惠州市惠城區(qū)環(huán)境技術(shù)中心 彭旭倩

水是非常珍貴的資源，它屬于不可再生資源，同時(shí)，水又是我們?nèi)祟愘囈陨婧桶l(fā)展的重要資源之一資源，是維持人們生命活動、生存經(jīng)營的必不可少的一個(gè)關(guān)鍵性因素。按理說人們應(yīng)該格外重視水資源的利用和維護(hù)，但隨著國家整體經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，很多企業(yè)都將發(fā)展重點(diǎn)放在創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益上，對于技術(shù)創(chuàng)新方面卻沒有給予高度重視，從而導(dǎo)致企業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的污水沒有辦法及時(shí)進(jìn)行處理，進(jìn)而讓污水成為限制企業(yè)發(fā)展的最大障礙。因此需要各企業(yè)重視污水處理技術(shù)的創(chuàng)新，相比于傳統(tǒng)處理方法，自動控制技術(shù)具有很多傳統(tǒng)技術(shù)手段所不具備的優(yōu)勢，自動控制技術(shù)不僅能夠在污水處理過程中減少能源消耗，而且還能夠改善工作環(huán)境，保證操作的安全，提升處理效果。

一、水處理的主要特點(diǎn)

（一）周期長

在常規(guī)的污水處理工作中，處理工作的周期是由處理工藝決定的，通?？煞譃槿齻€(gè)等級。其中，一級處理為機(jī)械處理；二級處理為生物處理；三級處理為深度處理。在此過程中，處理工藝不能夠一成不變，要根據(jù)處理環(huán)境的變化而進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化和改善[1]。

（二）參數(shù)有較大的離散型

在水處理的工作中，參數(shù)的主要內(nèi)容包含溶解氧、溫度以及酸堿值。這些參數(shù)會隨著現(xiàn)場工作情況的變化而發(fā)生變化，而且很難和實(shí)際工作的狀況相匹配，從而完全和系統(tǒng)形成線性的關(guān)系。

（三）難以采用自動控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無人值守

就目前的實(shí)際工作情況分析可知，污水處理的效果主要還是憑借工作人員的工作經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)還需要消耗更多的資金和資源，同時(shí)還有較大的時(shí)間成本，從而導(dǎo)致自動控制難以充分發(fā)揮出其應(yīng)有的作用。

二、自動控制技術(shù)在污水處理中應(yīng)用的必然性

傳統(tǒng)模式的污水處理的方法一般是人工控制和半自動控制兩種方式，這兩種方法有很大的不足。隨著近年來高科技的飛速發(fā)展，污水處理的自動化水平逐漸提高。自動化控制就是指不需要人力參與，通過設(shè)備或裝置，使機(jī)器設(shè)備按照設(shè)計(jì)的運(yùn)行規(guī)律進(jìn)行工作。使用人工控制的方法處理污水時(shí)，會出現(xiàn)由于工作人員的勞動強(qiáng)度大，監(jiān)測的數(shù)據(jù)指標(biāo)可能會因?yàn)楣ぷ魅藛T疲勞而產(chǎn)生數(shù)據(jù)又偏差并且不能及時(shí)糾正的現(xiàn)象，工作人員的主管理解也會影響污水處理的控制過程。所以進(jìn)行人工控制處理污水無法做到快速并且有效，容易發(fā)生水的質(zhì)量不穩(wěn)定的情況，自動控制系統(tǒng)是指一部分進(jìn)行機(jī)器設(shè)備操作；另一部分由工作人員現(xiàn)場操控，這樣的踩空方式會出現(xiàn)無法對整個(gè)生產(chǎn)過程進(jìn)行集中控制的情況，并且自動化的程度很低。所以需要通過自動控制技術(shù)進(jìn)行高效、低能的處理污水，自動控制技術(shù)的控制生產(chǎn)過程能力非常強(qiáng)，可以更好地使處理完的水質(zhì)符合標(biāo)準(zhǔn)要求，同時(shí)也可以減少勞動成本并且提高工作效率，可以彌補(bǔ)人工操作和半自動控制這兩種方式的不足之處，自動化控制技術(shù)在污水處理中的應(yīng)用一定是未來的發(fā)展趨勢。

