关于污水处理厂自动化控制分析探讨陈晨

关于污水处理厂自动化控制分析探讨陈晨

陈晨

中冶沈勘秦皇岛工程设计研究总院有限公司河北省066004

摘要：随着城市化进程的加快，城市水污染问题越来越严重，解决污水处理问题刻不容缓。而随着自动化技术在各行业的不断发展，污水处理行业的自动化水平也在快速提高。目前，在污水处理厂中采用自动控制系统进行自动化控制，在保证稳定的出水质量前提下，实现污水处理成本最低的目标，可靠性更强、效率更高，因此，自动化控制将具有很大的应用前景。

关键词：污水处理厂；自动控制；原理；应用分析

一、污水处理自动化应用

1、控制系统要求

污水处理主要采用工业控制系统，通过开发的网络系统搭配通用软件与PLC模块进行工作，系统配置与功能主要以少人值守工艺处理原则进行，并且遵守以下要求：污水处理系统必须具有较强的稳定性，确保工业体系牢固、可靠，优化硬件程序，去除无用的操作程序，避免系统出现漏洞。系统必须与未来发展总线吻合，有效提高系统性价比。通过网络提高联系效率，体系组态必须灵活，保证充足的扩展性、保护性、实用性，并且建立专业的软件开发体系。系统需要快速反应污水处理阶段发生的问题，并且自动进行处理，缩短滞留时间。

2、控制系统分析

污水处理系统通过PLC在厂区设置的进水泵房监控预处理工段，主要控制粗格栅与进水闸门、进水泵房、污水提升泵、排砂装置、砂水分离装置，并且可以检测进水水质的PH、SS参数。生物处理系统设立在配电中心，主要负责污水内生物处理，控制对象为生物池搅拌器、水下推进器、曝气设备、污泥回流泵、刮吸泥机、剩余污泥泵等设备。通过生物处理系统可以检测生物池ORP、DO、MLSS、PH等参数，并且可以检测配电中心电气参数，其中包括电流、电压、功率、电能等在线参数检测。如果使用鼓风曝气进行污水处理，在系统需要设置鼓风PLC工作站，在鼓风机房配置监控系统，负责调节辅助设备与风量。污水消毒系统设置在出水控制室，控制对象为电动阀门、出水提升泵、加氯消毒设备等，并且负责控制出水水质：余氯、流量、COD的参数检测。污泥处理系统设立在脱水控制室，主要负责污泥处理阶段的监控工作，控制目标有搅拌器、电动阀门、进泥泵、脱水机、加药系统、浓缩机等设备。

3、时间运转方式

根据收集的污水处理时间方案，合理制定溶解氧控制时间，将工艺曲线输入控制程序，制成准确的运行时间段，并且通过电脑控制风扇开启。这种方法可以提高污水处理的可靠性，并且不受环境与监控参数的影响，通过制定的时间也可以避开用电高峰。但是使用此类方法需要准确的反应时间，无法根据监控参数调整风机状态，一旦反映池发生变化就会导致污水处理工作无法顺利进行。

4、控制方式

污水处理厂自动控制方式有三种：就地手动控制、远程手动控制、远程自动控制，其控制级别按此顺序由高到低排列。其中，就地手动控制的优先级别最高，当现场控制箱上的状态选择开关打到“就地”档时，由现场操作人员手动控制设备运行，上位机只能监视设备的运行情况而不能对设备进行操作；当状态选择开关打到“远程”档时，由PLC控制站或上位机的信号控制设备运行。远程控制又包括手动控制和自动控制。当现场控制箱上的状态选择开关打到“远程”档时，远程控制起作用。当设备处于“远程手动”时，操作人员可通过中央监控室的监控画面对现场设备进行启停、开关控制。远程手动控制一般用于测试单个设备的工作是否正常、测试通信网络的畅通与否、并辅助“自动控制”在自动控制出现故障时及时调节设备运行。当设备处于“远程自动”时，整个系统无需工作人员的参与，设备的运行完全由各现场控制站的PLC根据污水处理厂的实际工况及生产要求进行控制。

