自动化控制技术在化工厂污水处理中的应用

□ 郝新健 李志伟

一、引言

随着中国工业化的不断发展，工业上产生的污水问题越来越严重，人们已经意识到加大环境保护是当代社会人士应该履行的责任，各个工厂也通过各种技术对污水的排放进行有效的处理，政府也不断加大对污水处理标准的政策，但是传统的污水处理方式已经满足不了越来越严苛的污水处理标准。采用自动化控制技术处理污水不仅能准确控制各项数据，并且能够以最快的反应作出处理，所以，应用自动化控制技术去处理污水成了各个化工厂最热门的话题。

二、国内外化工厂污水处理的现状

一般的污水处理方法分为物理处理法、化学处理法和生物处理法。物理方法是通过污水的物理性质合理进行沉降、沉淀和过滤，一般采用格栅机、筛网等设备。化学方法则是通过化学反应对污水中的有害物质进行氧化还原转化为无害物质，或者将污染成分反应生成胶体，然后对污染物和达标污水进行分离。生物方法是根据污水中有机物的好氧性和厌氧性进行相关处理。但是传统的污水处理方法不仅操作过程繁琐，可控性差，并且投资巨大，而运用自动化控制技术则可以有效地解决这些难题。

(一)国外现状。国外的工业技术发展较快，科技水平较高，经济发展的同时也注意到了水污染问题，早在20世纪70年代，美国已经开始采用自动化控制技术来处理污水，发展至今，国外的欧美等发达国家污水处理率达到了80%～90%，甚至瑞典的污水处理率达到了99%，水污染程度已经达到了20世纪40年代的水平，可以说自动化控制得到了很好的发展和成果。

(二)国内现状。随着我国工业的不断发展强大，工业上的废水排放也在逐年上升，污水处理的方法也在不断地更新换代，传统的污水处理方法已经满足不了污水排放要求，直至20世纪90年代，我国才引进了自动化控制技术来处理污水，但是都是国外专利，自主研发的控制系统很少，昂贵的引进费用和维护费用让一些小型工厂望尘莫及。发展至今，我国的自动化控制技术也已经发展到了一个较高的水平，国产系统与设备也相继研发，科技水准在国际上居于前列。

三、自动化控制技术处理污水

(一)自动化控制的定义。所谓自动化控制，就是在人不直接控制的情况下，利用外部设备和装置，使整个处理过程按设定好的规律运行，或者向设定好的参数趋于改变。

(二)自动化控制系统的组成。自动化控制技术主要由外设和内设两部分组成，外设部分一般采用的是PLC子站对所有厂区内的相关地点和处理池进行监控、取样、调整，它集电源、处理器、输入、输出为一体。内设部分设定在监控室，主要作用是对采集到的数据进行显示，可以对所有PLC子站实施总体与分开控制，技术人员根据显示数据作出相应的判断与调整。

外设可以称为现场层，它通过PLC设备的传感器测量各个分部的具体数据，然后将这些数据通过线路传递到内设。内设可称为控制层，是整个自动化控制系统的核心，在这里可以显示出厂区各个子站的数据和画面，同时也根据数据制作出数据变动趋势图，进行简单的分析。内设也具有记忆功能，可以实现历史数据的查询、显示、打印等工作。随着数据的变动，技术人员对子站作出设置参数的调整，可以对外设进行停止或重启，有效对污水处理实施控制。现在计算机已经能够实现一些基础的智能化，所以控制层也可以根据数据设置一些简单的编程，当有一些小状况发生或者出现时，计算机可以自主作出改变，控制各个子站，实现高度的智能化。

(三)工艺流程。自动化控制污水处理与传统的处理方法工艺流程相似，它将需要手动进行的程序实现了智能化。各个污水处理分池里都有测量相关数据的传感器，传感器接收到水中污染成分的信息，然后将这些信息反馈给总控室里的计算机，计算机将接收到的数据进行趋势分析和整理，判断出子站是否有异常，自主发出程序命令给外部设备，外部设备根据命令进行改变，例如加料、开关闸门程度等行动。

(四)自动化控制系统的特点及优势。自动化控制技术具有功能齐备、适用性强、调整灵活、报警快等特点。当代科技水平已经发展到了很高的程度，智能化也基本实现，自动化控制技术可以减少劳动力，以最小的行动获得最大的收获，只需要控制内设处理器就能实现对所有设备的调整，功能相当齐全，适用性很高，实施行动也很高效，不需要浪费太多人力，当有状况发生，系统也能高速即时报警，令相关技术人员即时应对。虽说自动化控制技术前期投资比较大，但是长远来看，自动化控制技术所获得的效率与效益是最高的，并且可以不断地升级满足最新的需求。

(五)自动化控制系统的不足之处。自动化控制技术在我国存在技术人员少、线路检修不方便、抗干扰能力差等劣势。我国科技相对起步较晚，人们对科技还没达到国外的重视程度，所以在自动化控制系统的操作、编程、维修等方面的技术人员相对较少，人才稀缺，维修费用高。若内部设备的程序出现错误，将导致整个系统瘫痪，污水得不到及时处理。另一方面，外部设备线路都是隐秘的，如果出现线路问题，难以确认问题具体所在。同时外部设备的干扰项太多，电流、接地等方面都能引起数据测量不准确，进而造成污水处理达不到标准，给工厂带来损失，给环境造成伤害。

四、结语

“输掉了科技就等于输掉了未来”，科技越来越得到人们的重视和应用，也应该给人们的生活带来便捷。当前我国的污水处理技术正处于成长阶段，各方面还需要继续完善。国家应当加大对科技人员的培养，提高技术人员的技术能力，研发属于我们自己的控制系统与设备，使自动化控制技术得到全面的支持与发展。虽然目前我国还没有做到全面自动化，自动化控制系统也存在着很多的问题，但我们有理由相信，在国家全面发展、重视科技的努力下，我国的科技水平会越来越高，自动化控制技术会越来越完善，污水的处理也会得到全面有效的解决。

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