污水處理廠自動化控制系統的探究

梅強普

（武漢東湖學院，湖北 武漢　430074）

污水處理廠自動化控制系統的探究

梅強普

（武漢東湖學院，湖北 武漢430074）

近年來污水處理開始逐漸由自動化控制替代原有的人工控制和人工操作，運用計算機技術和多媒體監控技術提高了工作效率，并且有效降低了操作人員的負擔，污水處理效率和處理質量都得到了提高，但是化工行業的發展帶來了更多污染物，污水處理廠運用自動化控制系統處理污水至關重要。文章就自動化控制系統在污水處理廠中的應用展開探討。

污水處理；自動化控制系統；系統應用

人類生存需要依賴水環境和水資源，隨著我國工業化進程的不斷推進，工業用水和居民生活用水大量增加，相應的生活污水和工業廢水也大量增加，沒有處理完善的污水直接排入水體，將會嚴重影響人們的身體健康，阻礙城市工農業的正常發展。污水處理能夠獲得巨大的社會效益，但是處理成本也很高，在污水處理中運用計算機控制系統，實現污水處理的自動監控，具有重要的理論和現實意義，這也是污水處理發展的大勢所趨。

1　污水處理廠自動化控制系統現狀

自動化控制系統以計算機技術和網絡技術為基礎，將若干具有通信接口的器件、原件、計算機和控制設備等連接起來，通過控制計算機實現集中化管理、集中化監控、集中化調度和集中化分析等功能。近年來SCADA、DCS、PLC等技術的發展給自動化技術應用帶來了新的空間，而自動化控制技術在諸多領域中的應用，也有效擴大了領域的生產規模，實現了自動化生產和自動化管理。

在國外，自動化控制系統發展時間較長，不論是小型的氧化池還是大型的污水處理廠，都廣泛采用計算機自動控制和自動化遙控以及閉路電視等現代化技術，在自動化技術經過第二階段的發展后，發達國家在污水處理的自動化監測、自動化管理方面投入了大量的資金用于科研，實現了計算機控制、自動報警和事故瞬間記錄等功能，20世紀70年代開始，美國就開始將自動化控制技術應用在污水處理中，目前美國基本上所有的污水處理廠都采用了自動化參數測試和自動化控制；而丹麥的幾座大型城市的污水處理廠也采用了STAR、SCADA等自動化控制技術。污水處理廠使用在線檢測儀，能夠將硝酸鹽氮、氨氮濃度等污染物的主要參數發送到控制系統的中心PLC中，計算機分析參數信息并控制曝氣池不同階段的曝氣模式和運行時間，污水處理廠中的設備如果發生了問題，程序就會向中心計算機以及技術人員攜帶的移動設備發送信息，技術人員能夠了解問題發生的時間和位置，技術人員能夠根據問題的具體參數判斷是否需要立刻解決以及如何解決。

20世紀90年代我國開始在污水處理中應用自動化控制系統，但是由于我國針對自動化技術開展的研究不深入，因此一般都是引進國外成套的自動化控制設備，從PID調節、反饋到FCS、DCS以及互聯網技術的應用，自動化技術在我國的發展經歷了幾個重要階段，自動化技術的水平也顯著提高。目前我國污水處理廠運用最為普遍的自動化控制技術就是將FCS技術與工業以太網結合應用，這也是世界上最先進的自動化控制技術，這套系統的核心是可靠性和性能都較高的PLC控制站，并且配備了服務器以提高自動化控制的效率和質量。

2　自動化控制系統在污水處理廠應用的進展

（1）PLC技術。PLC技術全稱為可編程控制器技術，是一種以計算機技術為基礎的工業控制技術，PLC主要是為了改進傳統繼電器控制系統而發展起來的，PLC是一種面向現場的控制技術，具備高抗干擾能力和較高的可靠性，適用于環境變化較大或者比較惡劣的環境，很多污水處理廠都將多臺PLC設備采用工業以太網連接成為一整套控制系統。污水處理廠具體狀況不同，對PLC要求也不同，一般是將多個現場控制站和總控室結合起來，總控室中有多臺計算機和中心計算機，并且配備了圖形站和工作站等，能夠實現污水的自動化高效處理。

