淺談污水處理中自動(dòng)控制的適用性與研究

1、<p>　　淺談污水處理中自動(dòng)控制的適用性與研究</p><p>　　摘要：隨著中國(guó)生產(chǎn)力的不斷發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，國(guó)家和地方政府在環(huán)保方面的相關(guān)投人的不斷加大，提高污水處理的自動(dòng)控制程度已成為污水治理工程中一個(gè)廣闊的拓展領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)污水處理自動(dòng)化控制是提高污水處理的效果和管理的關(guān)鍵。本文對(duì)各單元自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)介紹。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：自動(dòng)控制；污水處理

2、；各單元 </p><p>　　中圖分類號(hào)：[TU992.3] 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： </p><p><b>　　1、前言 </b></p><p>　　污水處理是一門涉及化學(xué)、物理、生物等多門科學(xué)的綜合性技術(shù)，其工藝機(jī)理復(fù)雜，操作要求十分嚴(yán)格，實(shí)現(xiàn)起來難度較高。如果只憑現(xiàn)場(chǎng)人員手動(dòng)操作，往往操作繁瑣，勞動(dòng)強(qiáng)度大，處理效果差。加之我國(guó)水

3、污染控制水平較低，尤其是工業(yè)廢水的污染控制，投入不足，給環(huán)境帶來了嚴(yán)重的威脅。因此為了改變我國(guó)污水處理控制技術(shù)的這種落后現(xiàn)狀，進(jìn)行污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)的研究，具有非常現(xiàn)實(shí)的意義。當(dāng)前，污水處理控制領(lǐng)域?qū)⒂?jì)算機(jī)技術(shù)、智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等運(yùn)用到過程中，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化控制，已成為研究熱點(diǎn)。 </p><p>　　2、自動(dòng)控制理論的發(fā)展 </p><p>　　在工業(yè)和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展的同時(shí)，控制理

4、論的發(fā)展至今已有100多年的歷史。各個(gè)領(lǐng)域中的自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)控制精度、響應(yīng)速度、系統(tǒng)穩(wěn)定性與適應(yīng)能力的要求越來越高，應(yīng)用范圍也更加廣泛。特別是自20世紀(jì)80年代以來，計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，推動(dòng)了控制理論研究的深入發(fā)展。 </p><p>　　3.各單元的自動(dòng)控制系統(tǒng) </p><p>　　3.1 格柵自動(dòng)控制系統(tǒng) </p><p>　　根據(jù)水位差測(cè)量?jī)x檢測(cè)的格柵前后

5、水位差閾值自動(dòng)控制機(jī)械格柵的運(yùn)行。當(dāng)機(jī)械格柵停止運(yùn)行的時(shí)間超過設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)轉(zhuǎn)由時(shí)間控制，自動(dòng)啟動(dòng)機(jī)械格柵。PLC系統(tǒng)還將按軟件程序自動(dòng)控制柵渣輸送機(jī)、機(jī)械格柵的順序啟動(dòng)、運(yùn)行、停車以及安全聯(lián)鎖保護(hù)。水位差設(shè)定值，格柵的運(yùn)行時(shí)間及格柵運(yùn)行周期可調(diào)。3.2 水泵自動(dòng)控制 </p><p>　　在泵池設(shè)超聲波液位儀表，根據(jù)水位測(cè)量?jī)x測(cè)得的泵房水位值自動(dòng)控制多臺(tái)水泵的啟停運(yùn)行。當(dāng)泵房水位高至某一設(shè)定的水位值時(shí)，PLC系

6、統(tǒng)將按軟件程序自動(dòng)增加水泵的運(yùn)行臺(tái)數(shù)；相反，當(dāng)泵房水位降至某一設(shè)定的水位值時(shí)，PLC系統(tǒng)將按軟件程序自動(dòng)減少水泵的運(yùn)行臺(tái)數(shù)。同時(shí)，系統(tǒng)累積各個(gè)水泵的運(yùn)行時(shí)間，自動(dòng)輪換水泵，保證各水泵累積運(yùn)行時(shí)間基本相等，使其保持最佳運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)水位降至干運(yùn)轉(zhuǎn)水位時(shí)，自動(dòng)控制全部水泵停止運(yùn)行。在監(jiān)控管理系統(tǒng)和就地控制系統(tǒng)的操作面板上可以設(shè)定水位值。 </p><p>　　3.3 沉砂池自動(dòng)控制 </p><p&

