工業(yè)以太網(wǎng)技術可以有效避免系統(tǒng)處于不穩(wěn)定的運行狀態(tài)。近年來，工業(yè)以太網(wǎng)技術發(fā)展速度加快，負載自動化平衡技術、雙工通信技術、自動協(xié)商技術和交換技術等應運而生，全面提升了水處理的自動化水平。工業(yè)以太網(wǎng)技術框架如圖1所示。水處理自動化系統(tǒng)設計必須有效融合工業(yè)以太網(wǎng)技術，確保自身的可靠性與穩(wěn)定性，避免無法適應環(huán)境而增加系統(tǒng)運行風險。

3 電氣自動化技術在水處理中的主要應用

當前，水處理開始廣泛應用電氣自動化技術。多數(shù)水廠都注重應用電氣自動化技術，然而并未充分發(fā)揮該技術的應用價值。人們可以利用電氣自動化技術構建完整的水處理控制系統(tǒng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的自動化采集與處理，同時實時控制水處理全過程，避免誤操作[6]。與單一技術應用相比，電氣自動化技術借助中央處理系統(tǒng)，可以對水處理過程進行控制和干預，全面保障水處理效果。

3.1 加氯控制

自來水廠進行水處理時，過濾水源前后均可以加氯。水過濾前，要控制加氯量，以清除水中雜質。水過濾后，加氯控制可以起到消毒殺菌效果。加氯系統(tǒng)流程如圖2所示。水處理期間應當科學控制加氯操作，尤其是添加量、添加順序等。過濾水之前，加氯采用流量比方法，即以原有水流量為基礎，固定加氯標準，同時做好科學調整。

3.2 加氨控制和加藥控制

水處理環(huán)節(jié)必須高度重視加氨控制和加藥控制，為了確?？刂菩Ч?，人們應當確保外加劑添加量滿足相關標準要求。人們要比較預測值與實際測量值，明確兩者的誤差，以獲得準確的控制參數(shù)，優(yōu)化水處理自動化系統(tǒng)。其間可以采用可編程邏輯控制器，對水處理中的藥物添加量進行控制，全面提升水處理效率。

電氣自動化技術既可以提升水處理效率，還可以降低勞動成本投入，全面增加水廠經(jīng)濟效益。水處理期間合理應用電氣自動化技術，采用可編程邏輯控制器，可以確保測定數(shù)據(jù)的準確度，同時做好調整，全面提升系統(tǒng)運行效益。

4 電氣自動化技術在水處理中的應用實踐

某污水處理廠污水收集系統(tǒng)的污水量持續(xù)增加，為了有效處理污水，其引入水處理自動控制系統(tǒng)，系統(tǒng)運行流程如圖3所示。該系統(tǒng)選用近距離控制和遠程控制兩種方式，在運行工況下，開關處于遠程控制位置，當遠程控制系統(tǒng)存在異常時，其切換為近距離控制。遠程控制涉及自動控制和手動控制兩種方式。在中央控制系統(tǒng)監(jiān)控畫面內(nèi)，人們可以點擊按鈕，合理選擇設備控制方式。

4.1 格柵單元控制

格柵單元能夠去除水中的粗大雜物與懸浮物，確保后續(xù)處理設施的穩(wěn)定運行，它是一種重要的預處理方法。按照水源情況，水處理可以采用細格柵或粗格柵。粗格柵可以去除大體積懸浮物，細格柵可以去除細小的纖維雜質。該污水處理廠水源通過水泵供應，泵站出水需要經(jīng)過粗格柵進行篩濾處理，主要設備包括2臺細格柵、1臺輸送機。

4.2 進水泵房單元控制

污水處理廠進水泵房的潛水泵需電量非常大，加強潛水泵運行控制，可以降低能耗。傳統(tǒng)控制方式以人工操作為主，按照液位調整啟動泵數(shù)量。而現(xiàn)場自動控制按照液位實現(xiàn)分段運行，不同階段啟動的設備數(shù)量不同，其可以交替使用。低液位階段液位差較寬，高液位階段液位差較窄。

4.3 改良型SBR池單元控制

改良型SBR池涉及的閥門與設備比較多，時段控制要求非常高，整個操作步驟復雜。水處理應用全自動控制法，能夠減少人工操作。改良型SBR池設置4組SBR池，按照相關標準循環(huán)運行，每個循環(huán)涉及以下環(huán)節(jié)：進水曝氣、沉淀、潷水。其間需要應用可編程邏輯控制器予以控制，并預先編制各階段實施規(guī)劃。

4.4 鼓風機單元房控制

該污水處理廠曝氣系統(tǒng)的控制操作非常滯后，因此其無法應用PID控制算法。人們要合理控制鼓風機頻率，避免出現(xiàn)熱繼故障、噪聲污染。在現(xiàn)場運行中，鼓風機頻率最低不小于25 Hz。

4.5 加氯間單元控制

加氯間設備涉及軸流增壓泵和氧化氯發(fā)生器。其間應用順序控制法，先將軸流增壓泵啟動，停止30 s后，再將二氧化氯發(fā)生器啟動。這種啟動順序可以確保二氧化氯產(chǎn)生后充分與水和消毒液混合，起到消毒作用。在關閉設備時，人們應當采用反順序方式。若增壓泵存在故障隱患，則應當及時停止系統(tǒng)運行。

4.6 脫水機房單元控制

脫水機房有進泥泵2臺、清洗泵2臺、普通加藥泵2臺、除磷加藥泵2臺、攪拌器5臺、螺旋輸送機1臺、濃縮脫水一體機3臺。進泥泵可以將濃縮儲泥池污水運輸至脫水機中。清洗泵負責清洗脫水機濾布，做好平整度處理。普通加藥泵將PAM池藥劑送至脫水機中。除磷加藥泵能夠實現(xiàn)化學除磷，提升改良型SBR池的應用效果。攪拌器主要負責攪拌儲泥池、聚合鋁池和PAM池。在控制操作時，人們遵循標準化順序啟動各裝置。首先啟動螺旋輸送機和清洗泵，之后啟動濃縮脫水一體機和PAM池攪拌器，最后啟動加藥泵和進泥泵。脫水系統(tǒng)啟動之前，應當采用人工方式，科學操作儲泥池攪拌器。啟動系統(tǒng)后，由于加藥閥、進泥閥和清洗閥為手動閥，因此其無法實現(xiàn)自動化控制。所以，人們需要采用人工方式，啟動濃縮脫水一體機主控程序。人工選擇設備時，組態(tài)界面會提示線路狀態(tài)。

參考文獻：

[1]陳怡，黃煜棟.物聯(lián)網(wǎng)通訊技術在污水處理自動化系統(tǒng)中的應用[J].產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新，2020（34）：35-36.

[2]李駿.自動化控制系統(tǒng)在自來水廠供水工藝中的應用研究[J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2020（32）：152-153.

[3]曲鵬璽.基于PLC、變頻器自動控制的水處理設備改造與實現(xiàn)[J].科學技術創(chuàng)新，2020（28）：30-33.

[4]張欣.電廠鍋爐補給水處理系統(tǒng)全膜工藝調試以及全自動控制方式[J].清洗世界，2020（7）：4-6.

[5]胡劍.煤礦清污分離排水與大流量深度水處理系統(tǒng)的綜合設計及應用[J].礦業(yè)裝備，2020（3）：206-207.

[6]許瑩瑩，張劍.基于PLC的電氣自動化模塊化控制水處理系統(tǒng)探討[J].化工管理，2019（1）：112.