于亮 周雨婷 蔡威

摘要：我國城市地區(qū)的人口聚集量較大，生活污水的排放量也比較大，要確保城市環(huán)境的整潔性，為人們提供一個美好的生活家園，就必須做好城市生活污水的治理工作。然而，就當(dāng)前的現(xiàn)狀而言，我國很多城市的生活污水治理狀況都不是很樂觀，在實(shí)際治理的過程中還存在諸多問題，只有切實(shí)解決這些問題，才能改善城市居民的整體生活質(zhì)量。本文針對自動化技術(shù)在污水處理過程中的應(yīng)用，使得傳統(tǒng)污水處理方式得到改善，簡化運(yùn)維人員操作過程，提高污水處理各單元處理結(jié)果的可視性，通過自動控制降低污水廠能耗。

關(guān)鍵詞：生活水;處理;自動化;改造

引言

近些年以來，我國的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量日趨下降，特別是很多城市地區(qū)，由于生活垃圾的大量堆積以及生活污水的隨意排放，導(dǎo)致人們的生活環(huán)境越來越差，生活污水未經(jīng)處理就直接排放將會造成極大的不良影響，不僅會污染周邊的土壤、水質(zhì)等，同時還會增大城市地區(qū)的生態(tài)負(fù)擔(dān)，威脅城市生態(tài)系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。為了改進(jìn)傳統(tǒng)的污水處理系統(tǒng)，以PLC為控制器，根據(jù)污水處理的工藝要求，制定系統(tǒng)總體方案，包括硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)高效的污水處理工藝和PLC控制技術(shù)完美結(jié)合，為城市生活污水處理系統(tǒng)提供了自動化控制方案，節(jié)省了人力成本，提高系統(tǒng)的污水處理能力。

1城市生活污水的來源及特點(diǎn)

1.1城市生活污水的來源

一般來說，城市生活污水主要是從居民的日常生活中產(chǎn)生的，人們平常洗漱、做飯等都會消耗大量的水資源，同時也會排放出大量污水。同時，學(xué)校、醫(yī)院、旅館等場所也會產(chǎn)生大量的污水和廢水，包括洗滌廢水、下水道殘?jiān)鬯?、雨水等。由此可見，城市生活污水的來源十分多樣化，要從根本上控制污染的出現(xiàn)面臨較大的困難。

1.2城市生活污水的特點(diǎn)

城市生活污水主要表現(xiàn)出下列特點(diǎn)：首先，污水中往往包含大量的懸浮物質(zhì)，包括食物殘留的渣滓以及其他常見的生活垃圾等，這就導(dǎo)致很多污水的顏色往往非常深。另外，由于生活污水中包含的有機(jī)物質(zhì)非常多，因此，一旦發(fā)生有機(jī)物質(zhì)腐爛的問題，就會發(fā)出很刺鼻的味道，這對周邊居民的正常生活有著極大的負(fù)面影響，同時也會對生態(tài)環(huán)境造成十分嚴(yán)重的污染。其次，人們在洗衣過程中排放出的廢水，由于用了洗衣粉或洗衣液，通常有著很高的含氮量和含磷量，很可能致使水體過于營養(yǎng)化，醫(yī)院所排放的廢水則通常含有諸多可能致病的細(xì)菌或者微生物，此類廢水的危害也是非常大的。

2生活水處理自動化控制系統(tǒng)改造

2.1污水處理系統(tǒng)的改造方案

將PLC控制的處理系統(tǒng)作為核心系統(tǒng)，針對系統(tǒng)中的工藝以及控制情況進(jìn)行分析對比。所設(shè)計(jì)的污水自動控制系統(tǒng)主要分成兩個部分，一是控制系統(tǒng)，二是硬件以及軟件設(shè)計(jì)。運(yùn)用PLC進(jìn)行控制，代替常規(guī)的控制系統(tǒng)，根據(jù)其他的檢測方式，對于水質(zhì)進(jìn)行檢測與分析。隨后將數(shù)據(jù)以某種形式傳送給PLC，接著運(yùn)算水質(zhì)的信號。外面的執(zhí)行機(jī)構(gòu)也需要同時工作，在保證水質(zhì)合格的同時還要進(jìn)行調(diào)整。通過這種方式能完全實(shí)現(xiàn)污水自動化處理，當(dāng)水質(zhì)情況超過安全的范圍就會發(fā)出警報聲，這時就要進(jìn)行排放出水。這是本設(shè)計(jì)中最大的優(yōu)點(diǎn)。