三、污水處理中應(yīng)用的自動控制系統(tǒng)的主要組成結(jié)構(gòu)

結(jié)合目前自動控制系統(tǒng)的實(shí)際工作情況來看，完備的自動控制系統(tǒng)具有一定標(biāo)準(zhǔn)化的通信協(xié)議和開放式系統(tǒng)，在憑借不同性質(zhì)的管理程序以及檢測系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)定情況下，在實(shí)際的工作中發(fā)揮出不同的功能和效果，在此過程中還能夠保證整個(gè)系統(tǒng)在運(yùn)行過程中的穩(wěn)定性，從而確保系統(tǒng)的運(yùn)行安全性[2]。在針對各種不同級別的污水處理時(shí)，自動控制系統(tǒng)主要的組成結(jié)構(gòu)分為以下幾個(gè)單位，首先是現(xiàn)場的控制基站，主要作用就是完成采集政策、執(zhí)行各種控制信號；其次是中央控制操作室，它主要就是對自動控制系統(tǒng)的所有操作權(quán)限進(jìn)行限制，并為整個(gè)自動控制系統(tǒng)提高各種所需要的服務(wù)；然后就是工程師站，主要是完成系統(tǒng)配置、實(shí)現(xiàn)控制回路組態(tài)等作用；最后就是現(xiàn)場操作箱，這個(gè)單元的主要作用就是為了實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，完成操作人員下發(fā)的各種指令，同時(shí)還能夠起到報(bào)警等多個(gè)功能，這個(gè)單元在系統(tǒng)的正常運(yùn)行過程中占據(jù)著非常重要的地位。

四、自動控制技術(shù)在污水處理中應(yīng)用的必然性

此前的自動控制技術(shù)還沒有得到有效的創(chuàng)新和升級，傳統(tǒng)的污水處理方法一般由人工控制或者后期出現(xiàn)的半自動控制形式，這兩種形式的污水處理方式在實(shí)際工作中會存在較大的弊端，首先在工作過程中會消耗大量的人力和物力，同時(shí)還沒有辦法保證污水處理工作的效果，而后期的半自動控制方式雖然對于純?nèi)斯?zhí)行方式有所升級，但依舊無法達(dá)到人們的工作預(yù)期。而隨著國內(nèi)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)不斷完善，很多互聯(lián)網(wǎng)自動化技術(shù)出現(xiàn)在人們的生活和工作中，污水處理的自動化水平也隨之有了顯著提升。我們上文所提到的自動化控制其實(shí)就是不需要人工直接參與的情況下，通過外部設(shè)備以及裝置，讓機(jī)器、設(shè)備以及生產(chǎn)過程中的某個(gè)環(huán)節(jié)或者參數(shù)自動地按照人們事先設(shè)置的好程序進(jìn)行運(yùn)作[3]。在傳統(tǒng)的污水處理工作中，需要得到大量的人力支持，這種工作方式也會導(dǎo)致檢測結(jié)果缺乏及時(shí)性和準(zhǔn)確性，在控制過程中容易出現(xiàn)停滯的情況，而且在人工工作的過程中，會受到一定程度上的主觀影響。所以傳統(tǒng)的人工控制方式很難實(shí)現(xiàn)高效及時(shí)的實(shí)時(shí)控制，經(jīng)常會出現(xiàn)水的質(zhì)量達(dá)不到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)[4]。到了后期的半自動控制形式下，雖然已經(jīng)利用了一部分科學(xué)技術(shù)手段，但是依舊還存在一大部分的人工直接參與工作活動的情況，這種操作方式還是沒有辦法解決集中控制檢測的問題，其自動化程度也相對較低。如何科學(xué)有效地處理污水成為自動控制技術(shù)產(chǎn)生的核心條件。自動控制技術(shù)的控制效果良好，可以更好地處理污水，同時(shí)還能夠減小人工勞動力，有效避免人工操作或者半自動控制方式所帶來的問題，自動控制技術(shù)也必將會成為日后污水處理控制方式的一個(gè)必然趨勢。

