丁 穎

（陜西服裝工程學院，陜西 咸陽 712000）

目前，市面上的處理污水泵站中普遍采用移動式格柵除污機，其具有操作簡便、清理污漬能力強等特點，符合當今社會綠色環(huán)保理念。憑借單個可移動除污機頭持續(xù)去污，相比于傳統(tǒng)控制方式采用的超聲波液位計通過比較上下液位差來激活中央控制系統(tǒng)去污，其缺點在于，格柵片如果僅存在少量污物，仍會激活中央控制系統(tǒng)，去污過程極為復雜，每個移動機頭要進行多次去污操作以確保沒有污漬，直到最后一次去污完全成功后，移動機頭才會恢復至原來位置，每次去污過程都將近40 min，不僅耗費時間長，且會縮短移動式格柵除污機的使用壽命，加快移動機頭等設備的磨損[1]。此外，超聲波液位計在處理污漬過程中容易受到污水中一些不明雜質的影響，這些懸浮狀顆粒在水流強力沖擊下會影響到超聲波的收發(fā)，對設備處理產生影響，使數據產生誤差，不適用于智能自動化的應用，故需要探究一種新型技術應用到移動式除污機智能控制中。

1 模擬實驗

為了解決傳統(tǒng)超聲波液位計在高強度工作中耗時長、對設備磨損多、無法精確去除污漬的問題，現將圖像處理技術應用到移動式除污機智能控制中。

1）首先收集一定量的污水倒入已經應用圖像處理技術的移動式除污機，其次開啟去污裝置使污水開始流動，在格柵槽底部安裝高清攝像裝備，循環(huán)拍攝水流經過裝置的照片，比較裝置上污物存在情況[2]。待拍攝完畢后，將應用數字圖像處理相關技術，把污物從圖像中提取出來，記錄每張圖像上污物的面積并進行標號，將帶有污物的照片與原圖進行減背景操作，隨后對減完背景的照片進行二差化得到污物面積。

2）提取得到污物面積后，可以通過比較照片中的污物面積大小推算污物殘留程度，進而得到圖像處理技術的污物處理能力。另外，此實驗需要考慮外界光線影響，避免攝像頭受到光線影響。

3）雖然將圖像處理技術應用在移動式格柵除污機可以有效降低成本，提高去污漬能力，但是目前移動式格柵除污機還存在著許多問題，應用圖像處理技術時需要充分考慮[3]。

4）在結構材料選用上，各種類型格柵除污清洗機構的使用升降機及清洗處理機構的選擇都十分考究，在選擇鋼絲繩的直徑捻向旋轉軸及如何使用上，會由于纏繞或安裝不當造成意外事故發(fā)生。因此，在方向上均對此軸向有著較嚴格的要求，若此軸的選擇不適或使用纏繞安裝不當，會容易導致各種類型鋼絲繩轉速受力不均，受力長度偏差出現較大軸向差異，進而影響格柵除污清洗機的正常使用。

5）在外界壓力的影響下，格柵除污機在正常運行時受力容易不均，當出現較大偏差時，除污機和電動耙式鏟斗與各種鋼筋專用軌道軸承夾板之間會出現橫向交叉，會發(fā)生損壞設備的故障。鋼筋軌道軸承夾板相互銹蝕，可能是因為鋼筋軸承夾板受到地下水或海水等表面的相互侵蝕應力影響。鋼絲繩對鋼筋軸承和連桿、陽極塊以及其他鋼筋連接軌道等的腐蝕主要還是因為現場空氣潮濕，易受到地下水、海水等的腐蝕。另外還因為鋼絲受到空氣中大量鹽堿氣、煙霧以及其他腐蝕劑的直接影響[4]。油漆可以有效隔離空氣中的潮濕物質，但油漆中的防腐劑有鼓包卡澀口的現象，原因是在刷油漆之前或其軌道上的銹蝕殘留未完全清除干凈。

