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摘要：时代在进步，科技在发展，在良好的经济态势下，我国工业进入发展的黄金时期，工业生产产生的污水量也随之增加，加快污水处理进度是目前相关企业的主要任务。秉承节能处理原则，很多高新技术被应用在污水处理中，本文重点介绍了污水处理的节能控制方法，并总结优化控制的意义，同时提出当前污水处理工艺纯在的缺陷。
关键词：工业生产；污水；处理工艺；节能优化
水源是生命之源，随着工业生产的大量污染，我国的纯净水储量正在逐年减少，对工业污水进行净化处理已经刻不容缓。在净化水源的同时，要将能源节约原则考虑进去，污水处理厂在不断优化处理工艺，污水净化能力提升且处理时间缩短。污水处理是现阶段促进社会发展的重要课题，不仅是工业，建筑、生活等污水处理工艺都急需进行节能优化。
1.节能优化控制在工业污水处理中的意义
1.1能源消耗减少
工业生产通常会伴随大量污水产生，当人类意识到水资源重要性后，开始着手研究污水处理工艺。当各种工艺运用在污水处理中后，耗水量较大情况得以缓解，但早期处理工艺不够完善，在净化水源时伴随电能、煤炭等资源的大量消耗。对工艺流程进行优化，有利于实现污水的节能化处理。
1.2技术水平提升
在传统处理工艺中，以人工处理为主，由于科技水平的限制，处理流程复杂且净化时间较长，自动化程度不高，得到的循环用水含有很多杂质。对此很多厂家不断分析自身技术缺陷，引进先进技术到污水处理中，处理工艺的自动化程度不断提升，污水处理效率提高。
1.3节省资金
不可再生能源的全球储量有限，若每次净化水源都需要消耗大量能源，无形中会增加处理成本。与普通处理工艺相比，节能型工艺能有效节约资源，进而减少处理成本，无论是厂家自行处理还是水厂统一处理，污水净化成本都大幅减少，厂家的经济效益会明显提升[1]。
2.现阶段污水处理工艺缺陷
2.1成本高
目前的处理工艺在传统工艺基础上有所改善，但完善程度还不够。工作人员在实施净化作业时的操作难度降低，但仍然存在很多较难操作，技术性较强操作需专业技术员负责，再加上较高的能源消耗，处理成本一直居高不下。
2.2净化后水质不佳
工业用水净化完成后，大多只能作为工业生产的二次用水，若想将处理后水质用作市政用水，就必须对水中离子含量严格控制，重离子含量超标，会导致城市树木花草的大量死亡，可见工业污水净化还有很长的路要走。
2.3适应能力差
PID技术在目前的污水处理中比较广泛，各项技术还在磨合协调阶段，很多协调性问题有待解决。处理工艺兼容性较差，有时工艺只能处理一类废水，若工业生产出现异常情况，现有处理工艺不再适用，企业需要研发新型处理工艺，可见处理工艺不具有广泛适应性。
3.针对相应处理工艺的优化控制方法
3.1BSMI仿真模型构建
此模型是按照工业废水成本建立起来的，能够对工业污水产生情况进行模拟，如图一所示是某化工企业构建的BSMI仿真结构图。从图中可以看出，模型结构主要由两部分组成，一部分为生化反应池，另一部分为二沉池。
图一 BSMI仿真结构图
3.1.1生化反应池
构建的反应池模型被分成五个单元，每一单元的反应过程也存在明显差异。第一单元是缺氧区，2、3、4单元都为好氧区，其中成本包括硝酸盐、氮化物等物质，每个单元内部都发生反应，并对应相关的物料平衡方程，除第一单元外，其它单元的平衡方程可用下式表示：
（1-1）
其中Z系列代表不同污染成分的浓度，Q为记流量。水分中各成分含量保持在动态平衡状态，能真实反应污水处理情况。
3.1.2二沉淀池模型
在BSM1模型中，将二沉淀池模型假设成理想状态，即模型内部物质不会发生反应，且内部颗粒也不存在流失情况[2]。沉淀池层数分成10层，沉淀池总高设置为4米，池底总面积为1500平方米，生化反应池中流出的污水直接进入沉淀池完成沉淀，底下6层接纳污水，沉淀后上浮在其它层完成处理做作业。为保证模型模拟具有真实性，对模型进行如下假设：
（1）二次沉淀池污泥区高度保持在稳定状态，始终低于进水口高度，且沉淀池横截面积不发生变化。
（2）煤层中都有活性污泥分布，且处于均匀分布状态。
（3）池中接收的固体物质，其符合在池底面上均匀分布。
3.2在BSMI模型基础上进行节能优化
污水处理过程受到很多因素影响，包括水温、水体元素含量等，为保证处理过程能耗最小，首先要设计完整的预测控制体系，处理过程严格对比设定值进行，若处理中能耗量超出设定值，需及时调整工艺。在精准预测分析的基础上，实现对处理工艺的滚动优化，并建立反馈校正模型，进而提升工艺水平。生物脱氮技术就是在上述模型基础上演变而成的，对此技术进行节能优化，下面详细介绍优化后的工艺流程。
