摘要：随着城市化进程加快，城市人口不断增加以及工业排污增多，城市污水处理量也随着加大，要求污水处理厂机械自动化水平越来越高，本文主要探讨污水处理工程中自动化技术的应用发展。
关键词：污水处理；自动化应用；机械设备
城市的污水处理，主要通过物理、化学、生物等工艺过程对污水集中处理，去除污水中有害物质，达到国家要求的排放标准或可以重复利用，所以将机械设备自动化，提高污水的处理能力和效率具有重要意义。
１ 城市污水处理工艺流程
一般地，对于城市污水处理要经过一级处理（也叫预处理），二级处理或三级处理（深度处理），才能达到国家排放要求。
一级处理也叫预处理，实际就是物理处理过程，污水依次经过粗格栅、细格栅、滤网将大块悬浮杂物拦截下来，清除出去，防止这些杂物对后序设备损坏或填堵，然后通过泵房将污水提升至旋流沉砂池，砂水分离机运用重力或离心力将大量碎石分离出去，初步达到砂水分离效果。
二级处理，经过预处理及砂水分离，污水进入曝气池曝气，采用好氧技术，用专用鼓风设备对曝气池供氧，通过微生物技术，去除污水中有害物质，然后沉降滗水，排出二沉池。为了使排出的水二次利用或提高排放标准，还可以对二级处理水继续深度处理，进一步去除有害难降解的有机物和含氮、磷的无机物，达到国家一级排放标准。按照上述工艺要求，污水处理三级工艺与相应设备，各污水处理厂不同的处理工艺，可能所用设备也不同。
2 污水处理机械设备自动化设计原则
计算机网络系统、PLC 站、仪表检测系统加组态软件是当前主流工业控制模式，其在污水处理机械自动化控制方面广泛应用。当进行污水处理设备自动化系统组成设计时要针对污水处理过程中各个工艺特点展开，一般首先考虑“现场无人值守，分站少人值班”原则，并且要满足以下要求。
（1）选择在严格的工业环境下能够安全、可靠性高以及稳定性好的污水处理控制系统。
（2）污水处理系统必须符合当前先进的控制模式，例如现场总线技术等。
（3）污水处理设备必须方便扩展，有较好的可操作性和维护性，通信方式灵活。
（4）自动控制系统具备较好的实时性，降低控制滞后带来的影响，对不同工作状况拥有较强的适应性
3 机械设备自动化控制在污水处理中的实际应用和发展
所谓自动化控制系统是通过通信网络把众多带有通讯接口的控制设备，检测元件，执行器与主计算机连结起来，由计算机进行网络化，智能化管理，实现集中数据处理，集中监控，集中分析和集中调度的新型生产过程控制系统。
因为污水处理的可变因素很多，有水量、浓 度、温度、气量、微生物状态，系统配水情况，供电情况，机械设备的运行情况等等，所以根据各自的工艺特点，选择不同的控制系统，但要满足下列应用条件：①污水处理系统必须符合先进的控制模式，如现场总线技术等。②污水处理设备必须方便扩展，有较好的可操作性和维护性。③在要求严格的环境能够安全，可靠性和稳定性好的控制系统。
一般来讲，整个污水厂都有中控制室和现场控制站，站与站之间通过控制层网络或信息层网络相连，采用光 缆 与 各 现 场 控 制 站 ＰＬＣ 连 接 到 总 控 制室，各分站控制单元独立运行。总控制室多台计算机工作站和图形站都用信息层网络连结。中央控制系统通过工业以太网，采用光缆与各现场控制 ＰＬＣ站连结。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
当中控室监控工作站故障退出运行，或通道故障使分站控制单元和主控级监控工作站通讯中断时，各地控制单元独立运行进行监控，提高运行的可靠性。根据污水厂各自工 艺 特 点 设 置 多 个 ＰＬＣ 现场 子 站，ＰＬＣ 现场子站选用可编程序控制器（ＰＬＣ），ＰＬＣ为模块化结构，硬件配置灵活，易于扩展，软件编程方便。
4 实现污水处理设备自动化系统的具体方案
