污水处理厂自动化控制系统分析及其控制功能的实现

摘 要：现如今中国的市场经济社会正在飞速的发展，但是，在发展的背后还有非常严重的环境影响问题。因为缺乏相应的环保意识，人们的生活污水以及工厂的工业废水通常会直接排入到湖泊河流之中，从而引起严重的水资源污染和生态环境的破坏。随着现如今人们对环保的重视增强以及科学技术的进步，一些发达的城市都开始的对污水进行处理的研究工作，开发了一系列低成本、人工劳动力少的自动化污水处理系统，并且这些自动化控制的污水处理系统开始得到广泛的应用与推广。

关键词：环境污染 污水处理厂 自动化 控制

中图分类号：X7 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）11（a）-0095-01

由于我国的环保意识开始增强，我国的环保力度也开始逐步的加大了，原本我国主要是通过从工业电源进行控制水污染，现在我国的水污染控制重点已经转变到控制城市污水为主的状态了。并且，相比较以前的水污染控制系统，现在的控制系统已经开始变得智能了，大部分污水处理厂都开始引入自动化控制系统，这样的控制系统能够及时的对整个运作系统进行合理调整，让污水处理一直保持在最佳的工作状态下。本文对污水处理厂的自动化控制系统进行了相关分析，对其原理进行了探讨，以及如何实现其控制的功能。主要内容如下：

1 污水处理厂的自动化控制系统原理分析

1.1 对污水处理厂自动化控制系统的认识

现如今的污水处理厂自控系统大多是由信号采集控制、现场仪表以及人机界面设备这三个主要部分组成。这三个部分的设备选择以及系统的形式是自控系统构建的关键所在。其中，污水处理厂自动化控制系统主要工作就是，通过在线的实时性采集以及一定的人工输入方式，来对进出的污水的各项重要指标以及整个污水处理工艺的运行来进行合理化的操控，能够及时的对整个污水处理系统的工作进行调控，保证污水处理系统能够一直在最佳状态运行，从而达到最好的污水处理效果。

1.2 污水处理厂自动化控制系统的组成

污水处理厂的工艺控制部分是通过工位PLC、上位工控机以及电控执行机构等机构共同组合而成。其核心部位就是能够进行智能控制的上位机，智能控制功能的正常使用就是通过上位机的专业应用软件来完成的，这一个软件程序是采用的时钟循环扫描方式来进行工作的，可靠性比较高。由于上位机具有智能控制功能，所以说其可以通过智能化的自动分析来对时间、溶解氧以及污泥浓度等指标进行多方面的控制。能够把污水处理厂的处理工作时间放在用电高峰期之外的时间，能够自动设定溶解氧含量的上下限，保证污水处理工作的质量足够高，此外，还能够对各项污水厂指标进行设定工作，保证用最低的代价带来最好的效果，工作效率也就随之提升了。其余的机构起到辅助的作用，服从上位机下达的命令，所有机构共同配合就能完成污水处理厂的自动化控制。

换句话说，因为自动监控、自动控制、自动分析三部分是污水处理厂自动化程序的关键所在，所有机构的共同配合就是为了让整个污水处理系统完成这三项自动化工作。其中，自动化分析系统主要是利用参数曲线，以及对现场控制分站反馈回来的参数数据等，通过计算机来进行对比分析，对污水内的各种元素的合理指标进行判断，从而制定出最合适的运行工作曲线来控制工艺流程的进行以及整体工作的合理运行。在现场控制部分中，上位机是智能控制系统的关键所在，上文也有指出上位机的功能和作用。此外，工位PLC是对上位机传来的控制信号进行执行的机构，通过有关的设定程序来控制执行设备进行多重的自动控制，从而达到自动化的目的。在这里有一些要点需要进行掌握，就是整个系统并不是完全自动化的，有部分参数的输入工作以及设备的维修和检查工作还是需要工作人员参与的。

