摘要：水资源是人类生产和生活中不可或缺的重要资源，随着经济建设和工业化程度的不断加快，水污染已经被越来越多的人所关注。提高污水处理技术，提高水资源利用程度，降低对水资源的污染是全人类共同面对的问题。本文将针对自动化技术在水处理中的应用趋势进行分析和探讨，希望能够促进污水处理技术的发展。
关键词：电气自动化；水处理；应用；趋势
随着科技的发展，电气自动化技术将电气工程与电子技术、计算机技术相结合，在工业生产的各个领域都得到了发展。在污水处理方面，加强电气自动化技术的应用，必然带来污水处理质量和处理能力的提高[1]。
一、电气自动化技术概述
我国当前水处理电气自动化有半自动化和全自动化技术之分，半自动化是在水处理中需要有人力的参与，实现与电气设备、机械仪表联合控制，达到水处理的精度要求，实现对工艺环节的掌控，电气半自动化控制对人的操作规范要求较高，而全自动化污水处理中，人不需要参与到水处理中，只要通过信息系统和网络系统对电气设备进行操作就能实现水处理的各个环节控制。电气自动化技术在水处理中的应用，解放了人力资源的占用，提高了水处理效率，降低了水处理成本的同时，也提高了在生产处理过程中的安全性，减少了人为失误造成的损失[2]。
二、电气自动化技术在污水处理中应用的意义
在水处理过程中，工作人员只需要对电气自动化系统操作就可以完成水污染处理的全过程（图1），实现了工作效率的提高。水处理的作业过程中，大量连续的水处理过程无法完全依赖于人工来完成，只有通过自动化设备才能达到效果。尤其在全天候连续工作的情况下，依赖于人工作业，不但消耗大量的人力，还会带来许多安全隐患，大型设备的运转将带给人员安全威胁。自动化设备让连续工作变得更加简单，减少了人员投入的同时，提高了水处理的工作效率，能够创造更好的经济效益。
图1 某项目污水处理工艺流程图
三、电气自动化技术在污水处理中应用
（一）水处理中的加氯控制中的电气自动化技术应用
水处理过程中，有两个环节需要进行加氯控制，分别是过滤前加氯和过滤后加氯。过滤前加氯主要为了能够将水中的藻类清除掉，使水质更加清洁，这个环节加氯一般采用流量比的方法，按照水流量和加氯量进行调整；过滤后加氯是为了能够给水消毒，通常采用复合环路的方法，对流量进行控制，来掌握加氯量。
（二）水处理中加氨和加药控制中的电气自动化技术应用
水处理中加氨和加药控制方式和操作流程与加氯过程基本一致，借助于电气自动化技术，通过PLC可编程编辑控制器的工作，实现对加氨和加药流量的控制，并在加氨加药过程中实心浓度信息数据的采集，将测量数据与已经设置好的参数进行比较，通过控制理论参数与实际测量数字的差值实现自动化控制。PLC技术能够控制水处理过程中药量，提高水处理效率，降低人为操作的误差，实现水处理过程的高效性。
（三）进水泵房单元控制中的电气自动化技术应用
水处理系统中进水泵房所耗用的电量大，是水处理的关键环节之一。传统的控制方式是依赖人工进行操作，根据液位和工作人员的经验来手工启动，控制进水泵的运行频率或启动数量，在实现节能方面，对人员工作能力的依赖程度较高，人员工作的疏忽和经验不足常常导致大量能耗的产生，提高了运行成本。通过电气自动化控制，结合水位的标准值和水泵的功率进行科学的计算，实现水泵的运行频率或启动数量的判断，并实现在不同阶段的变频或交替使用，有效降低了进水泵房能源消耗成本，提高水处理的经济效益。
（四）改良SBR池单元控制中的电气自动化技术应用
改良SBR池控制阀门和设备计较复杂，对时间控制也比较严格，操作也比较复杂，采用人工的方式进行控制将增加人员操作的失误几率。通过电气自动化技术的应用，减少人为手动操作和人为中控点动操作。SBR池系统控制是按照一定的循环过程进行的，每个循环包括进水、曝气、沉淀等环节循环操作，每个循环操作均由PLC自动控制，只要将各个阶段的工作流程程序化，PLC编程就可以实现，提高了操作精度和工作效率。
四、电气自动化技术在水处理中的发展趋势
（一）市场需求量的不断增加
今年来我国在污水排放方面加大了管理整治的力度，严重的水资源污染事件得到了有效的控制，但是废水处理达标排放情况依然不容乐观，污水处理还面临着巨大的压力（见表1），2013-2018年，我国造纸业、纺织业、石油化工、有色金属和钢铁行业废水处理投资达到了1100亿元以上。随着水处理厂标准的提高和设备的改造，水处理的规模将不断得到提高，污水处理自动化和信息化将成为污水处理的发展方向。我国大部分城市都具有污水处理建设的需求，而且建设和处理规模将中小规模为主，电气自动化技术在水处理中的应用趋势将呈现出发展的势态，水处理自动化系统的国产化也将成为行业发展的必然。
表1 我国主要城市污水排放情况
（二）PLC控制器将促进水处理自动化发展
当前，我国水处理行业中，PLC控制器的综合使用性能和特点，能够满足水处理行业的需求。水处理行业尽管具有其自身的复杂性，控制点多而且顺序性强，但是主要还是应用在数据采集和顺序控制方面，对安全精细程度要求不高，对设备的控制要求相对比较简单，但也有可能需要冗余配置的时候。因此，在水处理行业中PLC控制器大有用武之地，应用范围较广。水处理中，使用量最大的应当是小型的PLC控制器，其次是中型PLC控制器占据着主导地位，大型PLC应用在规模较大的项目中，相对数量较少。
（三）新形势下水处理自动化发展趋势
新形势下，水处理自动化也面临这巨大挑战，需要有良好的质量控制，能够达到高效稳定的运行，实现污水处理自动化控制系统的连续性和可靠性。此外，在PLC技术上要实现优化和技术提升，能够支持多种冗余方式，提高水处理运行效率；通过丰富控制算法来实现降低能耗和药耗；通过集成电能管理和智能控制水泵实现能耗的降低[3]。
结束语
随着我国经济建设和城市化进程的不断加快，水处理问题将日渐受到社会各领域的重视，电气自动化技术在水处理行业中的应用，将促进城市污水和工业废水处理能力的提高，为水资源和绿色生态健康发展提供保障。
参考文献：
[1]刘文勇.电气自动化技术在水处理中的应用趋势[J].技术与市场，2017，24（5）：341-342.
[2]毛文珏.探究电气自动化技术在污水处理过程中的应用[J].科技风，2017（17）：139-140.
[3]佚名.电气自动化技术在水处理中的应用和发展[J].通信电源技术，2018，v.35；No.172（4）：156-157.
论文作者:陈科桦
论文发表刊物:《基层建设》2019年第18期
论文发表时间:2019/9/16
标签：水处理论文; 技术论文; 污水处理论文; 电气自动化论文; 操作论文; 过程中论文; 加氯论文; 《基层建设》2019年第18期论文;