6）格柵除污機導污板上選用帶有導向轉軸的矩形導向鋼板傳動組件，轉軸通過傳動軸承座直接安裝在上部傳動機架。導向排污板的整體轉動是通過用力拉動與之連接的鋼絲繩一端來實現的，當這些導致擋污板無法轉動的耙軸，在處于原始導污板高速翻轉時，除去擋污板在導污板內部配件承重塊上的轉動作用力，因為受到影響暫時停止導污板轉動，隨后便恢復導污板運行翻轉狀態(tài)。擋污板在處于高速運行的翻轉過程中，由于導污板經常出現轉軸無法正常進行翻轉的性能缺陷，因此擋污板在導污板翻轉轉向軸上的兩個位置上，分別安裝了兩個可以進行自潤滑的滑動或滾動式加油軸承，這種軸承主要功能是在無法進行導污板加油時，不會出現通過撕咬對磨軸承來實現轉動加油的現象。

7）從軸承傳動特性上可以明顯看出，這種傳動軸承適合用于格柵除污機日常運行的工況。但由于整個軸承座在實際運行過程中的使用時間過長，很有可能會導致軸承潤滑油和傳動器的性能出現明顯不足，另外隨著一些導致軸承油污澀的材料對整個軸承不斷腐蝕磨損，軸承座與油污擋板之間與外孔澀的間隙不斷變化增大，難免會有小沙粒或小石頭等一些硬質雜物的顆粒進入，擴大間隙澀的問題，導致整個軸承座的轉軸停滯卡澀[5]。在早期的軸承座檢修準備工作中，整個軸承內部容易出現一些類似軸承扭轉停滯卡澀的問題，這時需要通過軸承的旋轉運動使擴大的間隙縮小，這樣便可解決軸承座內部的扭轉停滯問題，有效減小軸承座工作誤差。

2 圖像處理技術在移動式格柵除污機中的應用前景

2.1 圖像處理技術

隨著科技的不斷進步，圖像處理技術在處理精細圖像情況下十分有效，尤其是在移動式除污機中高速流轉的水體中，需要保證捕捉到細小的污漬。原理為在圖像采集中使用光學攝像機捕捉圖像，將捕捉到帶有污漬的圖像傳送到后臺計算機，在處理模糊照片時，采用灰度拉伸調節(jié)照明度，減少圖像模糊，把圖像變?yōu)閮蓚€色調，與背景色相比便于區(qū)分，這樣即使是在污水環(huán)境中也可以精準捕捉到污漬，隨后通過計算污漬面積便可以得到最終的去污效果?？梢哉f圖像處理技術與移動式格柵除污機相結合十分契合，并且圖像處理技術成本相對較低，隨著科技的不斷進步，這種智能自動化裝置在未來會擁有廣闊的前景。

2.2 清污機主要品種

市面上清污機僅有固定式和移動式兩種，固定式由于難以負荷當前高強度的工作已經逐漸被淘汰，目前主要應用移動式來處理污垢。移動式去污機由可以移動的去污頭和自動控制系統(tǒng)組成，不同于固定式去污機，在面對大量污水時，移動式去污機可以實現長時間高強度工作，且安裝簡易，造價成本低，占地面積小，后期維護成本低[6]。目前，隨著世界工業(yè)污水量越來越多和綠色環(huán)保理念的踐行，移動式去污機的應用前景十分明朗。

3 新型系列移動式塑料格柵除污機的應用

目前，新型系列移動式塑料格柵除污機在國內已成為具有一定生產規(guī)模的出口商品。廠家不斷研究改進產品，并在此基礎上應用世界前端的技術理念，從而研發(fā)出實踐控制系統(tǒng)中的新型控制套件。這種新型控制套件既能使電動導污板在油管內部按規(guī)則將各大型卷筒進行纏繞，合并固定在每個大型卷筒上，并能由導污板上專用的一對彈性大型油管自動復位機械傳動裝置對其進行自動復位，油管內部也設有較好的自動復位保護措施，能有效地延長電動導污板彈性油管的正常使用壽命，平穩(wěn)自動保護電動導污板，在油管內部能同時復位，使電動導污板上的各個機械傳動構件全部自動處于良好的運行工作狀態(tài)。根據不同產品型號安裝時的移動行走形式不同，新型移動安裝行走方式廣泛應用于我國地面架空軌道，進行路軌路線結構主體安裝、架空軌道主體橫向不同高度軌道移動行走，產品的安裝移動形式如下：格柵式、網篩式、鏟斗式、耙式等。在泵站設備移動控制系統(tǒng)功能配置方面，初步發(fā)展形成了移動基本型泵站控制設備系統(tǒng)和智能型泵站控制設備系統(tǒng)[7]。

