自動(dòng)化職稱論文淺談自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用

　　摘 要：人類對(duì)水資源的需求以驚人的速度擴(kuò)大和日益嚴(yán)重的水污染蠶食大量可供消費(fèi)的水資源。目前，城市生活污水處理已經(jīng)受到各地政府和許多研究人員的關(guān)注。為了提高污水處理的效果和管理，實(shí)現(xiàn)污水處理自動(dòng)化控制是關(guān)鍵。當(dāng)前我國(guó)污水處理自動(dòng)化控制還比較初步，有待于迸一步的提高和完善。

　　關(guān)鍵詞：污水處理,自動(dòng)控

　　城市生活污水是城市發(fā)展過(guò)程中的產(chǎn)物，早期的城市生活污水處理主要是通過(guò)污水收集系統(tǒng)排放到附近下游水體之中，利用水體的稀釋以及水體自凈作用來(lái)進(jìn)行簡(jiǎn)單的處理，但是隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，人口數(shù)目增長(zhǎng)迅速，隨之而來(lái)的是城市生活污水的水量不斷加大，水質(zhì)也越來(lái)越復(fù)雜，僅僅依靠稀釋及水體自凈作用處理過(guò)的污水已經(jīng)無(wú)法滿足達(dá)標(biāo)排放的要求，會(huì)對(duì)下游水體產(chǎn)生較大的污染和影響。在這種情況下，我們就不得不采取措施加大對(duì)城市生活污水處理力度，以改善不斷惡化的環(huán)境污染趨勢(shì)。

　　1.污水處理廠概述

　　本文以某工程為例，簡(jiǎn)要介紹了自動(dòng)化控制系統(tǒng)在該廠污水處理工藝過(guò)程中的應(yīng)用情況，并提出了尚需解決的問(wèn)題。其日處理量為5萬(wàn)噸/天，主要生物處理工藝采用的是“A2/O微曝氣氧化溝”法。該廠的處理工藝流程如下：

　　該廠采用的自動(dòng)化控制系統(tǒng)主要包括以下幾個(gè)部分：中央控制室監(jiān)控設(shè)備，可編程控制器(PLC)部分，檢測(cè)儀表部分，避雷部分，閉路監(jiān)控部分。目的在于使廠方能夠及時(shí)了解和掌握污水廠處理過(guò)程的運(yùn)行工況、工藝參數(shù)的變化及大小、優(yōu)化各工藝流程的運(yùn)行，保證出水水質(zhì)，降低處理成本，節(jié)省能耗，提高運(yùn)行管理水平，使污水處理廠能長(zhǎng)期正常穩(wěn)定地運(yùn)行，取得最佳效益。

　　2.系統(tǒng)控制說(shuō)明

　　該廠主要在以下工藝過(guò)程中設(shè)置了自動(dòng)控制系統(tǒng)：

　　2.1在粗、細(xì)格柵前后均設(shè)置了超聲波液位差計(jì)，并在現(xiàn)場(chǎng)及中央控制室電腦顯示器上實(shí)時(shí)顯示粗、細(xì)格柵前后液面的液位差值。根據(jù)本廠的處理水質(zhì)水量設(shè)定了工藝值，當(dāng)前后液位差值大于或等于該工藝值時(shí)，可以自動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)粗、細(xì)格柵的連鎖啟停。

　　2.2在進(jìn)水管中安裝了電磁流量計(jì)，實(shí)時(shí)測(cè)量進(jìn)水流量并在現(xiàn)場(chǎng)及中央控制室電腦顯示器上顯示預(yù)處理進(jìn)水泵站的液位值，并自動(dòng)根據(jù)該液位值的高低控制三臺(tái)進(jìn)水提升泵的啟停，使三臺(tái)提升泵的運(yùn)行時(shí)間基本上保持平衡，并在電腦上顯示出各臺(tái)提升泵的啟停狀態(tài)。在調(diào)節(jié)池中設(shè)置了pH計(jì)，可以測(cè)定瞬時(shí)進(jìn)水pH值，以反映進(jìn)水水質(zhì)是否符合處理要求。進(jìn)水pH值的設(shè)定要求范圍是4.0～9.0，當(dāng)進(jìn)水pH值不在此范圍內(nèi)時(shí)，中控室電腦上會(huì)發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，并自動(dòng)關(guān)閉進(jìn)水閘門，以保證出水水質(zhì)。