二、污水处理厂自动化控制中存在的问题及措施

1、自动监控

在污水处理厂中，并没有良好的监控制度，所以发生了监控不力的问题，管理者无法及时获得信息。为了解决监控问题，必须加强监控制度，安排专业的监督人员进行监督，使用智能手机监控方法进行远程控制，及时反馈相关信息，方便管理者制定问题解决措施，提高污水处理厂工作效率。

2、自动化系统

我国常用的自动化系统采取三级管理与现场总线方式进行控制，但是主从式现场总线的可靠性直接受主控制器影响，在全分布现场控制中并不适用。所以污水处理厂的工作人员，需要根据现场环境分析出适合的管理系统，并且积极研究符合污水处理环境的现场总线控制系统。

3、控制软件

水处理反应持续时间较长，而且生化处理也是一种非常复杂的工作，处理环节所需参数较多，而在线稳定性不高，没有稳定的控制软件提高自动控制效果。由于我国生化系统自控技术并不成熟，还需要长期的研究与发展，所以在现场监控工作中，需要加大人力操作力度，对生化反应进行观察，并且收集反映数据，分析数据中存在的问题，及时制定有效的调整措施。

4、仪表探头

由于监控污水处理的仪表探头需要浸在污水中，而污水中存在大量缠绕杂质，例如头发、塑料袋、渔网、树枝等，这种杂质会缠绕在探头上，造成探头无法收集数据，如果问题严重还会损坏探头，这种问题加大了仪表保养与维护的难度。为了提高探头使用寿命，加强数据准确性，可以使用新型探头，这种探头在一些污水处理厂中已经得到应用，随着探头技术不断成熟，新型探头将得到普及。

三、污水处理的管理措施

1、建立有效的资金保障机制

对于污水处理有着很大的公益性，这样的情况下就需要一定的资金投入。根据研究数据表明，就现在的污水处理相关资金有着一定的承受能力，但是确都不愿意承担，多数地区内污水处理费用有一定的不明之路。各个地区内政府可以结合地区的建设，可以使用国家扶持以及地方补助、或者居民支持以及企业参与等相关方式，将资金很好地筹集起来，这样就能形成多元化的投入。相关的地区也可以参考西方先进的运营模式，对于污水处理建设以及运行资金提供保障，推行污水治理的优惠政策，例如增加优惠政策、税收优惠等等，对于社会各种力量以及资金投入农村污水治理要积极的鼓励以及指导，这样污水处理才能顺利的实施以及运行。

2、建立完善的水务基础设施管理机制

由地方联合当地的水务行政部门以及乡镇机关部门进行一定的指导以及监督下，成立一定的水务基础设施管理部门，对于污水处理的基础建设积极的配合。水务处理部门可以根据地区的实际情况制定适合地区的水务基础设施方式，明确居民的权利以及义务，同时可以建立专门的账号，对于日常污水排放的日常维护费用以及相关管理费用等资金进行统一的管理。

3、员工意识转变

在污水自动化处理系统设计过程中，工程技术人员也要积极参与进来。在项目开发、安装、调试过程中，对于系统所具备的自动化性能要完全掌握，这样在系统后期运行过程中对于设备维护才能做到得心应手。需要定期对员工进行培训，员工的计算机、网络技术等方面都需要不断的提升。员工参与到系统设计过程中能够及时发现所存在的问题，对于系统进行完善。员工对于自动化控制的观念也要有所转变，工作不能全部依赖系统控制，在保证系统安全运行情况下，就地控制柜作用以及继电信号回路问题才能降低，保证随时随地的掌握污水处理厂运行状况。

结束语

应用自动化控制系统是是污水处理行业发展的必然走向，对污水处理企业的管理和工艺都大有益处。其保证了污水处理运行的安全可靠，大大提高了污水处理的自动化控制水平和管理水平，从而提高了生产效率，降低了能耗。相信随着科学技术的进一步发展，自动化控制将会更加深入污水处理行业当中，为人民为社会作贡献。

参考文献

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[3]李海明．农村污水分散式处理系统与实用技术研究[J]．环境科学与技术，2009（02）：152．