3.2.1生物脱氮原理
在污水中氮通常以有机物形式出现，少量有机氮不与水相融，经过沉淀池后就被过滤掉，但很多溶于水的有机物仍存在于水中。传统除氮常使用化学试剂，水中有机物进行置换、分解等反应，达到脱氮目的，在节能理念指导下，在水中加入微生物，将有机氮进行同化，变成不溶于水的微生物细胞，在过滤作用下将氮除去。或者通过氨化反应、硝化等多种反应，将氮转化成气体直接溢出水面。
3.2.2污水处理工艺
利用活性污泥对水进行处理，直接在反应池中完成反应过程，能源下消耗量少且处理流程简单。为使节能优化工艺取得良好效果，本次处理使用A/O工艺进行脱氮，其工艺流程如图二所示。
图二 A/O脱氮工艺流程
缺氧池是首先接纳污水的装置，此时污水中的包含着大量有机物，将其当作电子供体使用，系统内循环过程中产生的硝态氮会与有机物进行反应，此过程被称为反硝化作用，随着反应的不断加深，水中有机物不断被降解。然后将污水向好氧池中排放，氨氮化合物在外部环境的影响下，生成硝酸盐晶体，在过滤作用下被除去[3]。最后将好氧池、沉淀池中留出的污水重新排放到缺氧池中，此时池中含有大量碳源，消化反应发生，含氮有机物被置换，生成氮气挥发到空气中。
此项工艺流程简单，反应池较少，工厂在基建阶段花费的时间、成本都大大减少。碳类物质在污水中本来就以有机物形式存在，在循环工艺作用下碳被还原，为后期硝化反应提供原料，碳氮比维持在平衡状态，添加剂量明显减少。硝化反应需要在碱性环境下进行，因此会消耗一定碱度，但在反硝化作用下，碱性环境有所恢复，继续维持反应过程。好氧、缺氧状态不断将交替变化，污泥中的微生物功能在相应环境下都能得到充分发挥，有效避免污泥出现膨胀现象。
4.节能优化的其它措施
4.1电气节能优化
电能的正常供应是保证污水处理的基础条件，降低电量消耗是污水处理节能的常用措施。首先要节省线缆使用量，尽量将污水处理厂设置在距离供电站较近的地方，且电缆线路设计合理，避免绕路，进而减少线缆损耗。其次，提高电能传输效率，选择电阻率较低线缆，经过比较发现铝线的电阻率较高，相比之下铜线电阻率很低，在电能传输过程中，能保证电源传输效率最大，因此使用铜线作为电能电缆线材料。此外，在污水处理设备选择上，尽量选择性能优良设备，保证设备处理能力强，在同样电量下，将污水处理吨数提高。
4.2铁碳微电解技术
该项技术又被称为电解法，点解技术处理污水原理如下：对污水通电，并向其中加入铁离子，常见阳离子包括Fe2+、Fe3+，在通电情况下，正向电极周围聚集大量阳离子，水中原有阴离子向负向电极移动，在污水池中以离子富集方式形成铁碳原电池，原电池由无数个微小单元组成。在电极作用下，水池中的正负压差逐渐明显，电子逐渐向电极靠拢，水中的惰性物质变得活跃，污水中COD渐渐下降，从而达到净化污水效果。此技术在毒性较强污水处理中，具有显著效果。
该项技术的最大特点为将污水PH值控制在较小值，即让溶液保持酸性，然后在废水中添加铁碳填料，就制成原电池，然后建立起多个反应堆[4]。电流作为催化剂，让有害物质还原成晶体形式从水中析出，从而达到治理污水目的。
4.3芬顿氧化
此技术适用于芳香有毒物质的水质处理，双氧水即H2O2，是常见的消毒剂，制作过程非常简单。将双氧水大批量投放到废水中，并在污水中添加Fe2+，让两者进行反应，芬顿试剂随之形成，其产物中包括OH-1自由基，产物的氧化性能较强。在催化剂作用下，芬顿试剂中的自由基会对芳香烃分子进行破坏，从而净化污水。在芬顿氧化作用下，污水的B/C比值提升，污水氧化性被大幅度削减。除上述处理工艺外，膜分离技术、离子交换技术等都是目前节能优化的典型工艺。
5.结束语
不同工厂产生的废水中有害物质含量存在一定差异，在处理污水过程中，要选择最合适的处理技术，才能获得较好的污水处理效果。在工业生产中，各车间对水质要求也有所不同，因此可将污水按照车间使用要求进行处理，然后水用在车间作业中。或者直接选择兼容性较强的处理工艺，让污水达到普通施工用水标准，在浇路面、砖瓦厂等方面使用。相信在科技的不断发展下，污水处理工艺会有新的突破。
参考文献
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测方法；其三是图论专家系统和神经网络的智能化检测方法。
