制藥廠污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)研究

孫立輝

摘要：隨著當(dāng)前中國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國制藥行業(yè)發(fā)展迅速，但是，與此相對(duì)應(yīng)的污水處理問題也成為各方關(guān)注的焦點(diǎn)。本文以制藥廠污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)為研究重點(diǎn)，探究如何在水質(zhì)、用水量波動(dòng)大的情況下解決污水問題，利用自動(dòng)化的控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)并提高污水的專業(yè)化處理水平。

關(guān)鍵詞：制藥廠；污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)

現(xiàn)今人們在注重物質(zhì)生活質(zhì)量的同時(shí)還更加關(guān)注居住環(huán)境的優(yōu)良問題，污水問題作為當(dāng)前生活中不可避免的問題，涉及到居住環(huán)境、可持續(xù)發(fā)展等多個(gè)方面，這項(xiàng)系統(tǒng)、復(fù)雜的工程以設(shè)備材質(zhì)、生產(chǎn)工藝、水質(zhì)條件等為基礎(chǔ)，采用相關(guān)的先進(jìn)的管理技術(shù)，通過提高和改善水質(zhì)，最終真正實(shí)現(xiàn)生化法的處理方式，以達(dá)到良好的污水處理效果。

一、制藥廠污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)的工藝流程

本文以DSC控制應(yīng)用系統(tǒng)為研究出發(fā)點(diǎn)，采用厭氧--缺氧--好氧的處理方法，通過四個(gè)工藝流程的相互配合，達(dá)到良好的預(yù)期效果，這四個(gè)工藝過程分別包括：預(yù)處理系統(tǒng)、生化處理系統(tǒng)、沉淀處理系統(tǒng)和后處理系統(tǒng)。

（一）預(yù)處理系統(tǒng)

預(yù)處理系統(tǒng)的關(guān)鍵是對(duì)污水進(jìn)行分析、處理，利用不同的污水濃度，將高濃度和低濃度的廢水適用不同的處理方法，達(dá)到節(jié)約成本、正確治理的目的。首先，高濃度的污水可以利用沉砂池進(jìn)行沉淀，沉淀之后進(jìn)行關(guān)鍵的酸堿中和處理，這一步驟在中和池中進(jìn)行，然后依據(jù)生物分解原理，在厭氧池中進(jìn)行生物分解，最后進(jìn)入調(diào)節(jié)沉淀池進(jìn)行最終的沉淀工作。相對(duì)應(yīng)的，低濃度的廢水處理方式相對(duì)簡單，先經(jīng)過沉砂池做沉淀處理，然后進(jìn)入中和池做酸堿中和處理，最后直接進(jìn)入最終的調(diào)節(jié)沉淀池，并與高濃度的廢水混合處理。

（二）生化處理系統(tǒng)

生化處理系統(tǒng)利用微生物的作用，將廢水首先由調(diào)節(jié)沉淀池進(jìn)入高效的生物組合池中，然后進(jìn)行兼氧—好氧的曝光，有機(jī)污染物會(huì)被微生物氧化分解，使得營養(yǎng)物質(zhì)被消耗，微生物在此過程中不斷繁殖，而廢水也得到了凈化。

（三）沉淀處理和后處理系統(tǒng)

前兩個(gè)過程的關(guān)鍵是去除污水中的有機(jī)污染物，去除之后要在二沉池中進(jìn)行固液分離，分離后的廢水和污泥分別適用不同的污水處理方式。分離后的水要先進(jìn)入后處理池，然后添加藥物，在藥物的作用下將清水外排；而相對(duì)應(yīng)的將污泥進(jìn)入集泥池，先進(jìn)行濃縮，然后加上藥物混合，最終經(jīng)過絮凝反應(yīng)后，再進(jìn)入脫水工房進(jìn)行脫水處理，處理后的泥餅可以根據(jù)不同的需要，將一部分堆肥，另一部分可以打包外運(yùn)最終填埋。

二、制藥廠污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成

該系統(tǒng)除了有嚴(yán)格的四個(gè)組成系統(tǒng)控制以外，還需要相應(yīng)的電控系統(tǒng)的構(gòu)成，這一控制方式采用DSC控制系統(tǒng)，由三級(jí)分布式控制系統(tǒng)構(gòu)成。首先，上位機(jī)是以工控機(jī)顯示的工藝流程控制和報(bào)警信號(hào)等構(gòu)成，下位機(jī)主要為PLC控制，而現(xiàn)場控制單元由控制儀表等設(shè)備構(gòu)成。這三個(gè)部分除了有不同的系統(tǒng)組成要求外，還需要相互連接，進(jìn)行傳輸。其中，PLC和工控機(jī)之間主要是使用串口通訊的處理方法，而控制儀表之間和PLC之間則需要利用標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳送。三個(gè)部分之間通過相互配合，以最終達(dá)到良好的整體效果，充分發(fā)揮自動(dòng)化的現(xiàn)代技術(shù)理念，節(jié)省發(fā)展成本，提高使用效率。

