污水廠控制系統智能化的實踐應用

薛彥宏 吳全富 高顏顏

摘要：傳統污水廠控制系統存在技術不完善，在線檢測存在不到位以及不達標的問題，導致大量人力、財力以及物力被浪費。基于集成化以及智能化技術的發展，使得污水廠控制系統也朝向智能化方向發展。為此，本文簡要分析了原理與功能，并討論了粗格柵以及提升泵等不同工藝設備的控制方法，以期明確污水廠控制系統智能化的時間運用方式以及價值。

關鍵詞：污水廠;控制系統;智能化

如今，我國污水處理普遍運用傳統活性污泥處理方式，該方式最為明顯的優勢在于工藝技術完善、出水質量優秀、二次污染較少且無需投入過多的運行成本。然而，因為該方式在進行微生物反應過程中，關于外部環境的要求較為嚴格。故而，穩定的工藝管控對確保出水質量與縮減投入的生產成本而言至關重要。為此，許多污水廠引入智能化控制系統，以希望從根本上處理上述問題，確保出水質量不受到影響的基礎上，最大程度減少投入的污水處理成本。

一、工作原理

污水處理廠智能化自動控制系統的核心為智能工控軟件負責，軟件則包含有自動分析系統以及工藝控制部分兩個部分。具體如下：

第一，自動分析系統。主要功能是構建工藝曲線，通過在線及時收集以及人工輸入的方式，將進水、出水的COD、BOD以及磷等具體指標同工藝流程管控的污泥濃度、溶解氧以及回流比等指標利用曲線予以對比，同時加以綜合性分析，尋找即時的最佳運行工藝孔管控曲線，同時針對工藝予以控制。

第二，工藝控制部分。該部分具體包含有上位工控機、工位PLC、電控實施結構。核心為上位機的智能掌控，這一功能從通過上位機專業運用軟件實現，這一軟件運用始終循環掃描的工作方法，工作具有良好的可靠性以及穩定性。尚未工控設備具有智能化管控功能，能夠運用時間、溶解氧以及污泥濃度等不同指標予以智能化的自主分析，同時實現多方面管控。而設定時間最大程度規避用電高峰;溶解氧設立上限與下限，確保工藝;預設反應池污泥濃度相關標準，對回流泵以及剩下的污泥泵予以管控，確保反應池內的活性污泥量達到最佳，借此減少污水廠處理污水期間所產生的能耗。

各個工位的PLC按照上位機遠程傳輸的信號開展工作，并依照流程管控電控執行機構進行工作具體任務是結合工藝要求，針對風機、剩余污泥泵等設備予以自行管控。污水處理廠工藝自動控制系統原理具體如下圖所示：

二、主要工藝設備控制方法

（一）粗格柵

污水廠中兩臺刮板式粗格柵之間錯開，然后按照時間順序自主運行。通常情況下，設定為間隔15min至30min運行，單次運行時長在5min至15min。格柵前后均未設立液位計，水位差值達到預設的臨界值，則格柵自主開始持續性工作。若遇到預計或是其余特別情況，導致水位達到預設的警戒水位，系統將下達指令自主打開事故出口閘門，從而保證安全。

（二）提升泵與細格柵

34臺潛污泵能夠結合水位自行啟動與關停。液位中級設計四個段位，包括低、中、高以及報警。水位處于低的狀態，3臺水泵同時終止工作;水位處于中狀態，第一臺水泵啟動工作;水位顯示高時，在第一臺水泵啟動工作的同時，第二臺水泵同時工作;水位顯示警戒時，三臺水泵同時啟動工作，同時報警水位將通過報警聲音向工作人員報警，水泵工作次序結合實際情況確認。

系統包含有三臺轉鼓式細格柵以及三臺水泵，于聯動狀態下，與三臺提升泵聯動，處于自動狀態下，液位可以加以控制，如果也為超出限定值，則細格柵自行啟動。螺旋輸送設備將細格柵中的固體物自動定期送出，具體的工作時間能夠結合現實狀況予以設定。

（三）曝氣系統

該系統屬于污水廠核心的水處理反應系統，為好氧的污泥共提供相應的條件，也是污水廠耗能以及確保出水質量的系統。該系統具體動力設備包括3 臺羅茨鼓風機，監控所使用的主要參數以污泥濃度以及溶解氧量為主。具體運行方式如下所示：

第一，時間控制運轉方法。該工作方法是結合經驗或是溶解氧管控時間以獲得運行曲線，將預設的運行時間錄入計算機之中，由計算機依照該預定流程管控三臺風機的啟動以及關停。其優勢在于工作可靠性優秀，不容易受到外界環境或是監控參數的干預，能夠避讓高峰用電時間。但也有缺陷，即容易受到人主觀因素的干預，無法結合監控參數第一時間調節風機的工作狀況。

第二，溶解氧量管控方法。該工作方法是結合監控的溶解氧參數實現對三臺風機工作現狀的控制，預先設定溶解氧量的上限以及下限，風機結合溶解氧量預設的下限進行啟動，結合溶解氧量所預設的上限終止工作。該控制方式的優勢在于可以精確保障工藝指標，溶解氧量能夠限定在特定的范圍之中，確保出水質量的穩定性。但也存在一定缺陷，即風機受到監控參數的約束，數據采集探頭所處工作環境不佳，容易產生數據精確度不足或是其余問題而使得風機出現誤動作。所以采用該控制方式的同時，需要為其添加附加程序，以實現延時開啟或是停止，以避免風機頻繁啟動。

第三，時間與溶解氧量雙重職能控制方法。該方式融合了兩種特殊的設計方式，屬于職能工作的核心內容。設定時間段以及溶解氧含量模式之后，計算機能夠結合時間以及溶解氧設定的范圍自行智能選用運行模式，即遵照“先到先啟停”的基本原則。若時間段或是溶解氧含量滿足啟動設定標準，則風機此時啟動。若時間段或是溶解氧含量滿足停止的設定值，則風機關停。該方式的優勢在于自動化程度較高，不僅能夠保證水內的溶解氧量滿足要求，出水質量符合要求，且可以回避用電高峰，減少運行所需要投入的成本，且能夠獲得合理的運行曲線。但該方式也有缺陷，即關于監控數據的收集較為嚴苛，關于采集溶解氧量信息數據的探頭需要定期清潔，關于監控值班工作人員的要求相對較高。

結束語

污水處理廠智能化自動控制系統軟件運用，可以實現污水處理廠管理工作的智能化以及自動化，提高污水處理廠整體工作效率。為此，污水處理廠應積極發展控制系統智能化，通過引入先進的工藝涉筆以及控制方式提高污水廠工作效率。

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