電氣自動化技術在污水處理過程中的應用研究

董奕男，張帥博，侯易辰

（遼寧工程技術大學，遼寧 葫蘆島 125100）

化工系統污水的排放量非常大，污水治理產業承受著巨大的壓力。把電氣工程自動化控制工藝融入到污水治理系統中，能夠顯著提升污水治理的運作能力。怎樣把自動化控制工藝更有效地運用到當前的污水治理系統之中，是眼下亟待妥善處置一些難點問題。文章就依照目前國內在污水凈化流程現場使用過程中出現的一些問題情況，對其做出系統化的分析，以期為當前參與污水治理工作的業內實用技術從業人員以及智能型管控的業內勞務人員提供某些有意義的指導意見。

1 工程自動化操控工藝

自動化控制工藝可劃分為全面自動化和半自動化兩種類型。全面自動化類型的控制裝置總體上是不需要人工來參與操控過程的[1]，只需要對裝置中的中樞機構進行操控，擬建相關操作的控制標準，以及借助于既定的軟件程序來控制相應的生產裝備并完成裝備的現場操控。此款智能型的操控工藝降低了企業的用工成本，在具體操控階段只需完成適當動作，因此具備簡便易行的操作特征。當某一操作要反復實施，然而又表現出顯著差別性的條件下，借助于中樞功能機構既可以省去大部分的工作細節，也可以依托自主的勞務系統隨時調節或即刻關閉，徹底杜絕了框外生產問題的出現。半自動式控制即是指其中一部分操作程序是需要人工介入的。此款自動化操控工藝一般應用于某些需要專門的技術人員對具體運行狀況做出判定的情況，人腦對相關問題的思考能力總是比智能機器要更加全面、深入。

2 污水凈化常出現的問題

目前，我國僅有少數污水凈化企業安裝了自動化控制裝置，且依然處于初期探索階段。常見問題如：① 核心操作機構運行效能暴露出不可靠，一些機器裝備的精確程度和可靠性也要連續性的強化，在具體操作環節中很可能出現一些極端化問題，污水凈化方面表現出了更大的困難性，而且至今依然沒能真正實現可完全由微機設備來實施整體性自動化控制過程；② 污水凈化的操作工藝現在仍處于開發、持續性修正的完善階段，還為構建出一整套成熟高效的程序控制系統；③ 電氣工程自動式控制工藝還未走向成熟，自控成效較差，相較達到智能型自動控制模式還隱含著較大的差距，也需進行持續性的開發、革新、改進。

3 我國污水凈化廠自控工藝發展近況

現階段，我國盛行的新型自動化工程控制工藝包括有若干個不同種類，此類技術的快速發展給微機信息參數集中化調配、數據整合梳理以及智能化操作管控的新式生產流程帶來了很大的技術促進[2]。自動化控制工藝的快速發展使得我們國家的工業化生產迎來了新的發展生機，同時也在現實的工業化生產進程中為機械裝備的高效、快捷、精準控制創建了難得的機遇，為工業高效化發展提供了巨大的支持。FCS系統作為現實的較完善的系統性網絡，為當前國際水平最高的自動型污水治理工藝。此系統依托其穩定性強、高品質的操作順序基站和帶領世界智能化趨勢的最好控制機構。

4 電氣作業自主化生產工藝在污水處置流程中的具體運用

電氣作業自主化管控機構性能深度影響著自主機構的有效運作。讓電氣操控自主性控制流程中控制好現實的污水處置作業，電氣操控設施在實際操作環節中首當其沖會引發某些特殊性的情況。依照現實表現出的一些問題，參照現實生產中的具體情況和污水凈化的工藝設施實施優化，使操控過程順利進行。

