自動控制在污水處理中的應用研究

楊偉彬

摘 要：水資源的日益稀缺，及在發展過程中其受到的污染日益加劇，使污水處理工作變得尤為重要，當今我國對污水處理工作可謂極其重視，將自動控制應用到污水處理工作中也成為一項熱門的研究話題。基于此，本文簡單描述了自動控制系統的組成及特點，并重點研究了流量自動控制系統、水泵與鼓風機自動控制系統、格柵自動控制系統、污泥脫水與沉砂池自動控制系統在污水處理中的應用。

關鍵詞：自動控制系統 污水處理 PLC

引言

隨著計算機與繼電器、傳感器等設備的發展，自動控制技術越來越被廣泛實用到各個領域中，在污水處理領域，近年來我國環保力度加大，使中國的水污染逐漸從工業污染轉化為城市污染，而城市污水處理的自動控制也正式進入計算機智能化控制階段。

1、自動控制系統的組成及特點

1.1自動控制系統的組成

污水處理主要是為了分離污水中的清水和其他雜質，減少污水處理中產生的污泥，并重新加工處理后的水和污泥。因此構建污水處理的自動控制系統，要滿足污水處理各個環節不同的要求，使各個模塊對應相對工作內容，模塊之間可以協調，又能實現統一調控。污水處理自動控制系統是對污水處理過程進行監控調度的自動化遠程監控系統，其包括自動化技術、通訊技術、計算機技術、網絡技術、數據庫技術和圖形顯示技術，既能進行簡單的邏輯控制，又能實現復雜的分散化控制，具體包括化學需氧量傳感器、PH值傳感器、溶解氧傳感器等硬件和PLC、數據采集模塊、中央監控單元和服務器等采集控制單元，系統軟件可以采用自行研發或者市面上流行的軟件，也可以使用PLC廠家開發的軟件。

1.2自動控制系統的特點

污水處理系統要求對控制對象設定開關量和模擬量，既能實現開環控制，又能實現閉環控制。整個系統分為軟件和硬件兩部分，并且兩部分各有特點。軟件部分的特點是在工作人員操作過程中可以結合功能塊圖進行編程，使操作人員對系統的控制更加方便，也能讓操作人員用高級語言完成復雜的數學算法，對用戶來說，在使用系統進行工作時更加方便，而且可以利用特定功能塊重復進行工作，有助于功能塊嵌套。

硬件方面包括計算機和網絡等，自動控制系統要求計算機擁有快速處理信息的能力，并要求網絡方面提供開放、標準的工業網絡，以保證控制和管理的效果更好。

2、自動控制在污水處理中的應用

2.1流量自動控制系統在污水處理中的應用

水流量是污水處理廠日常運行與管理過程中極其關鍵的一個控制參數，可以直接影響污水的處理質量。工作人員必須實時掌握進水量才能提升地表水力負荷的沖擊力。因此，處理廠要在污水處理系統中安裝流量自動控制系統，主要表現為安裝自動流量計，自動流量計可以測出瞬時流量和實際參數，這些數據都可以為進一步的污水處理提供參考和支持。

2.2水泵與鼓風機自動控制系統在污水處理中的應用

水泵自動控制系統可以根據具體的水泵工作時間，完成水泵氣動泵與備用泵的自動更換。同時，水泵自動控制系統還能預先設定好所有水泵的開泵順序，在一臺水泵無法滿足需求的情況下自動開啟其他水泵以滿足污水處理的需要。水泵自動控制系統還可以結合污水處理廠外部的流水量自動地調整水泵自動運行的狀態，使水泵運轉處于最佳，減輕場內工作人員的工作量與工作強度。

目前許多污水處理廠在曝氣池中安裝了在線溶解氧測試儀和懸浮物濃度計，他們利用在線溶解氧測試儀分解細菌，并用懸浮物濃度計測量污水中的污泥程度，根據測得的污泥程度調整曝氣池。利用鼓風機自動控制系統不僅可以為反應池加入曝氣，同時還能在供給氣量維持充足穩定狀態下，減小懸浮物濃度計的耗損量，延長設備的使用期限，也提高了曝氣池分解細菌的能力，可謂一箭雙雕。

2.3格柵自動控制系統在污水處理中的應用

格柵自動控制系統又可以根據不同的運行狀態可以分為自動和手動兩種模式，污水處理廠要按照實際運行情況選擇適合自身的運行模式。目前，在國內多數的處理廠會在格柵的兩端分別安裝一臺液位差計，依靠液位差計顯示的度數判斷實際的堵塞程度，再將得出的堵塞信息傳輸到可編輯邏輯控制器中，利用可編程邏輯控制器對堵塞信息進行分析計算，當計算結果超出預設的閾值時，表示格柵需要被清理。而利用格柵自動控制可以實現垃圾自動排除，不僅保證了水流維持在正常流動的狀態，也有效降低了設備的損耗程度。

2.4污泥脫水與沉砂池自動控制系統在污水處理中的應用

污泥脫水系統主要包括兩套污泥濃縮系統和兩套污泥脫水機，一套加藥系統和兩臺電動泥斗。污泥濃縮機可以在上位機顯示系統運行狀態，脫水機在中控室顯示系統的運行狀態，電動泥斗在現場控制，工作人員在剩余污泥管道和同流污泥管道中都安裝流量計，這些流量計不僅能測量剩余的污泥，還能準確地檢測出回流的污泥。污水處理廠的工作人員通過流量計顯示的數據，得知剩余污泥量與回流污泥量，依靠這些污泥量可以清楚地判斷出剩余污泥泵與回流污泥泵的運行狀態是否正常，從而有效地監控潛水泵。

沉砂池自動控制系統由吸沙泵、螺旋砂水分離器、閘門和漿液分離機等多種設備構成，每一種設備都能獨立運行，但所有設備的工作又是相互依托的。在系統開啟后，漿液分離機會最早開始運轉，吸沙泵會按照工作人員設定的程序自動運行和停止，而螺旋砂水分離器也能自動運行，這樣一套沉砂池自動控制系統可以有效地縮短停機時間。

總結

綜上所述，將自動控制運用在污水處理中對國家可持續發展都有重大意義。由分析可知，工作人員將自動控制運用在污水處理中實現了水流量實時監控，完成了水泵的自動更換，維持反應池氣量充足的同時減小了濃度計損耗，實現了垃圾自動排除，監控了污泥泵的狀態，縮短了停機時間，有效地減少了工作人員的工作量，提高了污水處理的工作效率。因此，自動控制技術在污水處理中的應用還要不斷完善且推廣，從而保證我國污水處理工藝水平更高，效果更顯著。

參考文獻

[1] 高峰，何昌軍.自動控制系統在污水處理中的應用[J].環境科學與管理，2008-02，33（2）：89-90.

[2] 馬學文，李亞峰.污水處理廠的自動控制系統及功能[J].黃金學報，2001-03，3（1）：52-53.

[3]李紅啟.自動控制在污水處理中的應用[J].科技致富向導，2012，（14）：279.