淺談污水處理中自動控制的適用性與研究

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

2、；各單元 </p><p>　　中圖分類號：[TU992.3] 文獻標識碼：A 文章編號： </p><p><b>　　1、前言 </b></p><p>　　污水處理是一門涉及化學、物理、生物等多門科學的綜合性技術(shù)，其工藝機理復雜，操作要求十分嚴格，實現(xiàn)起來難度較高。如果只憑現(xiàn)場人員手動操作，往往操作繁瑣，勞動強度大，處理效果差。加之我國水

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)境帶來了嚴重的威脅。因此為了改變我國污水處理控制技術(shù)的這種落后現(xiàn)狀，進行污水處理自動控制系統(tǒng)的研究，具有非?，F(xiàn)實的意義。當前，污水處理控制領域?qū)⒂嬎銠C技術(shù)、智能技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)等運用到過程中，實現(xiàn)優(yōu)化控制，已成為研究熱點。 </p><p>　　2、自動控制理論的發(fā)展 </p><p>　　在工業(yè)和現(xiàn)代科學技術(shù)的飛速發(fā)展的同時，控制理

4、論的發(fā)展至今已有100多年的歷史。各個領域中的自動控制系統(tǒng)對控制精度、響應速度、系統(tǒng)穩(wěn)定性與適應能力的要求越來越高，應用范圍也更加廣泛。特別是自20世紀80年代以來，計算機技術(shù)的高速發(fā)展，推動了控制理論研究的深入發(fā)展。 </p><p>　　3.各單元的自動控制系統(tǒng) </p><p>　　3.1 格柵自動控制系統(tǒng) </p><p>　　根據(jù)水位差測量儀檢測的格柵前后

5、水位差閾值自動控制機械格柵的運行。當機械格柵停止運行的時間超過設定值時，系統(tǒng)轉(zhuǎn)由時間控制，自動啟動機械格柵。PLC系統(tǒng)還將按軟件程序自動控制柵渣輸送機、機械格柵的順序啟動、運行、停車以及安全聯(lián)鎖保護。水位差設定值，格柵的運行時間及格柵運行周期可調(diào)。3.2 水泵自動控制 </p><p>　　在泵池設超聲波液位儀表，根據(jù)水位測量儀測得的泵房水位值自動控制多臺水泵的啟停運行。當泵房水位高至某一設定的水位值時，PLC系

6、統(tǒng)將按軟件程序自動增加水泵的運行臺數(shù)；相反，當泵房水位降至某一設定的水位值時，PLC系統(tǒng)將按軟件程序自動減少水泵的運行臺數(shù)。同時，系統(tǒng)累積各個水泵的運行時間，自動輪換水泵，保證各水泵累積運行時間基本相等，使其保持最佳運行狀態(tài)。當水位降至干運轉(zhuǎn)水位時，自動控制全部水泵停止運行。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定水位值。 </p><p>　　3.3 沉砂池自動控制 </p><p&

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

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

9、氣流量檢測、曝氣量自動控制。由于污水處理廠的實際運行中, 進水負荷實時變化，DO串級控制策略可根據(jù)進水負荷實時調(diào)整DO的設定值, 有效地消除進水擾動。 </p><p>　　――生物池出水硝氮在線檢測，作為甲醇投加的過程控制參數(shù)，及時調(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，根據(jù)出水氨氮值及時調(diào)整曝氣量滿足和保證出水水質(zhì)的要求。 <

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

11、空氣總管的壓力，根據(jù)設定的壓力值控制鼓風機的運轉(zhuǎn)臺數(shù)、調(diào)節(jié)鼓風機的導葉片角度，從而保證生物池對空氣的需求量。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)場控制系統(tǒng)的操作屏，可以設定鼓風機出口的壓力控制值。 </p><p>　　3.6 污泥回流量自動調(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)生物池的進水量、回流污泥濃度控制回流污泥泵（工頻泵）的運轉(zhuǎn)臺數(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)場控制系統(tǒng)的操作屏，可以設定回流污泥比例。 </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)的泥位計來控制刮泥車的運行，指導排泥。排泥有二種控制方式：按泥

13、位計設定值進行自動排泥，按定時實現(xiàn)自動排泥。 </p><p>　　3.8 污泥濃縮自動控制 </p><p>　　污泥濃縮機系統(tǒng)控制采用時間控制和手動控制。該系統(tǒng)中設備的啟動順序依次為輸送機、濃縮機、加藥泵、進泥泵、污泥切割機，停止順序與之相反。當藥液制備段的溶液罐的液位低，進泥泵的進泥流量低、系統(tǒng)中任何一臺設備發(fā)生故障時，系統(tǒng)停止運行。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

14、控制系統(tǒng)的操作屏，可以設定每天允許的運行次數(shù)及每次運行的時間。 </p><p>　　3.9 污泥脫水自動控制 </p><p>　　污泥脫水過程按污泥脫水系統(tǒng)自身PLC預先編制的程序控制運行。污泥脫水的程序控制采用時間控制和手動控制。系統(tǒng)設計帶有啟動時序和停止時序，以及安全保護程序。在藥液已制備完成的前提下，設備的啟動次序依次為傾斜式輸送機、水平式輸送機、濃縮脫水一體機、加藥泵、進泥泵，

15、停止順序與之相反。上位監(jiān)控管理計算機可遠程監(jiān)測污泥脫水系統(tǒng)全部設備的運行狀態(tài)和故障報警，但不可遠程控制污泥脫水系統(tǒng)的開停。 </p><p>　　3.10 加氯的自動控制 </p><p>　　根據(jù)進水流量和濁度控制加氯機按比例自動加氯，并根據(jù)出水余氯值進一步修正加氯量，使加氯量始終處于最佳值。 </p><p>　　3.11 電動閘門的控制 </p>

16、<p>　　重要的電動閘門，旁邊設置的現(xiàn)場手動操作箱面板上設手動/遠動轉(zhuǎn)換開關(guān)。手動狀態(tài)下，由操作箱面板上的按鈕控制閘門的開閉；遠動狀態(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>　　污水處理運行過程任務要求重，特性復雜，運行管理難度大，目前水處理行業(yè)尚缺乏可靠的

17、實時監(jiān)測儀器，用傳統(tǒng)的控制方式往往達不到精確的控制要求。先進控制理論實現(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、效率低的現(xiàn)狀。污水處理的社會意義巨大應用計算機控制技術(shù)實現(xiàn)污水處理工藝的半自動全自動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施設備具有非常現(xiàn)實的意義。 </p><p><b>　　參考文獻： </b></p><p>　　

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