五、污水處理自動控制系統(tǒng)研究

（一）污水處理工藝流程

在進(jìn)行污水處理時(shí)，會根據(jù)污水的水量、水的品質(zhì)、污水可回收的價(jià)值、污水排放的標(biāo)準(zhǔn)，最終選擇使用的工藝流程。通常使用的污水處理工藝流程為：被污染的廢水通過進(jìn)入到粗格柵欄然后過濾出比較大的廢渣，再進(jìn)入到污水泵站提升污水的高度，之后再進(jìn)入到細(xì)格柵欄過濾出比較小的廢渣，然后污水再進(jìn)入沉砂池，將相對來說較大的無機(jī)顆粒分離出，之后再到生化反應(yīng)池中進(jìn)行反應(yīng)，除去BOD.5等氮或者磷相關(guān)的物質(zhì)，接下來進(jìn)入終沉池排除污泥，最后就是進(jìn)入到消毒池，按照一定的量進(jìn)行排放[5]。

（二）自動控制技術(shù)涉及應(yīng)用研究

1.格柵單元自動控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析

使用格柵單元的主要目的是去除污水中的雜物，也是為了后續(xù)處理提供保障的預(yù)處理方案。再進(jìn)行污水處理的過程中，格柵單元這個(gè)環(huán)節(jié)主要就是控制水泵的運(yùn)輸水的速度，進(jìn)一步把控整個(gè)污水被處理的質(zhì)量。在格柵的前后再把水位差測量儀進(jìn)行按章，然后就可以依據(jù)液位差來體現(xiàn)堵塞的具體情況，在PLC系統(tǒng)接收到這些信息后，就會進(jìn)行自動計(jì)算分析，如果查過了設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)值，系統(tǒng)就會根據(jù)整個(gè)軟件設(shè)置的程序自動進(jìn)行垃圾清除，這樣就可以使污水正常的流動，同時(shí)也可以降低機(jī)器設(shè)備的損耗[6]。關(guān)于水位差設(shè)定值格具體需要運(yùn)行的時(shí)間、以及運(yùn)行的周期階段都是可以在后期進(jìn)行調(diào)整的。

2.水泵系統(tǒng)的單元控制設(shè)計(jì)分析

水泵系統(tǒng)的單元控制設(shè)計(jì)是整個(gè)系統(tǒng)中最重要的部分，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)需要實(shí)現(xiàn)以下的目標(biāo)：第一，不允許水泵高頻率的啟動；第二，需要對水泵進(jìn)行均衡使用；第三，盡可能地將水泵的工作效率提高。

使用的自動控制系統(tǒng)主要是通過依據(jù)現(xiàn)場的液位處于不同的階段來分段進(jìn)行使用，判斷液位情況，根據(jù)不同的液位情況選擇不同數(shù)量的水泵進(jìn)行工作，也可以提前設(shè)計(jì)好水泵的開泵順序。當(dāng)一臺水泵無法支持完成工作時(shí)，就要用另一臺水泵進(jìn)行及時(shí)啟動，以避免在液位值較低時(shí)水泵發(fā)生頻繁的啟動和停止的情況，與此同時(shí)，也可以保障整個(gè)過程中水泵的運(yùn)行速度和效率[7]，這樣可以通過設(shè)計(jì)程序來進(jìn)一步設(shè)定水泵的工作運(yùn)轉(zhuǎn)情況，當(dāng)達(dá)到一個(gè)程序設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)候就可以使水泵自動開啟工作。如果在整個(gè)系統(tǒng)發(fā)生錯(cuò)誤的情況，也可以進(jìn)行自動的恢復(fù)，并且恢復(fù)的同時(shí)也開始自動報(bào)警，這樣就可以提示工作人員及時(shí)對出現(xiàn)的問題進(jìn)行調(diào)差分析，并且及時(shí)將問題解決，保障安全作業(yè)。

