探索污水處理中的自動控制

曹曉勇

摘 要：污水處理廠在進(jìn)行污水處理時(shí)，會引進(jìn)多種技術(shù)和設(shè)備提高污水處理效率。目前，自動化技術(shù)在污水處理中應(yīng)用的頻率越來越高，由于污水處理工作比較復(fù)雜，涉及到多個環(huán)節(jié)，因此，如果不能引進(jìn)自動化技術(shù)，僅靠人工控制與儀表控制的方式會降低工作效率，也不能保證污水處理的質(zhì)量，還會增大成本。因此，需要應(yīng)用自動控制系統(tǒng)進(jìn)行污水處理。本文就污水處理中的自動控制進(jìn)行探討，以期提高污水處理的效率和質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：污水處理;自動控制;應(yīng)用

1 引言

隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，城市中的人口數(shù)量正在不斷遞增，由此帶來的問題也日益多元化。最典型的問題就是污水的處理，許多污水處理廠會采取多種處理方式提高污水處理質(zhì)量和效率，不過，其效果卻不盡人意。因此，需要應(yīng)用自動化控制系統(tǒng)進(jìn)行污水處理，這樣不僅可以保證污水處理更加全面，還可以實(shí)現(xiàn)自動化控制，提高污水處理水平。PLC技術(shù)是一種先進(jìn)的自動化技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對生產(chǎn)過程的有效控制。

2 污水處理流程

2.1 污水的三級處理

污水處理廠在進(jìn)行污水處理時(shí)，通常要明確處理的流程。第一，要進(jìn)行對污水的一級處理，這一級別的處理方式主要是利用物理處理方式對污水中的固態(tài)污染源進(jìn)行去除。進(jìn)行以及處理時(shí)，不能對污水進(jìn)行直接排放。第二，對污水進(jìn)行二級處理，去除其中存在的膠體或溶解狀態(tài)的有機(jī)污染物，這樣就可以保證污水能夠符合排放的標(biāo)準(zhǔn)。在二級處理中，污水中的污染物可以得到幾乎全部去除。第三，對污水進(jìn)行三級處理，主要是去除水中很難降解的有機(jī)物和氮磷為主的可溶性無機(jī)物。

2.2 污水處理順序

進(jìn)行污水處理時(shí)，第一，要利用污水池收集污水，將所有的污水收集完畢后，格柵電機(jī)會提前對其進(jìn)行處理，將水中的漂浮物和粒狀固體進(jìn)行過濾。第二，將污水輸送到預(yù)曝氣池，對污水進(jìn)行沉積處理。第三，采用離心泵降水輸送到生物接觸氧化池，對污水進(jìn)行氧化處理，這樣就可以將其內(nèi)部的污染物徹底去除。去除后就會得到兩種物質(zhì)，一是清液，二是污泥。將清液輸送到斜管沉積池，污泥輸送到脫水機(jī)。對污泥進(jìn)行化學(xué)處理，使其迅速凝結(jié)。將污泥進(jìn)行脫干處理，并做好消毒工作。

3自動控制系統(tǒng)在污水處理中的應(yīng)用

3.1 進(jìn)水泵自動控制

在整個PLC控制系統(tǒng)當(dāng)中，進(jìn)水泵在進(jìn)水速度與進(jìn)水量控制中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，因此應(yīng)該對其自動控制方式進(jìn)行分析，增強(qiáng)系統(tǒng)整體控制效果。在檢測水位信息時(shí)，則需要依靠專門的水位測量設(shè)備，控制按鈕在水位升高的情況下可以實(shí)現(xiàn)自動觸發(fā)，水泵啟動。在此過程中需要明確累計(jì)水泵工作時(shí)長，實(shí)現(xiàn)對水泵啟動順序的控制。當(dāng)檢測到水位出現(xiàn)下降時(shí)，那么可以實(shí)現(xiàn)對水泵順序停止的自動化控制。自動累計(jì)水泵的工作時(shí)間，達(dá)到水泵自動輪值的效果，對水泵的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行不斷優(yōu)化，保障污水處理的效率與質(zhì)量。在該系統(tǒng)當(dāng)中通常還會設(shè)置相應(yīng)的最低保護(hù)水位值，在自動化檢測水位值接近該數(shù)值時(shí)，控制水泵停機(jī)。