4 泵站設備移動控制系統(tǒng)功能配置

在泵站設備移動控制系統(tǒng)功能配置方面，用戶也可同時根據主機配置的需求分別自行選擇制定控制方案。

1）移動基本型泵站控制設備系統(tǒng)。移動主機操縱整臺車的運行移動，操作采取主機手動操控的方式，耙齒輪的運行通過主機自動控制[8]。2）智能型泵站控制設備系統(tǒng)。泵站用戶主機可自由選用本公司自主設計的整套智能泵站管理控制設備系統(tǒng)進行配置：第一，就地控制箱內可配置手動、自動、聯動及遠程控制四種模式；第二，主機配置PLC遠程控制驅動系統(tǒng)，能夠對泵站設備的人機聯動進行同步工作，實施遠程控制和自動監(jiān)測，能夠實現人機一體化集中控制的移動電氣控制設備系統(tǒng)，國內一些領域在圍繞泵站設備運行穩(wěn)定性方面已有許多創(chuàng)新性的技術發(fā)展，通過任意手動調節(jié)它的移動桿和平衡桿后，就可以有效確保使用移動臺式除渣除屑耙斗正常移動工作，確保后續(xù)的移動性和穩(wěn)定性，防止移動除渣除屑耙斗正常移動時的傾覆。

此設計開發(fā)針對大型污水泵站每個泵的進水口需要，分別設置多臺電機采用橫向并列移動方式進行布置的固定形式排水保護格柵。其中也存在污水工程技術設備投資大、設備材料綜合利用率不高的技術弊端，建議廠家考慮推廣使用移動式大型圓形格柵除污機，并對其基本性能結構包括主體布置形式、主要排水保護層、構件基本性能設計、工程成本計算及一些重要關鍵技術性能特點等進行詳細設計。這種移動式大型圓形格柵除污機的成功推廣應用，有利于推動我國工程技術設備事業(yè)快速發(fā)展[9]。

5 移動式格柵除污機應用市場

移動式格柵除污機目前主要應用于發(fā)電廠、攔河壩、自來水廠、污水處理廠、農業(yè)蓄水池等工程（尤其在我國西部地勢落差大的地方）。取水口、來水處時常飄浮、沖積著諸如水草、枝干、塑料袋等垃圾，嚴重影響著這些工程的取水質量和擾亂了葉輪的正常工作。傳統(tǒng)的格柵除污機處理能力小，作業(yè)面積窄，一臺機器處理一口井，只固定在一個位置上作業(yè)。移動式格柵除污機則克服了以上諸多缺陷，具有處理量大、作業(yè)面寬、移動靈活、自動化程度高、除污效果好、使用壽命長、工作環(huán)境清潔力度大、土建投資少等特點，自動監(jiān)控整機的控制流由PLC可編程序控制器編程控制，觸摸屏顯示，可實現無人值班；特殊形狀的抓斗，工作時與格柵緊密嚙合，可刪除纏繞在格柵間的網、毛發(fā)狀污物，使格柵的使用壽命延長。國內污水處理工程項目中，使用移動式格柵除污機的需求日漸增多，移動式格柵除污機所具有的特性，使之能夠較好地滿足工藝處理要求，且投資少、運行可靠、一機多用、操作方便、維護成本低，已逐步在給排水和污水處理行業(yè)中嶄露頭角，廣泛被選擇采用[10-11]。移動式格柵除污機所具有的技術性能方面的獨特優(yōu)越性，將使其成為今后水處理裝備的主導產品。

6 結語

綜上所述，將圖像處理技術應用在移動式除污機智能控制中是十分合適的，可以有效降低移動式除污機智能控制成本，提高去污能力，節(jié)省人力成本。但是，目前這項技術還未得到實際應用，無法檢驗產品質量，尤其是圖像處理技術的難點攻克，與移動式除污機結合的應用難關，還有許多問題有待進一步解決。希望未來能有科研人員早日將圖像處理技術應用到移動式除污機智能控制中，為我國環(huán)保去污事業(yè)作出貢獻。