　　2.3在氧化溝厭氧池中設(shè)置氧化還原電位(ORP)在線測(cè)定儀一臺(tái)，在缺氧池及好氧池中分別設(shè)置溶解氧(DO)在線測(cè)定儀兩臺(tái)，在現(xiàn)場(chǎng)及中控室電腦上均可實(shí)時(shí)顯示測(cè)定值，本廠的氧化溝厭氧池ORP一般在-200mv左右;缺氧池DO一般在1.0 mg/L左右;好氧池DO一般在2.0～2.5mg/L左右。當(dāng)監(jiān)測(cè)到的實(shí)時(shí)值不在設(shè)定值范圍內(nèi)時(shí)，中控室電腦上會(huì)發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，工作人員可據(jù)此決定鼓風(fēng)機(jī)開啟的臺(tái)數(shù)和曝氣量，在保證溶解氧在正常范圍內(nèi)的基礎(chǔ)上為用戶節(jié)省了能源消耗。并通過(guò)切換主機(jī)、副機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，使三臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)的累計(jì)工作時(shí)間基本相等。

　　2.4在好氧池中設(shè)置污泥濃度計(jì)兩臺(tái)，實(shí)施監(jiān)測(cè)好氧池中的污泥濃度，當(dāng)池中污泥濃度較大時(shí)，會(huì)及時(shí)減少二沉池中的污泥回流量，增加排泥;當(dāng)濃度較小時(shí)，會(huì)適當(dāng)增加污泥回流量。以上控制過(guò)程均可以在中央控制室內(nèi)根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。

　　2.5在二沉池中設(shè)置一臺(tái)泥位計(jì)，當(dāng)在線監(jiān)測(cè)泥位值偏高時(shí)，可自動(dòng)調(diào)節(jié)刮吸泥機(jī)、排泥設(shè)備，將剩余污泥外排，防止沉淀污泥發(fā)生腐敗。

　　2.6在出水池中設(shè)置pH計(jì)、COD在線測(cè)定儀、污泥濃度計(jì)各一臺(tái)，并在現(xiàn)場(chǎng)及中控室實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)顯示測(cè)定值，工作人員可隨時(shí)掌握出水水質(zhì)情況，并判定出水是否達(dá)標(biāo)排放。

　　3.總體評(píng)價(jià)及存在的問(wèn)題

　　本廠所采用的污水處理自動(dòng)化控制系統(tǒng)借鑒了國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的計(jì)算機(jī)軟、硬件技術(shù)，控制理論及算法，實(shí)現(xiàn)了污水處理全過(guò)程自動(dòng)智能控制，節(jié)省了人力資源，能夠及時(shí)、準(zhǔn)確地反映工藝過(guò)程中各個(gè)工藝參數(shù)的變化情況，并通過(guò)聲光報(bào)警，數(shù)據(jù)溢出時(shí)自動(dòng)暫停設(shè)備等方式提醒工作人員根據(jù)參數(shù)變化及時(shí)做出調(diào)整對(duì)策，保證整套處理過(guò)程長(zhǎng)期穩(wěn)定、高效地運(yùn)行。自動(dòng)化控制應(yīng)用于污水處理工藝過(guò)程，在國(guó)外已有許多成功范例和典型工程實(shí)例，近年來(lái)，我國(guó)也有許多污水處理廠借鑒國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，將自動(dòng)化控制合理地應(yīng)用到污水處理工藝過(guò)程當(dāng)中，并且取得了良好的效果。但是在兩者相結(jié)合的過(guò)程中仍然存在許多問(wèn)題，現(xiàn)作如下總結(jié)：