使用专家系统的排障方法具有一定的局限性，因为这种方法对故障提示的效果并不明显，同时并不具有自主学习能力，只能通过设定好的专家处理程序处理问题，但是这种方法在前期的建模和训练过程中具有较高的效率，省却了前期的学习过程。神经网络的方法是仿照着人脑的神经网络系统搭建的神经网络排障方法，这种方法是通过不同结构的神经元形成网络，能够处理复杂的故障问题，但是这种方法在使用之前需要通过大量的数据锻炼进行学习，通过寻找样本数据中的数据矢量特征完成神经网络的学习能力，之后才能够进行扩展学习并处理复杂的问题。
4.3机群智能化高度控制管理技术
该技术能够实现机群的有效配置。该技术主要运用了交叉统计、运筹学等方法通过仿真功能对机群系统进行处理和判断，同时通过智能化的控制系统完成对机群的管理效果。该技术通过数学的优化方法对系统中的最优数据进行运算，最终得出最优化的处理决策。本次研究就是为了加强不同机械结构之间的协调性，增加机械设备的灵活度，这也是提升现代工程机械智能化处理的有效途径。提升机群智能化控制的方向主要依据以下两种方向实现：其一是优化系统的资源，提升对材料的使用效率。其二是通过智能程序代替人工操作，降低人为干预比例。
使用机群智能化高度管理技术，能够作用在多台设备同时运行的过程中，并且方便不同设备将运行的数据信号通过网络途径以线性结构传递至中心处理器中，方便处理器对不同的设备进行数据处理。这种技术能够提升不同设备信号的准确性，方便处理器接受和发出信号。同时能够为中央处理器提供全方位的设备数据信号，方便中央处理器掌控机群设备。通过这种技术结合智能化的数据处理技术能够提升对机群设备的运行处理能力，提升设备的使用效果。这一技术以无线网络技术为基础，是保证信号精准传递核心技术。现阶段这种机群控制技术才刚刚起步，目前主要的研究内容如下：其一是在特定技术的支持下对机群控制采取最优化的处理方法，包括成本优化、运行动作优化等。通过开发计算机编程程序优化内部资源配置，形成高效的机群智能管理效果。
5结束语
综上所述，随着技术的进步和发展，机械设备也在不断进行改造创新。从机械设备的传统人工操作方式，到自动化技术的引进，再到智能化技术的应用，机械设备经过了一系列的发展。当前智能化机械设备的发展在很大程度上提升了工作效率，提高了产品质量，并进一步改善了操作人员的工作环境，促进了工业的发展。相信在未来，机械设备还会取得更大的进步和发展，为我国经济建设做出更多的贡献。
参考文献
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人工降水后的粘性土及地下水位中都具有良好的适用性，但是不适用于没有经过降水处理的地下水位、淤泥质土及图层地基维护当中。在实际开展施工的过程中，还应该注意下列问题：①当出现支护变形时，应对其在不良土体施工中的应用予以严格限制，并尽可能的联合应用其他支护技术；②在土钉墙设计与施工的过程中，应对施工作业周期及降雨等环境因素予以综合的考虑，并要对土坡开挖面上暂时裸露土地稳定性的影响予以综合的分析，尤其是要对水的影响开展全面分析，并要在支护内部及地表上设置合适的排水系统；③在侧壁安全等级为二级、三级的基坑当中，土钉墙支护具有良好的适用性。
（2）树根桩。树根桩是一种类似于树根的钻孔桩群，其主要表现出直斜交错分别或者是多方位的分布，随着近年来我国勘察技术的不断提升，树根桩在我国的应用范围不断扩大，尤其是在分散并且荷载小的民用建筑及工业建筑当中具有良好的适用性。采用钻机在地基中成孔，放入钢筋或者是钢筋笼，采用压力通过注浆管向孔中注入浆液，形成小直径的钻孔灌注桩。由于采用小型钻机施工，可在土中以不同的倾斜角度成孔，从而形成竖直的和倾斜的桩，该方法适用于地基加固、防止不均匀沉降和对岩石和土体边坡稳定加固等。
5?结束语
总而言之，岩土工程中水文地质的勘察工作非常重要，所以在勘察的过程中首先要明确地下水位状态，依据可靠的资料数据对提升勘察质量，确保岩土体潜在能力的合理运行，所以在勘察的过程中相关技术人员首先要重视自身工作的重要性，加强对自我能力的提升，促进我国建筑行业健康稳定的有效发展。
参考文献
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[4]佚名.岩土工程勘察中的水文地质问题之研究[J].山东工业技术，2018（18）.
论文作者:叶斌
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年16期
论文发表时间:2019/11/7
标签：污水论文; 污水处理论文; 工艺论文; 技术论文; 机群论文; 节能论文; 模型论文; 《建筑学研究前沿》2019年16期论文;