2 污水处理厂自动化控制系统实现控制功能的方式分析

2.1 粗格栅和提升泵站进行自动化控制

自动化进程需要对一些参数进行合理测量，在污水处理工作中应该考虑到粗格栅前后的位移差，通常我们是采用超声波液位差计来对其前后的液位差进行测量，如果前后的液位差达到了相关的设定值时，污水处理的自动化控制系统就会自动地开启粗格栅除污机，进行完一个流程之后自动停止。这就属于一个自动化控制的环节。此外，潜污泵的控制也是通过自动化控制进行的。如果在潜污泵上有一定的压力指示，那么开泵的时候就会自动开启水泵，在压力达到一定数值时就会自动打开电动阀门。

2.2 控制曝气池中的污泥浓度

系统反应池中的微生物总量也是需要进行维持的，智能控制系统会根据微生物数目是否合适来对其进行自动化控制。当微生物的总数比较高的时候，水中的悬浮物就会因为过多而影响到水的质量，并且过多的微生物也会消耗大量的氧气增加能耗水平。如果微生物的总数较少的时候，生物负荷就会超标，对污水的处理能力就会相应下降，处理过后的水的质量也很难达标。所以说，在线监控系统会随时判断反应池中微生物的总数情况，因为微生物是在污泥中大部分存在的，所以说可以通过对污泥的排出和加入来改变反应池中的微生物数目，从而实现自动化的控制。

3 生物池的控制要求

3.1 氧化还原电位

在对水中的氮化物进行测量的时候需要用到氧化还原电位，控制好污水里面的氮值就能有效的减少往地下水中提供营养素。国外大部分氧化还原电位采用的是AZ/O系统，取得了非常好的效果。具体需要控制的数值为，厌氧段氧化还原电位小于250 mV，缺氧段氧化还原电位在100 mV左右，好氧段的氧化还原电位就要控制在40 mV以上了。

3.2 溶解氧

在生物池的溶解氧控制方面，要把整个工程设计里面厌氧段溶解氧的值控制在0.2 mg/L之下，缺氧段的溶解氧范围要在0.5 mg/L以下，好氧段的溶解氧值在1.5到3.5 mg/L之内。

3.3 鼓风机风量调节

因为整个系统采用的是鼓风曝气，所以说离心鼓风机是完成生物池主要控制的关键。离心鼓风机采用HV一Tu曲。的高效离心鼓风机，电压等级为10kV，功率为500kw。空气调节阀控制形式是离心鼓风机自动化控制的主要形式，具体操作流程如下：首先是需要空气调节阀进行控制，鼓风机的风管总压力进行控制，然后把溶解氧的检测数值直接送到PLC中控室中，再把相关的压力检测送到鼓风机中空盘内，就完成了任务。

4 结语

通过上文我们可以看出，虽然说社会上的自动化控制系统发展速度非常迅速，相关的技术和理论也在不断的更新，但是在污水处理领域，对于污水厂的自动化控制系统的完善和发展还在进行中。现在的污水处理厂自动化控制系统已经可以完成自动化的污水处理工作的，在以后对其软件和硬件进行更新换代，把整个系统的扩展性、通用性、开放性以及兼容性进行调整提高就能让自动化控制系统得到良好的发展，由此看来，污水处理厂的自动化设计有非常多的选择，相信在未来污水处理厂自动化控制系统会发展的更好。

参考文献：

[1]孙昌杉，周娜.浅谈自动化控制系统在污水处理厂中的应用[J].黑龙江科技信息，2014（7）：286.

[2]陈晴志.污水处理厂自动化控制技术的应用进展分析[J].中国科技信息，2014 （15）：55-56.

[3]陈建.污水处理厂自动化控制系统的建立与应用[J].华东科技：学术版，2014 （6）：449.

[4]杨爱萍.浅谈自动化系统在污水处理中的应用[J].中国科技博览，2014（4）： 554.

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