　　(1)污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)中所采用的一些自動(dòng)化檢測(cè)設(shè)備、儀表、閥門的功能和精度目前還很不完善，在實(shí)際應(yīng)用中達(dá)不到預(yù)期的效果，誤差很大，因此，如果單純依靠這些檢測(cè)設(shè)備來(lái)判斷污水處理情況并實(shí)施自動(dòng)控制，往往很難達(dá)到處理水質(zhì)達(dá)標(biāo)排放和節(jié)約能源的目的。

　　(2)雖然許多污水處理廠采用ORP、DO、pH值作為參數(shù)來(lái)控制出水水質(zhì)，調(diào)節(jié)曝氣量，但是當(dāng)控制器無(wú)法找到ORP特征點(diǎn)時(shí)，污水處理系統(tǒng)仍然會(huì)按照時(shí)間來(lái)控制整個(gè)處理過(guò)程。

　　(3)污水水質(zhì)的監(jiān)測(cè)與控制存在滯后問(wèn)題，例如根據(jù)好氧池中的DO來(lái)控制鼓風(fēng)機(jī)的曝氣風(fēng)量，由于生化處理系統(tǒng)本身是處于動(dòng)態(tài)平衡當(dāng)中的，操作人員通過(guò)在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)DO偏低(或偏高)，并通過(guò)調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機(jī)葉輪轉(zhuǎn)速來(lái)實(shí)現(xiàn)增加(或減少)曝氣量，在此過(guò)程中，DO值監(jiān)測(cè)與鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量調(diào)節(jié)之間的滯后可能會(huì)導(dǎo)致鼓風(fēng)機(jī)無(wú)法準(zhǔn)確地根據(jù)好氧池中實(shí)際溶解氧的濃度來(lái)提供曝氣量，難以真正達(dá)到節(jié)能的目的。

　　(4)儀器設(shè)備維護(hù)難度大。例如pH計(jì)、污泥濃度計(jì)、泥位計(jì)等儀器均有嚴(yán)格的使用維護(hù)要求，包括接觸探頭的定期清洗、標(biāo)定，設(shè)備損耗維修等等，并且現(xiàn)階段我國(guó)污水處理廠大都采用是進(jìn)口設(shè)備儀器，價(jià)格昂貴，這也在一定程度上增加了污水處理廠的投資費(fèi)用。

　　4.結(jié)語(yǔ)

　　在我國(guó)污水處理廠應(yīng)用自動(dòng)化控制系統(tǒng)，對(duì)污水處理企業(yè)的管理和工藝都大有益處。建議在污水處理廠大力實(shí)施自動(dòng)化控制系統(tǒng)，這既是大勢(shì)所趨，也是污水處理行業(yè)發(fā)展的必然走向。我們不能因?yàn)榇嬖谇捌谕度氤杀据^大，就延誤技術(shù)升級(jí)的腳步，自主研發(fā)設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化控制系統(tǒng)、采用國(guó)產(chǎn)高精度設(shè)備的實(shí)踐中，將會(huì)有效地降低成本。

　　參考文獻(xiàn):

　　[1]徐文,羅建中,錢偉.污水處理廠的自動(dòng)化應(yīng)用[J]廣西輕工業(yè).2009.12

　　[2]劉志濤.潘北煤礦生活污水處理自控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)踐[J]能源環(huán)境保護(hù).2009.06

　　[3]王海亮，周云等.二次供水常見水質(zhì)問(wèn)題及防治技術(shù)[J].凈水技術(shù)，2010，29(4)71-74.

　　[4]杜俐.水質(zhì)檢驗(yàn)中心實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可及檢驗(yàn)質(zhì)量管理[J].凈水技術(shù)，2009，28(5)：16-20.