電氣自動化技術在污水處理過程中的應用

白小平

【摘 ?要】筆者結合臨平凈水廠的工程案例，對電氣自動化技術在污水處理過程中的應用進行分析。

【關鍵詞】電氣自動化;污水處理

1 工程概況

位于浙江省的臨平副城沒有配套的城市污水處理廠，現狀城區污水排入杭州七格污水廠進行處理。隨著城市的發展，臨平污水收集系統的污水量將快速增長，七格污水廠無法全面

解決臨平副城的污水處理問題。只有盡快建設臨平污水處理廠，才能從根本上解決臨平污水的處理問題。該項目的處理規模是20 萬 m3/d，其初步設計方案主要結論是廠區形式采用全地埋式布置;污水處理工藝采用水解酸化+膜生物反應器（MBR），出水標準執行國家一級 A 標準，污泥處理采用離心脫水至含水率低于 80%，外運處置。在進行處理污水的原則之一是采用先進的自動控制技術，實現管理的科學化、自動化。

2 電氣自動化技術概述

2.1電氣自動化技術

在當代，電氣化水平與機械化水平，以及它的自動化水平也是能衡量一個國家工業化水平的指標。自動化慢慢成為了工業化的重要標志。電氣自動化的行業專家指出：自動化是用信息化帶動工業化的根本途徑;當代工業技術和信息技術之間的橋梁就是自動化技術，做到信息化帶動工業化，自動化技術具有非常關鍵的作用。自動化的發展和機械化、電氣化等的發展歷程一樣，是在電氣技術發展演進期間所產生的科學技術，是當代社會進步的推動力量[1]。

2.2 電氣自動化技術特點

2.2.1 電氣自動化技術具有綜合性

電氣自動化技術是伴隨著工業技術的發展而產生的，它具有綜合性的特征。電氣自動化技術普遍應用在不同領域，能在很大程度上促進鋼鐵、建筑、火電工程等行業的發展。電氣自動化技術的運用，必須具備電力、電子等綜合性的技術，掌握專業的行業基礎知識。運用電氣自動化技術能使企業的工作效率得到增強，減小人力、物力、財力等方面的成本，加強了企業的經濟效益，推動了企業的技術革新。

2.2.2 電氣自動化技術具有廣泛性

電氣自動化技術的廣泛性表現在它適用在不同行業的發展。在將電氣自動化技術引入到其中的過程中，必須密切聯系企業的實際情況，制定出科學合理符合本企業發展進步的有效實際操作方案，從而確保電氣自動化技術的正確運用，推動企業的技術革新與發展進步。在運用電氣自動化技術的期間，每個企業要重視培養專業的自動化技術人才，有計劃開展培訓，同時按照本企業的發展現狀制定合適的方案，進而提高企業的經濟效益[2]。

2.2.3 電氣自動化技術具有依賴性

電氣自動化技術的運用需要借助網絡技術與電子技術，電氣自動化技術對這兩方面具有極強的依賴性。倘若在建立一個電氣自動化控制系統期間，在傳感器的信號采集、控制器對信號的處理等方面都離必須借助電子技術和網絡技術。所以，網絡技術與電子技術是電氣自動化發展的基礎，電氣自動化技術的發展需要借助電子與網絡技術。

3 該工程的污水處理工藝流程：

廠外泵站——>細格柵——>沉砂池——>精細格柵——>水解池——>MBR 生化池——>MBR 膜池——>膜區產水泵提升——>臭氧催化氧化——>計量——>尾水提升泵站——>廠外尾水管——>高位井——>錢塘江。

4 電氣自動化技術在水處理行業的應用

4.1 水處理

電氣自動化技術的運用，表明在生產活動的期間，降低了勞動者在生產活動中的直接參與，勞動者僅僅需要操作有關的電氣自動化系統就能完成生產全過程，做到加快工作效率。在污水廠廠的污水處理作業中，少量的水處理能靠人工完成，然而大量連續性的水處理流程就不能只是靠人工完成，必須借助污水處理電氣自動化操作系統。尤其是在夜間水處理出現問題的時候，借助電氣自動化系統能夠做到及時高效處理問題。這樣不但能達到減少勞動力的目的，而且能夠及時處理出現的問題，加快處理效率[3]。

