污水处理厂自动化控制系统的建立与应用
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摘 要：科学技术水平的提升，使得信息技术被广泛用于各个行业之中，并取得了较好的效果，人们的生活生产愈发智能化、自动化。目前，随着我国社会发展及人口数目的增加，工业废水与生活污水的排放量急剧增多，为了减少污水排放，本文主要分析了污水处理厂自动化控制系统的建立与应用，以期提高水资源利用率。
关键词：污水处理厂；自动化；控制系统
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.14.043
0 前言
现阶段，我国工业化发展程度的加深，工业污水排放量增加，对自然环境造成了破坏性影响。因此，为了保护环境，减少水资源浪费，需要做好污水处理工作，加强水资源的循环应用。而在污水处理中应用自动化控制基础，能够实现对污水处理的全面检测，提升污水处理效率，满足我国可持续发展的要求。
1 污水处理过程
在污水处理方面，需要使用多种工艺进行处理，此些工艺不仅可以独立操作，同时还可以通过多种工艺结合来提升排放水质。因此，不同污水处理过程，其工艺设计存在差异。通常情况下，污水主要是由工业废水与生活污水构成，加之我国水资源问题十分严峻，所以需要合理设计污水处理流程。目前，我国在污水处理工作分为四个环节。
（1）预处理。此环节一般是利用格栅来过滤污水中一些体积较大的固体污染物，避免在之后的污水处理中，此些污染物对其造成工作影响；之后再将过滤后的污水导入沉砂池，将其中大颗粒无机污染物分离出[1]。从某种程度上看，对污水进行预处理是为了确保后续污水处理工作的顺利进行。
（2）一级处理。此环节一般是采用物理法对污水进行处理。将污水排放到初沉池中，污水中的污染物会以沉淀的方式进行泥水分离。通过一级处理，可以将污水中的固体悬浮物、生化需氧量与化学需氧量有效处理掉，但利用此种方式不足以将污水中的污染物全部去除，无法满足污水处理标准，特别是工业污水，其含有化学物质，利用一级处理无法将化学物质去除，需进行二次处理。
（3）二级处理。此环节是采取生物法对污水进行处理，将污水排放到高效沉淀池等设备之中，对污水中的微小或可溶解有机物予以处理。二级污水处理不仅是污水处理的重要环节，同时其树立过程十分复杂，需要使用活性污泥将污染物去除。另外，经过二级处理，污水中的大部分污染物能够被有效去除，基本满足污水处理目标，但还会存有些许残留物。
（4）三级处理。此环节是运用化学方式对污水进行处理，以中和、过滤与沉淀等多种方式对已处理污水进行去除杂质与消毒，经过三级处理后，水质与有关排放标准相一致，能够对水资源进行循环利用，实现可持续发展。
2 污水处理厂的自动化控制系统
将污水处理技术与自动化控制系统进行有效结合，可以有效改善污水处理效率与质量，完善人工污水处理的不足。一般而言，自动化污水处理控制系统是由中央控制系统、PLC技术等构成的集中分散型（DCS）控制系统。此系统可以对污水实现三级控制。一级控制属于集中控制模式，需要自动化控制总站作为其控制支撑，由上位机等多个部门构成；二级控制属于分散控制模式，是由分散到各个污水处理环节的PLC站构成；三级控制属于实时控制模式，是由电控执行机构、操作设备等构成。若想实现自动化污水处理控制，需要确保各级控制系统能够相互传递信息，因此需要专业的信息传输网络予以支持。污水处理厂一般使用赫斯曼RS2系列的交换机实现污水自动处理系统内部的信息传递；对于系统控制线路来说，通常使用屏蔽双绞线来实时控制污水处理现场；而不同PLC站之间的信息传递时使用MPI协议实现全局数据通信，并且使用此协议可以保证PLC站能够独立运行，当某PLC站出现故障问题时，其他站点不会受到影响，以此确保污水处理的有序进行[2]。
3 污水处理厂中自动化控制系统的应用
（1）自动控制之进水泵。在对污水进行处理时，进水泵能够有效控制污水的排水量与排水速度，通过对进水泵进行自动化控制处理，可以实现水位测量装置对水位变化的实时监测，当水位升高时，其控制按钮可以自动开启进水泵，实现进水泵自动作业。一般情况下，污水处理厂会安装单台以上的进水泵，在未出现故障时，进水泵开启顺序会按照累计工作时长进行合理安排；在水位下降后，进水泵自动控制系统会按照一定顺序将进水泵关闭。值得一提的是，进水泵开启顺序与关闭顺序相反。另外，自动化控制系统能够对进水泵工作时间进行统计，使进水泵可以自动轮流工作，保证进水泵一直处于高效运行状态。若是水位下降位置低于保護水位时，进水泵能够自动停止作业。对于保护水位的位置设定，需要有关人员参考有关文件予以科学设定。
（2）自动控制之沉砂池。根据上述可知，沉砂池能够将污水中的可见杂质予以沉淀处理，对沉砂池进行自动化控制需要满足以下两点：一是当搅拌叶轮处于运行状态时，可以使用自动控制系统对污水进行定时排沙；二是利用PLC系统对污水处理系统中的排沙泵、排沙阀门以及冲洗水设备进行自动化控制，实现自动沙水分离。此外，自动化控制系统能够合理安排污水处理设施的运行及休息时间，进而提升污水处理效率。
（3）自动控制之曝气机。在进行污水处理时，需要氧气供应，所以为了达到节能降耗的目的，要按照污水处理对氧气的需求与处理设备符合对氧气的需求予以精准控制。而使用自动化控制系统不仅可以对曝气机运行速度进行自动控制，同时还能够实时控制氧气供应量。若是含氧量降低，利用自动控制系统提高曝气机转速，增加氧气供应；若是含氧量过高，就可以通过自动控制系统减缓曝气机转速，减少氧气供应。另外，使用自动控制系统来控制相关氧气指标，是依据其所检测到的溶解氧浓度及氧化电位等实时数值实现的。因此，使用自动控制系统可以实时控制污水处理系统中的供氧能力与实际氧气需求，以此达到节能降耗的目的。
4 结束语
综上所述，随着工业的快速发展与人口数量的激增，我国工业污水与生活废水排放量增加，为了响应我国节能减排的号召，实现环境友好型社会的建设，要加强对污水的处理力度。因此，要将污水处理与自动控制系统进行有效结合，提高污水处理效率与质量，实现水资源循环使用。
参考文献：
[1]葛新东.污水处理控制与监控系统中的自动化设计实现[J].通讯世界，2019，26（02）：270-271.
[2]陈化川.V型滤池自动化控制系统在酒钢污水处理厂的应用[J].甘肃冶金，2017，39（06）：101-103+105.
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