（一）上位機(jī)

上位機(jī)主要由通用的工控計(jì)算機(jī)組成，在使用過程中其顯示工藝流程以及電磁閥和電機(jī)的運(yùn)行、控制和故障等，與此同時(shí)還能更進(jìn)一步的顯示出故障的部位或者是處理方法。這一硬件設(shè)施會(huì)將溫度、溶解氧、料位等模擬量存入硬盤中，同時(shí)設(shè)計(jì)保存期主要是一年，以方便定時(shí)或隨時(shí)打印和參考。上位機(jī)的軟件控制平臺(tái)主要以西門子WCC視窗控制中心為主，建立監(jiān)控畫面、圖形以及各種圖形內(nèi)部的管理系統(tǒng)。上位機(jī)另一個(gè)重要的組成部分就是驅(qū)動(dòng)程序，這一程序主要是形成上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，分別包括分畫面和主畫面兩部分，起主要作用的是主畫面，所有的管線和設(shè)備包括在主畫面中，因此能夠清晰的反映出各級(jí)設(shè)備不同的運(yùn)行狀況，而分畫面中主要包括不同的處理系統(tǒng)，例如生化處理系統(tǒng)、沉淀處理系統(tǒng)、預(yù)處理系統(tǒng)和后處理、報(bào)警處理系統(tǒng)等。這些畫面隨時(shí)被工作人員監(jiān)督考察，通過檢查不同的池中液體位置的高低、各種電機(jī)的運(yùn)行狀況、控制回路以及主回路的運(yùn)行狀況等，最終檢查電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行結(jié)果，對(duì)污水的狀況及時(shí)處理。

（二）下位機(jī)

下位機(jī)在使用過程中具有良好的顯著特點(diǎn)，包括循環(huán)周期短、指令集功能強(qiáng)大、處理速度高、模塊化結(jié)構(gòu)等，其在使用中實(shí)現(xiàn)了工藝邏輯控制算法，在電動(dòng)機(jī)以及電磁閥等的應(yīng)用下，通過輸入信號(hào)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場控制單元。同時(shí)，下位機(jī)還能就短路、電動(dòng)機(jī)停止等發(fā)出警報(bào)，PLC還可以根據(jù)最終的模擬狀態(tài)來決定電動(dòng)機(jī)的停啟等。

（三）現(xiàn)場控制單元

控制儀表是現(xiàn)場控制單位的主要組成部分，其可以將現(xiàn)場采集的模擬信號(hào)最終轉(zhuǎn)變成標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，將標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)經(jīng)PLC調(diào)節(jié)運(yùn)行后，最終達(dá)到控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的作用。

三、制藥廠污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用

（一）解決水資源短缺問題，促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展

隨著當(dāng)前中國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國對(duì)水資源的需求量在逐步升高，無論是生活用水還是工業(yè)用水，水資源短缺問題成為制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵因素。制藥企業(yè)污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)應(yīng)用將很好的解決污水處理問題，利用先進(jìn)的技術(shù)條件，提升污水處理技術(shù)，節(jié)省人力成本的同時(shí)對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展有重大的經(jīng)濟(jì)意義、現(xiàn)實(shí)意義和社會(huì)意義。

（二）提高污水處理效率，節(jié)約運(yùn)行成本

污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)是在當(dāng)前經(jīng)濟(jì)技術(shù)進(jìn)步的情況下，結(jié)合時(shí)代發(fā)展的需要所提供的一種先進(jìn)的處理理念，這種先進(jìn)的處理方式利用計(jì)算機(jī)技術(shù)和微生物處理技術(shù)等，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)的記錄、分析，調(diào)整可操作的參數(shù)因素，達(dá)到最優(yōu)的運(yùn)行狀態(tài)的同時(shí)將污水處理變得更加自動(dòng)化以及可控化，在解決人力資源運(yùn)行效率降低的情況下減少能源耗用，代替人工操作的同時(shí)減少事故的發(fā)生，最終降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高控制系統(tǒng)的可靠性。

四、總結(jié)

本系統(tǒng)的發(fā)展應(yīng)用是在結(jié)合當(dāng)前經(jīng)濟(jì)發(fā)展、追求保護(hù)環(huán)境、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的前提下順應(yīng)減少成本、追求最大經(jīng)濟(jì)利益的經(jīng)濟(jì)發(fā)展理念，通過應(yīng)用PLC控制系統(tǒng)，將設(shè)備分散、處理復(fù)雜的問題簡單化、程序化和設(shè)備化，節(jié)省人力的同時(shí)滿足工藝的要求，使污水處理效果得到提升，提高發(fā)展效率的同時(shí)節(jié)約成本，達(dá)到最大的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益以及社會(huì)效益。

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