4.2凈水廠工程的自動化控制案例

系統采用集散式系統，分為三層結構：信息管理層、現場控制 層、設備層。

1、信息管理層：信息管理層設備布設在中控室，采用具有瀏覽器/服務器（B/S）結構的計算機局 域網，重要展示大屏幕采用 C/S 結構;網絡形式采用 100/1000M 以太網。考慮到系統 的安全可靠性，采用服務器采用部件級冗余的工業標準容錯服務器。

2.現場控制層：1）控制層采用光纖工業以太網，支持 I/O 信息和報文的傳送，能夠設置信息的優 先級，有效數據共享，支持多主機、對等及混合結構。2）控制層為多個就地控制站組成，設備設在就地控制站，核心設備為 PLC，對于 距離較遠且設備相對集中的地方設遠程 I/O 站。3）本工程共設 6 個就地控制站（LCU），其中：LCU0 設在總低壓配電室一，監控范圍是預處理區，水解池、污泥脫水系統、排水 泵房;LCU1 設在綜合樓總低壓配電室二，負責監控能源信息;LCU2 設在 1#MBR 生化池低壓配電間，監控范圍是 1#MBR 生化池、除臭系統、鼓風機房;LCU3 設在 2#MBR 生化池低壓配電間，監控范圍是 2#MBR 生化池、除臭系統、鼓風機房;LCU4 設在 1#MBR 設備區低壓配電間，監控范圍是 1#MBR 設備區、1#MBR 膜 區、加藥間;LCU5 設在 2#MBR 設備區低壓配電間，監控范圍是 2#MBR 設備區、2#MBR 膜 區、尾水消毒;

3、設備層：

1）設備層由現場設備（儀表、變送器、測控單元、動力設備的控制器等）和控制 器的通訊組成。

2）本工程檢測和測量儀表根據工藝要求設置了水質分析儀表和過程控制儀表兩大類型。3）本工程根據工藝設備現場控制情況，帶有工藝設備自帶控制單元（ECU）。

4.3加藥控制

水處理中的加氨與加藥控制與加氯控制方式的操作流程是相互一致的。所以，通過PLC，就是可編程邏輯控制器能夠實現流量的科學控制、相關濃度信息的采集，把測量數值和事先設置好的數值進行對比，發現其中的誤差原因，進而獲取科學的控制參數，對電氣自動化技術進行調整，有效控制污水廠廠的電氣自動化系統。運用PLC 技術，能夠對水處理過程中藥物的劑量進行合理控制，加快水處理的效率，達到整個水處理系統的高效運作。另外，基于 PLC 技術的處理及時性與可靠安全性，能快速、精確做到污水廠廠系統的運行[4]。

4.4 系統運行

使用電氣自動化技術，能夠加快水處理效率，釋放勞動力，節約勞動成本，使污水廠的經濟效益得到增強。所以，在水處理廠中，將電氣自動化技術引導其中，運用PLC 技術，能夠提高測量數據的精確性，按照事先設定的數值來進行系統調整，實現系統的高效運行。

結語

污水處理自動化系統是一個完整開放的系統。未來的污水處理自控系統會是集計算機技術、信息技術、自動化技術、網絡技術、智能化于一體的系統，未來發展的主導趨勢水處理自動化控制的網絡化作業、智能化，遠程訪問和管理也將逐漸應用到水處理中去。

參考文獻：

[1]淺談電氣自動化在建筑工程中的應用[J].童兵.科學之友.2011（22）

[2]探究電氣自動化控制設備可靠性[J].石會.科技風.2019（01）

[3]電氣自動化技術在現代建筑中的應用探討[J].鄭向榮.科技風.2012（12）

[4] 淺談電氣自動化存在的問題及應對策略[J].馬寧.科技資訊.2018（27）

（作者單位：杭州余杭水務控股集團有限公司）