某污水处理厂自控系统采用分层分布式结构网络控制方式。该控制系统共分为中控室和分控站。实现相应控制层设备的监视、操作、控制和网络通讯连接。中央控制室的监控管理操作站系统完成全厂的自动控制。中央控制系统通过工业以太网，采用光缆与各现场控制PLC 站连接。将光纤当做信息数据传输的媒介，能够保证数据传送的有效性、稳定性以及可靠性。当中控室监控工作站故障退出运行或通道故障使分控站控制单元和主控级监控工作站通讯中断时，各现地控制单元能独立运行，进行控制和监视，提高运行可靠性。由于控制设备的分布特点及控制的独立性，采用现地元件层实现自动化仪表的数据采集，采用现地控制单元实现了相对独立设备的本体控制；从而大大减轻了操作员工作站监控操作站的负荷，有利于各级控制设备监控功能的合理分配和利用。为观显示全厂工艺过程全貌，方便管理，在中控制室能够显示全厂工艺流程图和主要参数及设备运行状态。根据污水处理厂工艺特点，构筑物的布置和现场控制的分布情况，设置多个 PLC 现场子站，PLC 现场子站选用可编程序控制器（PLC），PLC 为模块化结构，硬件配置较灵活，易于扩展，软件编程方便。
5 具体 ＰＬＣ站布置
系统粗细格栅位置均配备一台超声波液差计，以测量格栅前后所对应的液位差，从而了解格栅当前的阻塞程度，并将数据 提 供 给 ＰＬＣ 控 制，接 受 后序的分析与计算。
厌氧池和缺氧池水下搅拌器和推进器，ＰＬＣ 设定为“自动”状态后，将连续运行，除非故障或手动停机。
提升泵。为了实现进水提升泵的自动控 制，在集水池安装超声波液位计，用以测量集水池的液位，实时传输到 ＰＬＣ控制器，以及上位机系统分析，通过 ＰＬＣ中设置的参数对提升泵的运行自动控制。
生物池内设置温控探头，实时监测曝气池内温度，有利于微生物新陈代谢。而风管调节阀实时测定 Ｄ０值，调节风管调节阀的开度，使生物池内溶解氧保持给定值。
回流泵，通过 ＰＬＣ 中 预 设 的 参 数，对 污 泥 回 流泵的运行自动控制。
污泥泵房现场 ＰＬＣ控制站，管理和控制污泥处理和沉淀区域设备和仪表，对回流和剩余污泥流监测。
当然根据各污水处理厂自身特点，ＰＬＣ的布置也不尽相同，各有特点。
水厂在进出水各配有 ＢＯＤ、ＣＯＤ、氨氮、总磷多参数分析仪，污 泥 浓 度 计，ＰＨ 计 等 在 线 仪 表，并 在中控计算机上实时显示测量值，工作人员随时掌握进出水水质情况，并断定出水是否达标，从而更好的指导生产，调整工艺服务，控制现场设备。
6 运行状况及效果
由监控管理计算机系统，工业彩色电视监控系统，办公管理自动化系统组成的中控室，完成全厂自动控制和生产管理。管理计算机通过总线采集现场传递各类数 据 和 信 号，主 要 实 现 数 据 检 测，数 据 存储，报表打印，故障报警和历史曲线绘制，设定修改等数据处理和过程监控功能。操作人员通过工作站人机界面监视生产过程，调整工艺参数和，控制生产设备。
7 结束语
随着现代化工业不断加深发展，机械自动化控制系统为污水处理工程提供极有力的技术支持，首先各个工艺阶段节约了很大的人力、物力。同时节约了很大的动力消耗，延长了设备的使用寿命。其次自动化系统，所采集的数据，如进水量、ＰＨ 值、水温、溶解氧、污泥浓度等，为即时数据，对全厂工艺控制提供有利依据，克服人为因素影响，提升数据的准确性、可靠性、稳定性。同时随着人们环保意识的提高，以及国家要求严格的污水排放标准，落后的污水处理设备必将淘态，逐渐向更高层次的自动化、智能化、网络化的控制系统发展，这也是机械设备自动化发展的必然所在。
论文作者:马宁
论文发表刊物:《基层建设》2019年第8期
论文发表时间:2019/6/18
标签：污水处理论文; 污水论文; 现场论文; 设备论文; 工艺论文; 工作站论文; 全厂论文; 《基层建设》2019年第8期论文;