3.2 細(xì)格柵自動控制

在過濾污水時(shí)需要借助于細(xì)格柵，這也是PLC控制系統(tǒng)中的重要組成。水位差控制和時(shí)間控制，是細(xì)格柵自動化控制的兩種主要方式。在應(yīng)用除污耙時(shí)，可以自動啟動螺旋式輸送機(jī)以及柵渣壓實(shí)脫水機(jī)，在細(xì)格柵停止工作后，螺旋式輸送機(jī)和柵渣壓實(shí)脫水機(jī)的停止要經(jīng)過相應(yīng)時(shí)間的延時(shí)。運(yùn)用細(xì)格柵自動控制的方式，能夠?qū)ΡO(jiān)控系統(tǒng)和現(xiàn)場控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一化管理，有效控制操作屏，使水位差值保持在規(guī)定范圍之內(nèi)。與此同時(shí)，能夠保障細(xì)格柵運(yùn)行時(shí)間與周期的合理性，污水處理的控制效果更佳可靠。

3.3 旋流沉砂池自動控制

在沉淀污水的處理過程中，則主要借助于旋流沉砂池，因此對其自動化控制功能進(jìn)行分析與優(yōu)化，也是增強(qiáng)PLC控制系統(tǒng)整體性能的關(guān)鍵。該設(shè)備在自動運(yùn)行過程中，攪拌葉輪的運(yùn)行時(shí)間較長，排砂處理在控制系統(tǒng)作用下可以實(shí)現(xiàn)自動化定時(shí)啟動。排砂泵、排砂閥門、旋流沉砂池和沖洗水等設(shè)備的連鎖控制可以有效實(shí)現(xiàn)，尤其是現(xiàn)場控制柜的應(yīng)用優(yōu)勢可以得到充分發(fā)揮，砂水分離器的應(yīng)用效果更佳。對企業(yè)污水處理過程進(jìn)行監(jiān)控，在分析其處理環(huán)節(jié)特點(diǎn)與實(shí)際情況的基礎(chǔ)上，能夠在上述裝置進(jìn)行自動化啟停控制，降低設(shè)備運(yùn)行能耗的同時(shí)，達(dá)到最佳處理效果。

3.4 氧化曝氣量自動控制

為了增強(qiáng)PLC控制系統(tǒng)的靈活性和處理效果，還應(yīng)該在處理過程中輸入氧氣，實(shí)現(xiàn)對氧氣曝氣量的自動控制，可以實(shí)現(xiàn)各個處理環(huán)節(jié)的有效協(xié)調(diào)。在PLC控制系統(tǒng)需氧量和負(fù)荷條件的設(shè)定過程中，需要對當(dāng)前污水處理的實(shí)際要求進(jìn)行綜合分析，實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)氧氣輸入量的靈活控制。PLC自動控制系統(tǒng)在此過程當(dāng)中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了對曝氣機(jī)轉(zhuǎn)速的自動控制，當(dāng)氧氣量出現(xiàn)下降難以滿足污水處理要求與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，則能夠?qū)D(zhuǎn)速進(jìn)行控制，使得含氧量得到提升。因此，在應(yīng)用PLC控制系統(tǒng)時(shí)應(yīng)該設(shè)定合理的系統(tǒng)指標(biāo)，確保氧氣量始終處于合理范圍之內(nèi)。在指標(biāo)的調(diào)節(jié)過程中，還應(yīng)該對溶解氧濃度和氧化還原電位進(jìn)行綜合分析，實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化配置與高效利用。

