摘要：随着人们对环保问题的日益重视，并且由于污水排放处理是影响环保质量的重要因素之一，因此实现污水处理系统的自动化控制势在必行。为了降低不必要的能源消耗，充分利用水资源，实现经济环保的共同发展，只有不断改进，完善污水处理的自控技术。因此对电气自动化技术在污水处理厂中的应用进行分析具有重要意义。
关键词：电气自动化技术；污水处理厂；应用
1.电气自动化技术的作用
电气自动化技术本质上是将各种电气设备的工作由原本的人工操作与人力控制，通过技术手段省略和优化其中的技术环节，而实现以自动化控制代替人工控制的技术改进与技术水平的提高。由于人工控制存在人的操作水平，观察能力，思维习惯与工作强度等方面的制约因素，因而在很多单调或精密控制方面难以跟机械自动控制相比，尤其对于一些精密检测与操纵，人工的能力跟机械相比具有较大差距。而通过电气自动化技术的引入与应用，可以很大程度上解决人工操作控制电气设备造成的效率不高，操作失误与工作时间无法连续等等问题，提高设备的工作效率与工作水平，使得电气设备的优势能够更为充分地发挥出来，同时解放人力资源，降低一些危险与有害环境下技术环节对人力资源的依赖性，使得技术措施更加人性化，效率化，从而实现技术水平的提高与生产效率的改进。
2.污水处理过程中电气自动化技术应用现状
目前国内污水处理厂应用半自动化技术比例较高，也有部分处理厂设置了全自动化控制系统，以便全面监控污水处理过程以减少失误与隐患，就目前来看，国内污水处理中电气自动化技术的应用尚处于实践摸索阶段，与国外有一定差距，存在着较大的发展与进步空间。污水处理过程中电气自动化相对控制水平较低、智能化不足，离实现真正的全自动化还有较差距离；自动化设备运行环境与条件相对较为复杂，各个环节工艺还有待成熟；自动化主要控制设备与仪表等功能性、稳定性与精确性欠佳，与真正实现自动化精确控制还有一定差距；自动化控制设备的运行操作人员在工艺设备全方位操作方面还有待进步。以上这些问题的存在使得当前污水处理过程中电气自动化多局限于监控方面，在精确、远程控制上还需加强研究实践。
污水处理中电气自动化控制功能的实现是利用通信网络接口控制设备、元器件、执行器、传感器等与计算机相连，构建智能化控制程序对污水处理的各个环节进行监控、数据处理、分析、调度等，DCS、FCS、SCADA、PLC等技术的应用为电气自动化水平与效益的提升带来了便利。我国污水处理厂直到上世纪九十年代才开始大量应用电气自动化控制设备，当前也多以国外引进设备为主，在国产自主化方面相对发展较慢，但是期间经历了PID调节、比值、前馈、后馈、FCS、DCS和以太网技术发生了重大变革，自动化水平得以提升。以工业以太网配合FCS作为系统网络完成污水处理过程的自动化控制是我国当前最先进的控制系统，是利用PLC控制站完成高性能、高稳定性服务器控制。
3.电气自动化技术在污水处理厂中的具体应用
系统控制设计采用近控/远控方式，方式选择通过提升泵控制箱中的二次回路、接触器、中间继电器、选择开关等的切换实现。正常情况下，选择开关置于远控位置，当远程控制系统出现问题时，需到现场切换为近控方式。
3.1格栅单元控制
格栅单元，作用是用来去除水中粗大的悬浮物和杂物，以保护后续处理设施能正常运行的一种预处理方法。一般根据水源情况分别设有粗格栅和细格栅两个步序，粗格栅去除的是那些可能堵塞水泵机组及管阀门的较粗大的悬浮物，而细格栅用以去除粗格栅难以去除的呈悬浮物状的细小纤维。在污水处理厂中，水源通常由泵站供应，泵站出水时已经经过了粗格栅的筛滤，所以只有两台细格栅和一台负责运输的螺旋输送机。
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3.2进水泵房单元控制
