污水厂控制系统智能化的实践应用

薛彦宏 吴全富 高颜颜

摘要：传统污水厂控制系统存在技术不完善，在线检测存在不到位以及不达标的问题，导致大量人力、财力以及物力被浪费。基于集成化以及智能化技术的发展，使得污水厂控制系统也朝向智能化方向发展。为此，本文简要分析了原理与功能，并讨论了粗格栅以及提升泵等不同工艺设备的控制方法，以期明确污水厂控制系统智能化的时间运用方式以及价值。

关键词：污水厂;控制系统;智能化

如今，我国污水处理普遍运用传统活性污泥处理方式，该方式最为明显的优势在于工艺技术完善、出水质量优秀、二次污染较少且无需投入过多的运行成本。然而，因为该方式在进行微生物反应过程中，关于外部环境的要求较为严格。故而，稳定的工艺管控对确保出水质量与缩减投入的生产成本而言至关重要。为此，许多污水厂引入智能化控制系统，以希望从根本上处理上述问题，确保出水质量不受到影响的基础上，最大程度减少投入的污水处理成本。

一、工作原理

污水处理厂智能化自动控制系统的核心为智能工控软件负责，软件则包含有自动分析系统以及工艺控制部分两个部分。具体如下：

第一，自动分析系统。主要功能是构建工艺曲线，通过在线及时收集以及人工输入的方式，将进水、出水的COD、BOD以及磷等具体指标同工艺流程管控的污泥浓度、溶解氧以及回流比等指标利用曲线予以对比，同时加以综合性分析，寻找即时的最佳运行工艺孔管控曲线，同时针对工艺予以控制。

第二，工艺控制部分。该部分具体包含有上位工控机、工位PLC、电控实施结构。核心为上位机的智能掌控，这一功能从通过上位机专业运用软件实现，这一软件运用始终循环扫描的工作方法，工作具有良好的可靠性以及稳定性。尚未工控设备具有智能化管控功能，能够运用时间、溶解氧以及污泥浓度等不同指标予以智能化的自主分析，同时实现多方面管控。而设定时间最大程度规避用电高峰;溶解氧设立上限与下限，确保工艺;预设反应池污泥浓度相关标准，对回流泵以及剩下的污泥泵予以管控，确保反应池内的活性污泥量达到最佳，借此减少污水厂处理污水期间所产生的能耗。

各个工位的PLC按照上位机远程传输的信号开展工作，并依照流程管控电控执行机构进行工作具体任务是结合工艺要求，针对风机、剩余污泥泵等设备予以自行管控。污水处理厂工艺自动控制系统原理具体如下图所示：

二、主要工艺设备控制方法

（一）粗格栅

污水厂中两台刮板式粗格栅之间错开，然后按照时间顺序自主运行。通常情况下，设定为间隔15min至30min運行，单次运行时长在5min至15min。格栅前后均未设立液位计，水位差值达到预设的临界值，则格栅自主开始持续性工作。若遇到预计或是其余特别情况，导致水位达到预设的警戒水位，系统将下达指令自主打开事故出口闸门，从而保证安全。

（二）提升泵与细格栅

34台潜污泵能够结合水位自行启动与关停。液位中级设计四个段位，包括低、中、高以及报警。水位处于低的状态，3台水泵同时终止工作;水位处于中状态，第一台水泵启动工作;水位显示高时，在第一台水泵启动工作的同时，第二台水泵同时工作;水位显示警戒时，三台水泵同时启动工作，同时报警水位将通过报警声音向工作人员报警，水泵工作次序结合实际情况确认。

系统包含有三台转鼓式细格栅以及三台水泵，于联动状态下，与三台提升泵联动，处于自动状态下，液位可以加以控制，如果也为超出限定值，则细格栅自行启动。螺旋输送设备将细格栅中的固体物自动定期送出，具体的工作时间能够结合现实状况予以设定。

（三）曝气系统

该系统属于污水厂核心的水处理反应系统，为好氧的污泥共提供相应的条件，也是污水厂耗能以及确保出水质量的系统。该系统具体动力设备包括3 台罗茨鼓风机，监控所使用的主要参数以污泥浓度以及溶解氧量为主。具体运行方式如下所示：

第一，时间控制运转方法。该工作方法是结合经验或是溶解氧管控时间以获得运行曲线，将预设的运行时间录入计算机之中，由计算机依照该预定流程管控三台风机的启动以及关停。其优势在于工作可靠性优秀，不容易受到外界环境或是监控参数的干预，能够避让高峰用电时间。但也有缺陷，即容易受到人主观因素的干预，无法结合监控参数第一时间调节风机的工作状况。

第二，溶解氧量管控方法。该工作方法是结合监控的溶解氧参数实现对三台风机工作现状的控制，预先设定溶解氧量的上限以及下限，风机结合溶解氧量预设的下限进行启动，结合溶解氧量所预设的上限终止工作。该控制方式的优势在于可以精确保障工艺指标，溶解氧量能够限定在特定的范围之中，确保出水质量的稳定性。但也存在一定缺陷，即风机受到监控参数的约束，数据采集探头所处工作环境不佳，容易产生数据精确度不足或是其余问题而使得风机出现误动作。所以采用该控制方式的同时，需要为其添加附加程序，以实现延时开启或是停止，以避免风机频繁启动。

第三，时间与溶解氧量双重职能控制方法。该方式融合了两种特殊的设计方式，属于职能工作的核心内容。设定时间段以及溶解氧含量模式之后，计算机能够结合时间以及溶解氧设定的范围自行智能选用运行模式，即遵照“先到先启停”的基本原则。若时间段或是溶解氧含量满足启动设定标准，则风机此时启动。若时间段或是溶解氧含量满足停止的设定值，则风机关停。该方式的优势在于自动化程度较高，不仅能够保证水内的溶解氧量满足要求，出水质量符合要求，且可以回避用电高峰，减少运行所需要投入的成本，且能够获得合理的运行曲线。但该方式也有缺陷，即关于监控数据的收集较为严苛，关于采集溶解氧量信息数据的探头需要定期清洁，关于监控值班工作人员的要求相对较高。

结束语

污水处理厂智能化自动控制系统软件运用，可以实现污水处理厂管理工作的智能化以及自动化，提高污水处理厂整体工作效率。为此，污水处理厂应积极发展控制系统智能化，通过引入先进的工艺涉笔以及控制方式提高污水厂工作效率。

参考文献：

[1]   代洁，范岳峰.实现高可靠智能化污水厂控制系统的方法与实践[J].水工业市场，2019（3）：47-51.

[2]   刘钊，刘晓川.构建综合运营控制系统实现污水处理厂管理智能化[J].中国高新科技，2018，000（003）：P.80-82.

[3]   葛广进.自动化控制系统在污水处理中的应用设计[J].现代制造技术与装备，2019，000（002）：190-193.