3.SBR池控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析

SBR池控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的部分設(shè)備還是比較多的，并且對于控制的要求也比較多，操作起來相對來說也是比較復(fù)雜的，所以在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)一定要盡可能地使用全自動控制方式。通常情況下使用PLC自動控制系統(tǒng)對SBR池進(jìn)行控制，也要依據(jù)不同的需求對整個(gè)過程進(jìn)行編制，也可以在進(jìn)行作業(yè)的同時(shí)及時(shí)地根據(jù)作業(yè)狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整[8]。例如進(jìn)水不規(guī)律等等的特殊情況，通過使用自動控制的方式就可以調(diào)整到最佳的處理效果。

4.加氯間單位元控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析

加氯間單位元控制系統(tǒng)主要使用的控制方式是需要采用一定順序，通過控制增壓泵啟動二氧化氯發(fā)生器，通過使用負(fù)壓的原理達(dá)到最佳的消毒處理的效果，如果要停止系統(tǒng)時(shí)，就要使用相反的順序。如果是出現(xiàn)了故障問題，就需要及時(shí)停止作業(yè)并且立刻發(fā)出警報(bào)提醒。

5.脫水機(jī)房系統(tǒng)單元設(shè)計(jì)

脫水機(jī)房是通過對脫水一體機(jī)和清洗泵等相關(guān)設(shè)備共同使用，最終使水質(zhì)優(yōu)化。進(jìn)行控制的具體過程如下：首先脫水機(jī)房系統(tǒng)會根據(jù)預(yù)先設(shè)定好的順序進(jìn)行啟動，然后通過控制，最終會實(shí)現(xiàn)清晰泵和輸送機(jī)以及攪拌池的工作。與此同時(shí)，在這個(gè)系統(tǒng)工作過程中，需要監(jiān)測數(shù)據(jù)，及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，也可以進(jìn)行人工監(jiān)測，收集數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，脫水機(jī)房系統(tǒng)還需要有人工調(diào)整參數(shù)的功能。

六、自動控制系統(tǒng)的優(yōu)化措施

（一）完善系統(tǒng)運(yùn)行

在之前的自動控制模式下的系統(tǒng)還是有很多不足之處的，所以想要進(jìn)一步提高對于污水處理的效果，就需要對自動系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整改進(jìn)。根據(jù)現(xiàn)階段收集到的數(shù)據(jù)信息，主要包括脈沖量、開關(guān)量以及模擬量，但是這對于預(yù)期的污水處理效果和未來的發(fā)展來說還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到目標(biāo)的，所以還需要對于系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，進(jìn)一步完成對于圖片、音樂以及視頻等數(shù)據(jù)的收集和輸出工作。與此同時(shí)，對于系統(tǒng)內(nèi)的功能還需要進(jìn)一步拓展，需要對信息的具體邏輯處理功能進(jìn)行調(diào)整；也需要對二進(jìn)制、整數(shù)等信息數(shù)據(jù)具體的運(yùn)算方式和功能進(jìn)行完善，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對于系統(tǒng)的延時(shí)功能和定時(shí)功能進(jìn)行有效的控制。除此之外，還需要在系統(tǒng)原有的基礎(chǔ)上將高速計(jì)數(shù)的頻率進(jìn)一步提升，這樣才可以保證系統(tǒng)的輸入過程和輸出過程的反應(yīng)速度以及精細(xì)化程度。同時(shí)，還需要對系統(tǒng)的存儲容量進(jìn)行拓寬，進(jìn)一步保證數(shù)據(jù)可以順利生成，并且數(shù)據(jù)生成的安全性也需要得到保障，應(yīng)對開放式網(wǎng)絡(luò)通信模塊的功能作出調(diào)整并進(jìn)一步完善，這樣有利于保證遠(yuǎn)程控制的穩(wěn)定性。

（二）擺脫限制因素

根據(jù)目前整體的發(fā)展趨勢，應(yīng)對污水處理技術(shù)不斷地進(jìn)行創(chuàng)新，并逐步提高自動化控制效果，才可以進(jìn)一步提高污水處理水平。因?yàn)槲覈P(guān)于自動化技術(shù)的研究起步時(shí)間相對較晚，所以在污水處理中的自動控制系統(tǒng)的功能上面有待進(jìn)一步提高。這樣也會使我國在處理污水的一些技術(shù)上面易被限制，甚至有的污水處理的設(shè)備目前無法自主生產(chǎn)，只能引進(jìn)。