进水泵房潜水泵属于整个污水处理厂用电大户之一，合理的控制效果能起到节能作用。传统的控制由人工根据液位及经验人为手动启动泵的台数，所以现场自动控制很常用的就是根据液位分段运行，在不同的阶段启动的台数不一样，交替使用，通常低中液位阶段液位差设置比较宽，高液位阶段液位差设置比较窄。
3.3改良SBR池单元控制
改良SBR池阀门及设备繁多，时段控制要求高，操作复杂，应采用全自动控制，尽量减少人为手动操作或者人为中控点动操作。改良SBR池设有4组SBR池。SBR池系统按一定的循环过程进行。每一循环可划分下列阶段：进水/曝气；沉淀；滗水。每组循环操作由PLC自动控制。整个过程中各阶段安排是预先编制的，但需要时，可在PLC系统中适当调整。
3.4鼓风机房单元控制
曝气系统是一个严重滞后的控制系统，所以采用一般PID控制算法在该系统中很难实现，结合实际情况，比如2mg/L的溶解氧要求，是最低限，不要求精确控制到目标值，同时DO检测仪也有一定的误差，只能作为近似参考，且鼓风机最低频率不能太低，否则会很容易造成热继故障以及很大的噪声，现场鼓风机最低频率不能低于25HZ。
3.5加氯间单元控制
加氯间设备通常设有两台轴流增压泵，两套二氧化氯发生器。采用顺序控制方式，及先启动轴流增压泵，约30s左右再启动二氧化氯发生器，原因是消毒过程采用的是负压原理，只有在负压达到一定的程度之后二氧化氯发生器才能起作用将消毒液和水混合达到消毒的目的。停止时反顺序，两增压泵都发生故障或者两个二氧化氯发生器都故障时，系统自动紧急停止。
3.6脱水机房单元控制
脱水机房一般设有三台脓缩脱水一体机、一台螺旋输送机、两台加药泵、两台清洗泵、两台进泥泵、两台除磷加药泵、五台搅拌器。
其中进泥泵负责将浓缩储泥池的污水运输到脱水机；清洗泵负责清洗脱水机滤布，并消毒，水源来自加氯间单元的接触池；加药泵负责将PAM池中的药剂运输到脱水机；除磷加药泵主要用于改良SBR池在必要的时候进行化学除磷。搅拌器，其中一台负责聚合铝池（除磷），一台负责储泥池污泥搅拌，剩余三台负责PAM池。控制方式：系统整体按照一定的顺序启动，启动顺序为启动清洗泵和输送机一>启动脱水机和PAM池搅拌器一。启动进泥泵和加药泵。停止顺序相反。储泥池搅拌器在启动脱水系统前1个小时及以上人工点动，聚合铝池的搅拌器和除磷加药泵不属于脱水系统由人工点动。系统启动之后只受控于浓缩储泥池的液位。脱水机目前是只需投入一台设备，考虑到清洗阀、进泥阀及加药阀都是手动阀，基于管路无法自动控制。因此，脱水机的自控程序由人工选择启动设备，只要设备投入自动状态下，启动时就会运行，人工选择设备时组态界面有提示确认管路是否正确。远期的两用一备也适合，因为脱水机系统非常开运行的，只是在需要的时候才会进行适当排泥，采用该控制方案经济效果相对来说不错。PAM池搅拌器不影响系统的全自动运行，但只要处于自动控制状态下将和脱水机同时启动，也可以切入到点动或近控状态下由人工操作。
结束语：综上所述，污水处理的力度和程度会影响到我们的生活环境，污水整治也是城市环境美化中首要处理的问题，它影响着城市的水资源问题，因此，相关部门要加大对电气自动化技术在污水处理厂中应用的研究力度，提高污水处理质量，只有这样才能让污水得到更好的处理，让水资源得到循环再利用。
参考文献：
[1]李杰，焦东霄.浅谈电气自动化的发展与应用[J].科技与企业.2013.
[2]陈银库.自动化控制技术在污水处理厂的应用进展[J].中国建筑金属结构.2013.
[3]刘忆非，宁雪伟.污水处理过程中电气自动化技术的应用研究[J].科技展望.2015.
论文作者:董伟
论文发表刊物:《基层建设》2018年第22期
论文发表时间:2018/9/11
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