4保證 PLC 自動控制系統(tǒng)控制效果的措施

4.1 合理選擇傳感器設(shè)備

第一，要在粗格柵和細(xì)格柵位置各安裝一臺超聲波液位差計(jì)，這樣就可以對液位差進(jìn)行測量和對比。采用 PLC 控制器對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和計(jì)算，了解格柵的運(yùn)行狀態(tài)。如果液位差中的數(shù)值發(fā)生變化，格柵就會受到訊號而運(yùn)行，及時(shí)將垃圾清理干凈，保證過水環(huán)節(jié)得到有效的控制。

第二，要在進(jìn)水泵的位置安裝 2 臺超聲波液位計(jì)，這樣就可以實(shí)現(xiàn)對進(jìn)水提升泵的自動化控制。為保證水位的數(shù)據(jù)得到及時(shí)傳遞和接收，可利用 PLC 對數(shù)據(jù)進(jìn)行精確分析。為保證提高泵運(yùn)行質(zhì)量，還要結(jié)合測量值的情況和 PLC 的分析結(jié)果對提高泵進(jìn)行自動化控制。這種方式不僅可以對水量進(jìn)行精確控制，還能夠?qū)M(jìn)水泵的工作狀況進(jìn)行調(diào)節(jié)，如果存在異常現(xiàn)象，就可以進(jìn)行及時(shí)有效的處理。

4.2 格柵電機(jī)電路設(shè)計(jì)

在進(jìn)行格柵電機(jī)電路設(shè)計(jì)時(shí)，需要明確設(shè)計(jì)的目的，確保格柵電機(jī)可以有效對格柵狀態(tài)進(jìn)行控制，提高自動化控制能力，及時(shí)對懸浮物進(jìn)行處理。應(yīng)用格柵電機(jī)進(jìn)行控制時(shí)，需要明確其控制原理。第一種是電控柜就地控制，第二種是利用 PLC 技術(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。根據(jù)雙向開關(guān)做出選擇，并結(jié)合具體選項(xiàng)進(jìn)行相應(yīng)操作。如果開關(guān)處在二檔，就要進(jìn)行啟動。連接電路后，在交流接觸器的帶動下就可以通電，電機(jī)可以迅速運(yùn)轉(zhuǎn)。電機(jī)需要停機(jī)時(shí)，只需按下電氣系統(tǒng)的開關(guān)，就可以直接進(jìn)行斷開，交流器也不會繼續(xù)通電，沒有電的作用后，電機(jī)就會停機(jī)。需要說明的是，如果電機(jī)處在滿負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)下，則不能立刻執(zhí)行命令，而是需要耗費(fèi)一段時(shí)間后才能停機(jī)。而且，在超級負(fù)荷狀態(tài)下，電機(jī)也不能進(jìn)行自行啟動。

4.3 曝氣機(jī)電路設(shè)計(jì)

進(jìn)行 KA1 曝氣機(jī)電路設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮到對曝氣含氧量的控制，這樣就能夠發(fā)揮出微生物的降解效果，使有機(jī)污染物得到有效去除，達(dá)到污水處理的目的。通常要利用變頻器對風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)，這樣就可以有效開展后續(xù)工作。可根據(jù)按下或者松開的操作監(jiān)測電機(jī)是否可以正常運(yùn)行。

5結(jié)束語

總之，污水處理廠要高度重視自動控制技術(shù)的應(yīng)用，采取有效的自動化控制系統(tǒng)，這樣不僅可以達(dá)到更好的污水處理效果，還可以提高處理效率，降低成本，節(jié)能環(huán)保。由于 PLC操作比較方便，還可以提高水質(zhì)，因此，越來越多的污水處理廠開始使用這一技術(shù)。隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，PLC技術(shù)水平會不斷提高，自動化控制系統(tǒng)功能也會不斷完善，污水處理將會達(dá)到更加理想的效果。

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