一般來說，引進(jìn)購買的污水處理設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及維修保養(yǎng)工作都比較復(fù)雜，如果污水處理設(shè)備發(fā)生問題我國的相關(guān)技術(shù)人員無法及時(shí)進(jìn)行處理修復(fù)，就很容易對污水處理工作造成非常嚴(yán)重的阻礙。所以，我國對于污水處理一定需要加強(qiáng)對自動化技術(shù)的研究，這樣才能將自動化技術(shù)引入到污水處理中，減少因?yàn)榧夹g(shù)問題給發(fā)展帶來的限制。與此同時(shí)，一些自主研發(fā)的設(shè)備在使用的過程中越便利，對于設(shè)備維修也能夠簡單易懂，這樣才會對整體的污水處理發(fā)展產(chǎn)生重要的影響。

（三）打造高素質(zhì)人才隊(duì)伍

專業(yè)的人才儲備是保證工作質(zhì)量的重點(diǎn)，同時(shí)也是推進(jìn)項(xiàng)目執(zhí)行的關(guān)鍵動力，在污水處理方面也是如此，只有具備專業(yè)的人才隊(duì)伍作為企業(yè)執(zhí)行污水處理的核心，才能夠保證污水處理工作的正常執(zhí)行。實(shí)際上，污水處理工作執(zhí)行中所涉及的環(huán)節(jié)非常多，需要很多專業(yè)技術(shù)人才為工作中的各環(huán)節(jié)做技術(shù)支持，其中還包括了污水處理設(shè)備操作工作人員以及自動化的控制人才等等。所以為了能夠進(jìn)一步強(qiáng)化污水處理的效果，需要相關(guān)企業(yè)或者單位強(qiáng)化人才方面的培養(yǎng)，采取有效的措施提高人才的知識儲備，在技能方面可以通過組織專業(yè)知識學(xué)習(xí)交流講座，也可以通過和其他企業(yè)的相關(guān)工作人員進(jìn)行技術(shù)交流，從而實(shí)現(xiàn)共贏。相關(guān)技術(shù)人才通過豐富自身的技術(shù)能力，能夠發(fā)揮人才對于在污水處理方面的作用，同時(shí)也能夠?yàn)槲鬯幚硇袠I(yè)的發(fā)展提供更加全面的技術(shù)支持，進(jìn)而更好地為城市建設(shè)和發(fā)展貢獻(xiàn)更多力量。此外，對于人才的培養(yǎng)還需要重視自動化相關(guān)知識以及污水處理工程方面的知識，不斷提升相關(guān)工作人員的實(shí)操能力。

七、結(jié)束語

綜上所述，在現(xiàn)階段水資源的嚴(yán)重污染已經(jīng)成為一個(gè)不爭的事實(shí)，而現(xiàn)在我們唯一能做的就是通過有效的方式減少水資源的污染，同時(shí)做好水資源的循環(huán)利用。而時(shí)代的發(fā)展離不開工業(yè)生產(chǎn)和建筑行業(yè)的進(jìn)步，這樣就不可避免地會造成一定的水污染，而這種不可避免的情況下，就要求相關(guān)企業(yè)做好污水的后期處理工作，通過完善和優(yōu)化污水處理技術(shù)，從而將污水處理效果提高到最佳程度。自動化控制技術(shù)憑借著自身在污水處理方面的優(yōu)勢獲得了廣大企業(yè)的青睞，同時(shí)也被廣泛應(yīng)用。通過自動化控制技術(shù)能讓水污染情況得到有效改善，這對于企業(yè)未來的發(fā)展起到了一定的促進(jìn)作用，能提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。而自動控制技術(shù)隨著時(shí)代的發(fā)展一定會有所改進(jìn)，這也將成為未來發(fā)展的新趨勢。