（2）DCS技術。DCS技術全稱為集中分散控制系統，是一個將顯示技術、通信技術、計算機技術和自動化控制技術結合起來的技術，主要用于采集數據和管理生產，是一種新型的自動化控制系統，傳統DCS技術核心為儀表控制系統，隨著自動化控制技術的不斷發展，目前污水處理廠廣泛應用以PLC為基礎并采用以太網搭建的DCS控制系統。

（3）SCADA技術。SCADA技術也就是監視控制和數據采集系統，這個系統是由三個層面組成的，即設備層、控制層和監視層，系統能夠采集污水處理廠的實時數據，并對現場進行遠程或者本地控制，實現污水處理的全過程監控，污水處理廠管理人員能夠使用SCADA系統獲取詳細數據。

3　自動化控制系統在污水處理廠中的具體應用

（1）自動化控制儀表的應用。自動化控制系統中，至關重要的組成部分之一是自動化檢測系統，這個系統具有操作簡便、數據準確等優點，并且自動化控制儀表具有通訊接口，在污水處理廠中應用，不僅節省了財力和人力，還能夠讓技術人員對污水處理廠工藝進行實時調整。在污水處理廠中使用的測量儀表主要有壓力計、溫度計、液位儀、流量儀和pH計等，測量儀表能夠將測量值及時傳送到中心計算機并在屏幕上顯示以供技術人員分析。

（2）流量控制系統。對于污水處理廠來說，流量是非常重要的參數之一，控制進水量能夠提高控制效率，讓污水處理廠能夠采取恰當的措施抵抗水力負荷帶來的沖擊力。將傳統測量技術和流量計結合起來使用，克服了傳統技術無法實時檢測和實時顯示的缺陷，能夠將瞬間流量顯示在屏幕上并將測量值記錄下來，為技術人員提供必需的參數。

（3）格柵控制系統。運用格柵控制系統能夠實現格柵的自動化開啟和自動化關閉，一般污水處理廠會在格柵上安裝液位差計，通過液位差分析堵塞程度，將數據傳送個PLC系統，如果堵塞程度超出了規定值，就會控制格柵管理，提示技術人員清理垃圾，確保格柵能夠正常運行，采用自動化控制技術，能夠實現在規定周期內自動清理垃圾。

（4）水泵控制系統。按照泵池的水位控制水泵的運行，能夠逐臺開啟水泵，當某一臺水泵不夠用時自動開啟下一臺水泵，并根據水位切換備用泵，調整水泵的運行狀態，提高水泵的運行效率，提高資源利用率。

4　結語

綜上，在污水處理廠運用自動化控制系統，能夠將復雜的處理流程變得簡單可靠，降低人為因素的影響，提高處理效率和處理質量。

［1］高景峰.污水處理智能控制的研究、應用與發展［J］.中國給水排水，2012，（6）：62.

［2］邱瑞萍.含油污水處理自動化技術［J］.油氣田地面工程，2007，（11）：30.

［3］張先勝.污水處理生產自動化與信息化管理系統的設計［J］.黑龍江科技信息，2015，（33）：87.

Research onAutomationControl System of Sewage Treatment Plant

MEI Qiang-pu
（Wuhan East LakeCollege，Wuhan，Hubei 430074，China）

In recent years，automatic control in wastewater treatmentgradually has replaced the original manual control and operation，and the use of computer technology and multimedia monitoring technology has improved the working efficiency，and effectively reduce the burden of operators and sewage processing efficiency and processing quality is improved，but the development of the chemical industry has brought more pollutants，and sewage wastewater treatment plant using automation control system is very important.The paper discusses application of automation control system in wastewater treatment plant.

sewage treatment；automated control system；system application

X703

A

2095-980X（2016）07-0034-02

2016-06-14

梅強普（1993-），男，湖北荊州人，大學本科，主要研究方向：自動化。