電氣自動化技術在污水處理過程中的應用

肖蘭

摘要：隨著經濟的快速發展，工業化規模和城市化進程逐漸擴大，生產生活中的污水越來越多，污水的處理問題成為了大眾關注的熱點問題。電氣自動化技術應用在污水處理過程中，相比于傳統的處理方式具有便捷、高效的特點，在污水處理方面體現了不可忽視的作用。文章對電氣自動化技術在污水處理過程中的應用問題進行了分析探討。

Abstract： With the rapid economic development， the scale of industrialization and the process of urbanization have gradually expanded， causing more and more sewage in production and life. Sewage treatment has become a hot issue of public concern. The application of electrical automation technology in the sewage treatment process has the characteristics of convenience and efficiency compared with traditional treatment methods， so it has played an important role in sewage treatment. The article analyzes and discusses the application of electrical automation technology in the sewage treatment process.

關鍵詞：電氣自動化技術;污水處理;應用

Key words： electrical automation technology;sewage treatment;application

中圖分類號：X703? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2020）27-0232-02

0? 引言

目前，城市化進程正在不斷加速，城市的人口數量越來越大，這樣就會導致污水的排放量越來越多。為加強對污水的有效處理，就要采取電氣自動化技術。本文主要就電氣自動化技術在污水處理中的應用進行探討，旨在說明污水處理的必要性、電氣自動化技術的優勢，以及這一技術的未來發展趨勢。

1? 電氣自動化技術在污水處理中的優勢

電氣自動化技術相較于其它處理技術，最顯著的優勢就是它的全自動化。污水廠電氣自動化系統設計包括電氣供配電和自控系統及檢測儀表兩個方面，一方面需要對污水廠供配電系統進行設計，以污水廠的進線端處為設計節點，由污水廠內變電所為起點，對各單體內的多種用電設備進行供配電。另一方面需要對自控系統進行設計，設置各區域現場控制單元，其可根據儀表等的檢測數據獨立控制本區域內電氣設備自動運行，并通過網絡系統與中控室相連，通過中控室可優化、協調控制各現場控制單元，并可顯示和記錄各單元檢測數據。通過自控系統可對污水廠各個重要生產環節進行監控，系統可根據各環節的運行參數情況，自動調整設備運行狀態，并可從整體上科學協調各環節的運行，實現優化控制。電氣自動化技術的控制理論、電子技術、計算機科學與技術，都可以在污水的處理過程中有極好的應用，加上其極強的適應性，將該技術應用在污水的處理過程中無疑是一種極其正確的選擇。電氣自動化技術在污水處理的應用最重要的優勢就是自動化控制。如圖1為現代化污水處理廠。

當今水污染現象越來越嚴重，污水沒有合理處理是造成水污染的一個重要原因，傳統的水污染處理方式相對落后，不但處理的效率極低，而且處理的質量也不高，所以處理效果不好。電氣自動化技術在污水處理過程的應用，對污水處理自動化的發展相當有利。電氣自動化技術無需利用過多設備，只需配備監視器、工控機、PLC系統、變頻器、自動化儀表、傳感器等設備就可進行遠程操作，實現實時監控。在電氣自動化技術的支持下，工作人員無需全部投入到污水處理的工作之中，只需借助這一技術就可以開展控制，提高污水處理效率和質量。電氣自動化技術可以對配置進行優化，使其具備完善的自動化處理功能，減少能源浪費，使資源得到充分利用。圖2為污水處理系統。