4.1 對格柵裝置展開自主化操控

對于具體格柵設施的自主化操作，重點劃分為兩項內容，也就是粗式格柵及細式格柵。粗式格柵，重點是處治大直徑的懸浮顆粒，使之避免堵住管路及水泵。細型格柵，重點是用來處治小直徑的懸浮顆粒。粗型格柵及細型格柵一起發揮作用，可以圓滿實現污水凈化工作。借助于液位感應器測試的水位訊息之差及順序編排時間便可以對格柵組件做出操控行為，通常條件下是依托PLC管制工藝。傳入水泵通常是選用雷達式高度指示計對相關水位實施自動式監測和管控。變頻機構會依從液位的漲落情況展開自動化的調試過程，剩下的水泵整體由工頻軟件管控；可編程感應控制裝置會依照液位的漲落情況進行針對工頻泵的開關操作。為了達到對抽水泵房作業的自動化管控，即應事先編寫好程序，且使用PID做出適當調節，如此方能夠消除針對電機設備的頻繁重復性操作情況，避免產生電能無功消耗情況。

4.2 改進作業裝備

改進作業裝備應結合生產裝備之間的電路設置問題。如果要在污水凈化流水線上加設一臺脫水裝置及PLC控制柜，且讓其運轉信息傳送到中樞操縱室和其他運行裝備一起采用統一化的集中控制，應當選取交換裝置來連接這兩個運行裝備，省略二次布線過程以降低現實工作的繁雜等級。調整現場設備的配線格式，消除設置線路上的新添要求，同時消除了中控機構對于設備的管控內容。還應當借助氧化器自身的變頻型曝氣機構。在變頻器件傳送量5～26 mA電流傳輸的情形下，電路切斷這時變頻式曝氣裝置的控制機構功能失靈且不能進行正常運行。變頻裝置的頻率訊息不能轉換成為運行機構的信號并輸送給PLC控制柜，導致上位裝置不能判別曝氣設施可否穩定運行。基于所實施的改良過程，只要發出變頻裝置的頻譜信號，即可確保作業裝備穩定運行。

4.3 改進PLC操控程序

在這一進程中發生的狀況、難題需檢測人員依照具體情況、報警信息對相關代碼做出全面的修正，其對于PLC程序控制機構的技術要求非常高。對其中的源程序做出修正和編譯，對污水凈化作業過程的管控，以及流量、液位等相關問題做出優化和改進。其不但整體滿足了污水凈化工藝程序的控制要求，而且促使運轉設備的平穩性以及穩妥性也獲取到明顯的提升，在此番過程中易發生問題逐漸減少，運轉功效逐步提升。

4.4 加設自控裝備

引入現代化的自控機構并運用自動污水凈化廠有助于提升我國現有的污水凈化能力。比如德國制造的威德高控制系統，此機構的操控模式選取液位管控來實施紫外光殺菌，電動式閥門體的運作由出水層的液位參數來調控，在液位一直維持在1.8 m狀態時，紫外線光燈開啟±6%上下[3]。此為一款極好的對紫外線燈光的自動操控模式，亦可參考對加藥間的自動控制設備的優化。加藥間包括溶解池和溶液池，在溶解池中加入物料與水，再利用攪拌機進行攪拌，當攪拌機工作完成時，溶液池的液位發生改變，此時開始報警，然后溶液池的閥門打開，FeCl3溶液按照上文所提到的出水流量信號自動調節出液率。

5 自控系統的使用效果

污水排放過程可利用電氣自動化系統隨時查到哪一個步驟出現問題或者沒有達到預期標準，又或者哪一處設備出現了故障，并及時報警，同時記錄相關設備的故障情況，方便設備故障的排除、管理和維護，使自動化污水排放的效率更高。

6 結論

我們了解到將電氣自動化技術應用于污水處理過程具有很大的優勢。污水問題的可變性因素有很多，而自動化技術在很大程度上可以隨時靈敏準確地應對這些變化。但仍需要一個更完善的系統可以解決污水水量、濃度、微生物狀態等問題，來控制好污水處理的全過程。