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污水处理厂自控项目工程系统分析与设计 摘要：目前我国淡水资源相当短缺，并且水污染问题十分严重，虽然我国在污水处理方面取得了很大进展，但是由于我国污水处理工业起步晚、基础差，污水处理产业面临着严峻的形势。污水处理是一项系统的工程，涉及到建筑、物理、生物等各个方面，采用人工操作进行污水处理操作复杂繁琐、污水处理的效率不高、水质得不到保证，为解决这一问题，科研人员就提出了污水处理的自控工程项目。文章就污水处理厂自控项目工程系统的分析与设计进行了研究。 下载 关键词：污水处理；自控项目；PLC系统；生物处理；进水工段；出水工段 中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）17-0019-02 污水处理工程是城市建设工程中一项关键的工程，受到社会发展影响很大，因此我们在进行污水处理系统时要考虑到社会的发展要求，要从城市建设的全局出发，按照可持续发展的原则，科学系统地分析问题设计出高效优化的污水处理自控系统。本文结合污水处理自控系统的发展现状，分析污水处理系统的必要结构，提出污水自控系统的设计方案。 1 污水处理自控系统发展现状 污水自控处理系统在国外的发展比较早，因此国外对污水处理自控系统的研究走在我们的前头。例如，美国一些公司开发出在线水质监测控制仪，同时还开发出智能型一体化生活污水处理装置。在国外的污水处理自控系统中，大都采用PLC、DCS等计算机技术进行控制，而且自控系统还可以实时检测处理厂的水质，根据水质的变化自动采用相应的应对措施。 在我国，污水处理起步较晚，直到20世纪90年代我国才相继投入一批大型的污水处理厂，同时污水自动处理系统也逐渐地被接受。目前我国已经有很少污水处理厂采用人工操作控制污水处理，大部分污水处理厂都采用半自动或者全自动的控制系统，其中采用半自动控制系统的多是一些中、小型污水处理厂，而全自动控制方式多是一些大型污水处理厂在采用，但是全自动污水处理控制系统却代表了污水处理行业的发展方向。 目前我国的污水处理自动控制系统还有很多的问题，例如，控制系统的通讯质量不高、控制系统设备配备不合理、控制系统的维护人员专业素养不高等。 2 污水处理自动控制系统分析 2.1 污水处理的工艺分析 污水处理工艺就是将污水中的污染物分离出来或者转化为无害物质的方法，目前常见的污水处理方法大体分为物理法、化学法、物理化学法、生物法四种。其中物理方法主要针对的是污染水中的固体悬浮物等，对于这类物质大都采用过滤、沉淀等方法；化学法主要对污染水中的化学物质进行化学处理，使其转变成无害物质，化学方法一般有混凝、中和、氧化、电解等；生物方法是利用微生物对污水中的有机物质进行氧化，使有机物质分解成无机物，一般包括活性污泥、生物转盘、生物滤池、厌气消化等方法。 2.2 污水处理自控系统结构分析 一个完整的自控系统应该包括控制系统、传感系统、执行系统三部分。其中控制系统是整个自控系统的大脑，它在整个系统中扮演管理和组织核心的角色；传感系统负责整个系统中信号的传出和传入，传感器将控制对象的实时变化及时地传入控制系统，然后将控制系统做出的指令传给执行系统；执行系统是执行控制系统命令的系统，它根据控制系统的具体明命令进行动作，从而改变控制对象。因此一个污水处理自控系统应该由中心控制站、现场控制站以及信息通信网路组成。 3 自动控制系统的设计 3.1 设计原则 自动控制系统的设计不是盲目的，它是按照污水处理生产过程中的要求进行设计的，因此它的设计要遵循一定的原则。 第一，污水处理系统是一个庞大的系统，整个系统的运行成本较高，因此自控系统的设计要尽量减少运营成本，提高工作效率。 第二，现场控制站一般采用PLC系统，因此在选择PLC进口硬件时要选择中低档的品牌，而且由于国内相关仪表设备的生产技术已经达到国际的先进水平，完全可以满足自动控制系统的使用需求，所以在选择仪表时要选择国产设备，节省系统设计成本。 第三，各个现场控制站之间以及与中央控制站之间的通信一般采用铺设网络电缆的方式，所以在选择现场控制站的位置时一定要合理规划，尽量做到少铺设光缆，减少成本，节约经费。 3.2 系统结构设计 整个系统采用一个中央控制室，多个现场控制站组成。中央控制室对全厂实行集中管理，现场控制站对污水处理各个工序进行控制，二者之间采用环形的工业以太网连接，以光纤作为传输媒介。以生物处理污水工艺为例，一般将中央控制站设置在处理厂的综合控制室内，现场控制站分别设置在进水工段、生物处理工段、出水工段。 （1）进水工段的控制。在进水工段一般要对污水进行沉降、过滤等简单的处理。因此我们需要在现场或远程控制粗细格栅、进水泵、污水沉降池。 我们在粗细格栅上安装液位计，当格栅前后液位差大于预先设定值时，格栅开始工作，当液位差达到正常水平时格栅自动停止工作。 同样，我们在进水泵上安装液位计，当液位计的测量值符合设定值时，进水泵自动开始进水工作，同时现场PLC控制站可以根据每一台水泵的工作时间自动轮换水泵以免水泵频繁开关机，产生损坏。对于水泵的控制既可以通过手动也可以由主控制室发出指令进行控制。 沉降池的控制是和水泵的控制连在一起的，当水泵停止进水时，沉降池也会自动开始工作，当水泵开始进水时，沉降池停止工作进入待机状态。 （2）生物处理污水工段。在生物处理污水工段我们要做到对生物曝气系统和循环反应系统的控制。 生物曝气系统是污水处理微生物的生存场所，如果曝气系统出现问题会影响微生物处理污水的效果。通常，我们利用鼓风机维持生化池中的溶氧量，并且在生化池中安装溶氧测量仪，实时监控生化池中的溶氧量，当生化池中溶氧量不足时，控制系统发出指令，鼓风机开始工作。溶氧量达到标准后，控制系统命令鼓风机停止工作。 循环反应系统主要是利用各种阀门，控制生化池中的微生物在不同的时段进行不同的反应，最后完成污水的生物处理，循环反应系统主要由现场控站来控制。 （3）出水工段的控制。在出水房中我们安装液位计和流量计，实时监控出水的液位和流量。我们对出水泵实行远程监控，当出水液位高于额定液位时，出水泵开始排水工作，当出水液位低于额定液位时出水泵停止工作。与出水工段一样，自动控制系统可以根据每台出水泵的工作时间，轮换开启出水泵。 4 结语 污水处理厂实行自动处理污水控制系统已经成为所有人的共识，污水自动处理控制系统不但能够保证污水处理工作可靠稳定的运行，还可以提高处理厂污水处理的效率，为污水