2? 電氣自動化技術在污水處理中的應用

2.1 參數的測量和控制

將電氣自動化技術應用在污水處理上，我們在整個過程要進行的參數測量有：對液位的測量、對酸堿度的測量、對溶氧量的測量、對溫度的測量等。對液位的測量與控制：當污水的腐蝕性極大或污水處理池的面積相當大時，可以用超聲波物位儀測量液位，當處理池本身的面積比較小時，我們可以用靜壓式傳感器液位儀對液面進行測量，用擴散硅傳感器作為液位變送器。這兩個不同的測量方式的原理不同，超聲波物位儀利用的是回聲原理，它是由液位儀發出超聲波，與液面接觸反射回超聲波信號，傳感部分將信號處理傳遞到污水處理系統。而靜壓式傳感器液位儀是利用傳感器對液體靜壓力進行檢測，傳送到隔離管，然后傳遞給相應的傳感器，最后傳感器將得到的壓力信號轉換為電信號傳送到系統控制器。對酸堿度的測量與控制：利用電氣自動化技術對污水進行處理時，酸堿度進行測量大多利用的是電位法。也就是測量電級的玻璃觸頭對酸堿度的感知非常強，它在接觸到氫離子時會產生相應的電勢。將電勢和氰化鉀里的銀絲做以對比可以得出電勢差。使用 V/F 轉換可以將電勢差轉換為頻率信號，最后用脈沖的方式將信號傳給控制器，控制器和電隔離前綴信號可以有效的解決脈沖信號的干擾和運輸問題。污水處理過程中對溶氧量進行測量必不可少，因為溶氧量的準確測定可以幫助科學合理制定曝氣池的正確配置方案，讓污水處理過程順利進行。對溫度的測量以及控制：水溫是污水的理化性質之一。通過電氣自動化技術，用鉑熱電阻與控制器進行連接。對蒸汽量進行控制，主要依據控制器把信號輸出到自動化調節閥實現溫度的控制。利用電氣自動化技術對污水進行處理時，準確測量和控制溫度可以最大化地提高污水處理的效率與質量。

2.2 對格柵的自動化控制

進出水主要包括粗細兩種格柵，這兩種格柵的作用不同。粗格柵主要是對顆粒較大的懸浮物進行處理，避免其對管道和水泵形成堵塞;細格柵主要是對比較細小的懸浮物進行處理，是對粗格柵功能的補充。通過液位傳感器檢測的水位差值與程序設定時間就可以對格柵設備進行控制，通常是利用PLC技術。進水泵通常是應用雷達液位計對水位進行自動化監測與控制。變頻器會根據液位的高低進行自動化調節，剩余的水泵全部為工頻軟啟動控制;可編程邏輯控制器會根據液位的變化情況開啟關閉工頻泵。為實現對進水泵房的自動化控制，就要提前編寫程序，并利用PID進行調節，這樣就可以避免對電機進行頻繁操作，減少電能浪費，促進水泵正常運行。

2.3 添加藥物控制

污水處理時，藥物添加劑和氯添加劑添加方法，操作過程是一致的。因此，通過PLC邏輯控制器實現流量控制，這就是科學相關濃度對比信息的收集、控制、測量數據和預先設定的值，發現誤差的原因，進而超越科學的控制參數，有效地控制對電子技術的調整，PLC是利用PLC技術合理控制水處理過程中的藥物培養，通過積極提高水處理效率，可達到整個水處理系統的高效率。另外，PLC技術處理具備及時性、可靠性和安全性，能夠迅速、準確地運行污水廠系統。如圖3，為污水處理自動加藥設備。

2.4 上位監測系統

上位機監測系統是污水廠的中心控制系統，對整個自控系統的設備及運行結果具有控制、監視、參數設定等功能;可根據工藝及邏輯要求，執行設備的啟停、故障或緊急停機等功能;可讀取系統狀態信息并操作實現各種控制功能;可選擇合適的自動運行策略，使整個系統正常有序運行，達到污水處理工藝要求;當設備或控制參數接近非正常狀態時，可進行聲光報警，并進行報警歷史記錄，可供以后查詢;歷史數據通過歷史數據庫進行存儲，并可在需要時可隨時調用及打印。上位監測系統一般設在中控室，內設若干臺工控計算機設備，大屏顯示設備，網絡通信設備及打印機等，上位監測系統可利用組態軟件快速構建一套適合污水廠的應用系統，將工藝流程以圖形化的方式直觀顯示出來，并可對其中的各個變量進行操控，其底層是與現場控制器相連的I/O驅動程序接口，底層I/O檢測數據與上位機之間通過中間層的實時數據庫實現數據間的關聯和控制，可將底層I/O接口的實時監測信息通過人機界面顯示出來，連接操作員與自控系統，同時可將操作員及自控系統下達的控制命令轉換為底層的I/O信號，實現對電氣設備的遠程控制。

3? 結束語

在進行污水處理時，必須要考慮到電氣自動化技術的應用，要加強對重點部位的控制，提高自動化控制與處理能力，使污水得到高效處理的同時，還可以提高水質，真正造福城市，造福人民。因此，可積極推廣電氣自動化技術，使城市污水處理水平更上一層樓，為營造良好的城市環境做出貢獻，使城市獲得更加長遠的發展。

參考文獻：

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