2.2污水處理系統(tǒng)的構(gòu)成

（1）中水進(jìn)水泵：污水處理的進(jìn)水泵可將從工廠或者生活中排放的污水收集到調(diào)節(jié)池中。（2）調(diào)節(jié)池：調(diào)節(jié)池可對水質(zhì)進(jìn)行檢測和調(diào)節(jié)，通過測試污水水質(zhì)的pH值，來進(jìn)行相應(yīng)的控制調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)池也起到控制污水水位的作用，可使污水處理量保持在有效范圍內(nèi)，使控制系統(tǒng)處于連續(xù)工作狀態(tài)。（3）好氧池：通過控制曝氣機(jī)來使液體具有足夠的含氧量，更好地對污水進(jìn)行二次處理，盡快使污水進(jìn)行分解有機(jī)物質(zhì)的步驟。對比其他控制來說，好氧池控制部分極其重要，且操作最為復(fù)雜。（4）過濾器：可過濾液體中不易被肉眼觀察到的微小顆粒和雜質(zhì)，將處理好的污水進(jìn)行過濾，篩除雜質(zhì)，反復(fù)對液體進(jìn)行過濾和反洗步驟。并利用石英砂和活性炭材質(zhì)吸收液體中的有害物質(zhì)，對污水進(jìn)行徹底清洗。（5）消毒池：過濾后的水還不能直接使用，要經(jīng)過消毒池進(jìn)行藥物消毒后才能符合用水要求，添加藥物消毒可殺死水質(zhì)中的細(xì)菌和微生物等有害物質(zhì)，以達(dá)到國家用水標(biāo)準(zhǔn)。（6）儲水池：此時污水處理已基本完成，最后只要將處理好的水進(jìn)行集中儲存，方便之后的調(diào)用，即整個污水處理控制過程結(jié)束。

2.3污水處理控制系統(tǒng)的硬件選擇

污水處理控制系統(tǒng)硬件的選擇主要是對核心硬件進(jìn)行選型和設(shè)計(jì)，包括PLC硬件的選擇、液位傳感器的選擇、PLC程序設(shè)計(jì)?？刂坪诵臑镻LC硬件和采集信息的傳感器，最終用于實(shí)際的現(xiàn)場執(zhí)行設(shè)備。PLC控制系統(tǒng)：PLC適用范圍較廣，主要用于循環(huán)掃描、集中輸出，由外部信號和內(nèi)部程序按順序有序進(jìn)行運(yùn)行處理，且運(yùn)行結(jié)果信息并不會被及時處理，而要先存放在存儲器單元，必須執(zhí)行完最后一步，系統(tǒng)才會對信號進(jìn)行相關(guān)處理。從目前形式來看，PLC按規(guī)模可分為大、中、小型。大、中型PLC采用模塊分化式分布，以CPU為核心部件對模塊進(jìn)行相關(guān)拓展，并對現(xiàn)場進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，針對實(shí)際情況加載相關(guān)控制模塊;小型PLC采用主機(jī)CPU和I/O模塊集中控制，由于I/O模塊主體規(guī)模不大，所以可通過拓展模塊進(jìn)行拓展控制，裝載數(shù)據(jù)模塊由PLC類型和現(xiàn)場實(shí)際情況決定。

2.4污水處理控制系統(tǒng)的I/O設(shè)計(jì)

對PLC污水處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要考慮制作成本低、結(jié)構(gòu)簡潔、制作簡單等方面，整體設(shè)計(jì)思路首先要對輸入輸出端進(jìn)行設(shè)計(jì)，繪制I/O分配表，根據(jù)表格確定完整的設(shè)備原理圖，并進(jìn)行合理的硬件原理圖設(shè)計(jì)。

結(jié)束語

一般對污水的處理包含了厭氧、好氧兩個階段，通過這兩個階段的處理，能夠?qū)⑽鬯袠O少數(shù)的碳水化合物和較多的可燃?xì)怏w提取出來，并且根據(jù)其他工藝進(jìn)行回收再利用，這樣就能做到循環(huán)利用水資源。該控制系統(tǒng)不僅可以實(shí)時監(jiān)控數(shù)據(jù)信息，還能自動運(yùn)行系統(tǒng)并修改相關(guān)數(shù)據(jù)，已達(dá)到設(shè)計(jì)目的。

參考文獻(xiàn)：

[1]顧中鳳.新時代背景下城市生活污水的治理問題及措施[J].資源節(jié)約與環(huán)保，2020（5）：96.

[2]張緒婷.探析城市生活污水的治理問題及對策[J].科技視界，2019（36）：316-317.

[3]邢景敏，張后輝.城市生活污水治理問題及對策探析[J].環(huán)境與發(fā)展，2019，31（7）：52+54.

[4]朱志文，鄢琳.淺談中山市城市內(nèi)河污染及治理對策[J].中國資源綜合利用，2019，37（2）：42-45.