污水处理厂自动化控制系统的实现

张利平

摘 要：污水处理厂自动化控制系统是污水厂施工的关键，为了能够保证污水处理厂生产运行有效率的进行，整个控制系統的正确构建和处理非常重要，本研究对污水处理厂自动化控制系统的实现做了简略论述。

关键词：污水处理；自动化控制；系统网络

世界经济不断发展，各国城市化脚步也不断加快，但与此同时，我们生活的环境也开始遭受越来越严重的污染，不断的威胁我们的生活，水污染、空气污染、食品污染等等一系列问题随之而来，尤其是水污染问题，需要尽快提出措施并解决，人工处理弊端的出现（效率低，易出错，程序繁琐等）使我们对自动化控制系统的研究探索和使用有所依赖[1]，现代社会是一个科技发展迅速的时代，各行各业的自动化水平都在不断提高，在污水处理行业也得到了快速发展。近几年，自动化控制系统开始进军污水处理行业，使处理过程高度自动化，效率大幅度提高，相比之下，成本也有所降低，出错率大大降低，所以说，污水处理中的自动化系统将会有良好应用前景。

1 系统介绍

第一，控制网络：污水处理过程中的所有工序大多是以网络的形式进行控制，大多数采用的是以PCL为中心的工序自动化控制系统，并不是单一控制，而是能够智能调控，能检测并进行处理的连续系统[2]，整个工序有多个机器一同运行，网络控制可以对能够估测和预计的错误进行处理，系统内部也存在一定的可调性。整个庞大系统正常运行需要庞大的智能检测系统和严格的管理体系。

第二，中控室计算机：整个复杂的智能管理体系能够有规律有步骤的运作必然需要一个智能的中控室计算机来主要控制，简单来说，他是由不同性能的各个分级电脑组合而成的一个中央控制，能够由自身程序引导对工序输入输出进行准确检测，集中统计各个操作参数，再加以研究处理，并能长期保存数据；这些数据包括运行PLC的状态、运行机器的状态、操作数据与额定数据的差值等都可以直接传入中控室计算机，从而使错误数据或者故障设备能够尽快被发现并处理。

第三，现场PLC站点：工序运行中有多个PLC分级站点的分系控制，第一站主要是利用超声波液位计进行水位检测，PLC通过模拟量输入模块读取液位信息，进而控制、调节水泵的运行周期，利用各种水质在线监测仪表，监测实时生产数据（溶氧、污泥浓度、pH、ORP、氨氮等），进而调节相关设备运行参数；第二站是对流量的检测，检测进水、回用水、出厂水等流量信息，对污水厂的处理量严格把关。第三站是对污泥脱水设备进行监测控制，包括PAM投加量的控制；另外还对消毒设备（主要是紫外线消毒）进行控制，包括运行时间和设备状态等。

第四，分级控制，一般分三级。第一层为管理层，操作系统的负责人通过中央计算机对各个分端机器进行远程检测和操作，时时进行状态监控和记录，并统计加以分析。第二层为监控层，通过现场的PLC分级站点来对现场正在运行的机器进行检测和把关，第三层是现场控制层，即人工管理，对于所有的机器[3]，都具有人工手动开关，如果工人发现机器有故障，可以随时暂停工程进度，处理机器问题，减少损失，提高污水处理系统的处理效率。

2 工艺控制

第一，污水泵控制。污水处理系统中最常用的泵为立式潜水排污泵。潜水式污水泵能够输送原生和未经过滤的污水（含固率约10%，砂含量一般为300mg/L，最大达1000mg/L），可以输送直径小于75mm的颗粒以及纤维长度为250mm的物质（口径特别小的水泵通过颗粒直径会略小），并能够输送高含固量、高粘度液体，可输送含固量高达18%的污泥。电机允许连续（每天24小时）运行，并适用于间歇运行（电机允许20次/小时开停）和长期停止状态后恢复正常运行。当泵在其特性曲线的任一点上运转，电机都不会超负荷。

潜水泵能自动稳固地与泵的排水连接座耦合连接，并且水泵能在导杆引导下从泵房集水池顶部自由滑动至水泵排水连接座，无需工人下至集水池底部进行检查和安装。水泵的任何部分不直接与泵坑底板接触而是放在泵坑底板的支座之上。潜水泵涡壳的出水弯头的连接装置在水泵就位时自动联锁，密封也在这一过程中完成。

潜污泵运行维修成本低，可靠性高、无故障运行时间长。

第二，鼓风机控制。污水处理过程中的所需鼓风机一般分为两种，也就是普遍工业中常用的两类机器，离心式鼓风机和容积式鼓风机，前者具有压力特性，后者是流量特性。根据不同流程操作所选有所不同，每个处理行业会根据自身行业所需、机器工作运行耗能范围、工作运行产生噪音和市场造价来选择不同的机器类型。鼓风机工作过程是将空气由一端鼓入，叶轮高速旋转，轴心处产生负压而是空气进入，为系统提供溶解氧，进而保证正常流程的进行。另外，选型要很注意机器的喘震现象，污水处理是处理污染，如果鼓风机噪音过大而产生二次污染。也就丧失了意义[4]。

综上所述，为了跟随我们经济快速发展的脚步，我们自己创造了大量的污染，科学的、智能的污染处理系统显得尤为关键，特别是水污染问题，我们的生活无法离开水，更加科学的污水处理系统带给我们的将是城市国家可持续发展。为了使我们的水环境得到健康循环发展，需要进一步建立完善的污水处理体系。

参考文献

[1]金东辉.一种污水处理厂自动化控制系统的实现[J].工业控制计算机，2015，25（8）：54-55.

[2]翁敬.一种污水处理厂自动化控制系统的实现[J].城市建設理论研究：电子版，2015，3（11）：11.

[3]霍建.一种污水处理厂自动化控制系统的实现研究[J].电子测试，2016，50（17）：29-30.

[4]陶帅，马长达.一种污水处理厂自动化控制系统的实现研究[J].工业，2017，42（3）：187.

（作者单位：浙江天行健水务有限公司）