7、gt;　　沉砂池的設(shè)備自成系統(tǒng)，隨設(shè)備所帶的就地控制箱將帶有啟動(dòng)時(shí)序和停止時(shí)序，以及安全保護(hù)程序，自動(dòng)控制整套沉砂池設(shè)備的運(yùn)行。PLC系統(tǒng)將采集沉砂池全部設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，上位監(jiān)控管理計(jì)算機(jī)也可遠(yuǎn)控整套沉砂池設(shè)備的啟動(dòng)/停止。 </p><p>　　3.4 分段進(jìn)水多級(jí)AO生物池控制 </p><p>　　現(xiàn)有AO或AAO生物池改造采用分段進(jìn)水多級(jí)AO工藝。主要測(cè)控內(nèi)容有： </p&g

8、t;<p>　　――各段進(jìn)水流量檢測(cè)、配水閥門/堰門監(jiān)控，自動(dòng)控制各段流量，保證多級(jí)AO工藝進(jìn)水流量分配比，實(shí)現(xiàn)合理利用各段硝化容量,充分利用原水中碳源進(jìn)行反硝化, 達(dá)到有效降低出水TN, 并降低運(yùn)行費(fèi)用。 </p><p>　　――厭氧池氧化還原電位監(jiān)測(cè)，各級(jí)缺氧池入口溶解氧監(jiān)測(cè)，各級(jí)缺氧池混合液濃度監(jiān)測(cè)，攪拌器運(yùn)行控制。 </p><p>　　――各級(jí)好氧池溶解氧監(jiān)測(cè)、空

9、氣流量檢測(cè)、曝氣量自動(dòng)控制。由于污水處理廠的實(shí)際運(yùn)行中, 進(jìn)水負(fù)荷實(shí)時(shí)變化，DO串級(jí)控制策略可根據(jù)進(jìn)水負(fù)荷實(shí)時(shí)調(diào)整DO的設(shè)定值, 有效地消除進(jìn)水?dāng)_動(dòng)。 </p><p>　　――生物池出水硝氮在線檢測(cè)，作為甲醇投加的過程控制參數(shù)，及時(shí)調(diào)整外碳源的投加量，保證出水水質(zhì)并節(jié)省碳源。 </p><p>　　――生物池出水氨氮在線檢測(cè)，根據(jù)出水氨氮值及時(shí)調(diào)整曝氣量滿足和保證出水水質(zhì)的要求。 <

10、;/p><p>　　――分段進(jìn)水多級(jí)AO工藝對(duì)C/N比的敏感性，具體水質(zhì)、水量的實(shí)時(shí)變化，使得分段進(jìn)水工藝的運(yùn)行和優(yōu)化有很大的空間。利用在線監(jiān)測(cè)及智能控制技術(shù)，根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)、水量對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制, 提高污染物的去除效率, 降低運(yùn)行成本，并可提高分段進(jìn)水生物脫氮工藝的可操作性。 </p><p>　　3.5 鼓風(fēng)機(jī)房出口壓力控制 </p><p>　　通過壓力變送器檢測(cè)

11、空氣總管的壓力，根據(jù)設(shè)定的壓力值控制鼓風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)臺(tái)數(shù)、調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機(jī)的導(dǎo)葉片角度，從而保證生物池對(duì)空氣的需求量。在保證空氣需求量的前提下，盡可能地節(jié)省能耗，壓力控制系統(tǒng)和曝氣量調(diào)節(jié)系統(tǒng)相互關(guān)聯(lián)，相互影響，最終使生物池的生物處理過程處在最佳狀態(tài)。通過監(jiān)控管理系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)的操作屏，可以設(shè)定鼓風(fēng)機(jī)出口的壓力控制值。 </p><p>　　3.6 污泥回流量自動(dòng)調(diào)節(jié) </p><p>　　回流污

12、泥量的控制采用比例控制以保證污泥混合液濃度在一定的范圍內(nèi)。根據(jù)生物池的進(jìn)水量、回流污泥濃度控制回流污泥泵（工頻泵）的運(yùn)轉(zhuǎn)臺(tái)數(shù)或變頻泵的轉(zhuǎn)速，保證生物池微生物的需要量。通過監(jiān)控管理系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)的操作屏，可以設(shè)定回流污泥比例。 </p><p>　　3.7 沉淀池排泥控制 </p><p>　　沉淀池的排泥可以根據(jù)裝在沉淀池內(nèi)的泥位計(jì)來控制刮泥車的運(yùn)行，指導(dǎo)排泥。排泥有二種控制方式：按泥

13、位計(jì)設(shè)定值進(jìn)行自動(dòng)排泥，按定時(shí)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)排泥。 </p><p>　　3.8 污泥濃縮自動(dòng)控制 </p><p>　　污泥濃縮機(jī)系統(tǒng)控制采用時(shí)間控制和手動(dòng)控制。該系統(tǒng)中設(shè)備的啟動(dòng)順序依次為輸送機(jī)、濃縮機(jī)、加藥泵、進(jìn)泥泵、污泥切割機(jī)，停止順序與之相反。當(dāng)藥液制備段的溶液罐的液位低，進(jìn)泥泵的進(jìn)泥流量低、系統(tǒng)中任何一臺(tái)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)停止運(yùn)行。采用污泥流量比例投加絮凝劑，通過監(jiān)控管理系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)

14、控制系統(tǒng)的操作屏，可以設(shè)定每天允許的運(yùn)行次數(shù)及每次運(yùn)行的時(shí)間。 </p><p>　　3.9 污泥脫水自動(dòng)控制 </p><p>　　污泥脫水過程按污泥脫水系統(tǒng)自身PLC預(yù)先編制的程序控制運(yùn)行。污泥脫水的程序控制采用時(shí)間控制和手動(dòng)控制。系統(tǒng)設(shè)計(jì)帶有啟動(dòng)時(shí)序和停止時(shí)序，以及安全保護(hù)程序。在藥液已制備完成的前提下，設(shè)備的啟動(dòng)次序依次為傾斜式輸送機(jī)、水平式輸送機(jī)、濃縮脫水一體機(jī)、加藥泵、進(jìn)泥泵，

15、停止順序與之相反。上位監(jiān)控管理計(jì)算機(jī)可遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)污泥脫水系統(tǒng)全部設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和故障報(bào)警，但不可遠(yuǎn)程控制污泥脫水系統(tǒng)的開停。 </p><p>　　3.10 加氯的自動(dòng)控制 </p><p>　　根據(jù)進(jìn)水流量和濁度控制加氯機(jī)按比例自動(dòng)加氯，并根據(jù)出水余氯值進(jìn)一步修正加氯量，使加氯量始終處于最佳值。 </p><p>　　3.11 電動(dòng)閘門的控制 </p>

16、<p>　　重要的電動(dòng)閘門，旁邊設(shè)置的現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)操作箱面板上設(shè)手動(dòng)/遠(yuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)。手動(dòng)狀態(tài)下，由操作箱面板上的按鈕控制閘門的開閉；遠(yuǎn)動(dòng)狀態(tài)下，由中控室遙控閘門的開閉。閘門的狀態(tài)和工況在中控室的模擬屏上顯示。 </p><p><b>　　4.結(jié)束語 </b></p><p>　　污水處理運(yùn)行過程任務(wù)要求重，特性復(fù)雜，運(yùn)行管理難度大，目前水處理行業(yè)尚缺乏可靠的

17、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)儀器，用傳統(tǒng)的控制方式往往達(dá)不到精確的控制要求。先進(jìn)控制理論實(shí)現(xiàn)了過程工藝參數(shù)的優(yōu)化，可以改變污水處理廠人工調(diào)節(jié)操作處理不及時(shí)、效率低的現(xiàn)狀。污水處理的社會(huì)意義巨大應(yīng)用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)污水處理工藝的半自動(dòng)全自動(dòng)控制提高污水處理的技術(shù)管理水平合理使用和配置處理設(shè)施設(shè)備具有非?，F(xiàn)實(shí)的意義。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　

18、【1】汪吉鵬 工業(yè)控制技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展方向[期刊論文]-濰坊學(xué)院學(xué)報(bào) 2002(02) </p><p>　　【2】王力騫;高樂;王嘉駿 自動(dòng)控制在污水處理系統(tǒng)中的應(yīng)用及優(yōu)化[期刊論文]-工業(yè)安全與環(huán)保 2011(07) </p><p>　　作者簡(jiǎn)介：崔軍虎，男，1986年生人，2009年畢業(yè)于天津工程師范學(xué)院測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)，現(xiàn)為初級(jí)職稱，就職于天津創(chuàng)業(yè)環(huán)保集團(tuán)股份有限公司紀(jì)莊子