摘要：在污水处理厂构建并应用自动化控制系统，能够对污水处理情况实现实时的监测与控制，智能化的管理、控制与监督整个污水处理过程，保证污水处理的系统化、自动化运行，对节约污水处理运行成本，提升污水处理质量具有重要意义。基于此，本文结合污水处理厂自动化控制的原则，分析污水处理厂自动化控制系统的构建以及系统工艺控制，并提出维护和保养该系统的措施，推动污水处理的健康发展。
关键词：污水处理厂；自动化控制系统；构建
前言
污水处理直接关系到人们的健康生活与生态环境保护，在社会不断发展过程中，工业废水和生活污水大量增加，对污水处理也提出了更高的要求。在污水处理厂构建自动控制系统，可以有效提高污水处理效率与质量，满足现代社会发展对污水处理的需求。因此，有必要结合污水处理厂自动化控制原则，利用多种现代化技术构建污水处理厂自动化控制系统，做好工艺控制和系统维修与保养工作，促进污水处理的向前发展。
1.污水处理厂自动化控制原则
构建污水处理厂自动化控制系统，需要遵循实用性、先进性、拓展性、经济性和可管理性原则。在设计污水处理厂自动化控制系统的过程中，首先要根据实用性原则，满足现实需求，在促进污水处理进一步发展过程中，不断结合现代社会发展更新经营管理理念，促进生产建设；其次，要在坚持先进性原则基础上，积极使用成熟、先进的技术构建自动化控制系统，掌握污水处理未来发展的实际需求，在超前意识下推进自动化控制系统的建设与发展；再者，要坚持拓展性原则，确保污水处理厂所构建的自动化控制系统不仅能够充分满足前期系统有效性需求，并同时还可支持后续系统拓展，实现投资连续性；还有，就是要在构建自动化控制系统过程中充分考虑企业以及社会的实际需求，保证系统高效的基础上最大程度的节约建设成本，坚持经济性原则；最后，要保证自动化控制系统的可管理性，从设计阶段到后期系统运行，都要确保系统具有简单、可行的维护性与管理性。
2.污水处理厂自动化控制系统的构建
2.1控制网络
污水处理厂在处理污水的时候，基本上都是通过网络形式控制所有工序的，并且大多并不是单一控制系统，而是围绕PCL构建的工序自动化控制系统，以此实现自动化、智能化调控，在系统不间断运行下持续检测整个污水处理过程[1]。在控制网络当中，多部机器可以同步控制整个运行的工序，同时还可通过网络控制及时处理预计以及估测出来的系统错误，保持系统内部的高度可调性。要确保这个庞大的系统能够正常、顺畅的运行，需要同样庞大的自动化智能检测系统加以支持，同时配合严格、完善的管理体系，推动自动化控制系统的有效运行。
2.2中控室计算机
要保持复杂、庞大的污水处理厂自动化控制系统能够顺畅、有序、规律的运行，需要设计一个智能化中控室计算机来控制系统。中控室计算机属于中央控制，包含了多个分级电脑，不同级别的电脑其性能也是不一样的，所有分级电脑都可以通过自身运行性能设定相对应的程序，在程度的引导下，实现各个工序自动化的输入与输出，同时对相关工序运行情况加以检测，并对各工序操作参数进行统一化统计，并智能化研究与处理，对相关数据实现长期保存。这些实现保存的数据涵盖了额定数据差值、操作数据、运行PLC状态以及机器运行状态等，所有数据都可直接向中控室计算机当中上传，在对相关数据实现自动化分析过程中，可以及时判断并发现系统当中存在的设备故障与错误数据等，第一时间采取有效措施加以处理，维护系统正常运行。
2.3现场PLC站点
污水处理厂构建的自动化控制系统当中，一个重要的组成部分就是现场PLC站点。污水处理工序在自动化运行过程中，需要由多个PLC分级站点实现分级控制。其中第一站，是通过超声波液位计对水位进行准确检测，在PLC利用模拟量对应输入模块进行液位信息的准确读取之后，可以更加智能化的对水泵运行周期加以控制和调节，并通过多种类型的水质在线监测仪表对氨氮、溶氧、ORP、pH、污泥浓度等生产数据进行实时监测，结合实际运行情况，合理化调节相对应设备实际的运行参数；PLC第二站主要是检测流量，对污水处理过程中的出厂水、进水以及回用水等具体流量信息加以检测，严格控制污水处理量；PLC第三站主要是监测控制污泥脱水设备，并控制PAM具体投加量[2]。同时，还要合理化控制紫外消消毒等消毒设备，对设备运行状态、运行时间等实现动态化调整，确保系统正常运行。
2.4分级控制
污水处理厂自动化控制系统需要进行分级控制，通常情况下分为三个层级进行有效控制，即管理层、监控层和现场控制层。其中管理层属于第一层，在系统运行过程中，由系统操作人员利用中央计算机远程检测并操作每一个分端机器，动态监控并记录各分段机器实际运行状态，在集中统计基础上及时进行科学、有效的分析；监控层属于第二层，也就是利用现场PLC分级站点检测现场运行中的机器，严格把关机器运行性能；现场控制层属于第三层，也就是对所有运行机器进行人工管理[3]。所有机器都设置人工手动开关，在机器发生故障的时候，人员可以及时发现并停止工程进度，采取相应措施对机器问题加以处理，减少系统运行损失，确保污水处理系统处理效率和处理质量都全面提升。
图1 立式潜水污水泵
3.污水处理厂自动化控制系统工艺控制
3.1污水泵控制
在污水处理厂自动化控制系统中，立式潜水排污泵（图1）属于最常用的污水泵。潜水式污水泵可以对没有实现过滤的污水以及原生污水进行输送处理，并可以输送纤维长度在25cm的物质和直径低于7.5cm的颗粒物，同时还可输送包含高粘度和高固量的液体，最高能够输送含固量18%的污泥。污水泵电机可以全天24小时不间断运行，同时在长期停滞作业之后也能快速恢复正常运行状态，对于一定间歇运行要求也可有效满足[4]。潜水式污水泵只要在特性曲线上运行，不论在哪一点，电机都不会出现超负荷问题。潜水式污水泵可以与相应排水连接座实现自动稳固的耦合连接，水泵还可以通过导杆的引导，由泵房集水池的顶端向水泵排水连接座实现自由滑动式的连接，不需要人工潜入水底进行安装与检查。水泵所有部分都在泵坑底板支座上放置，在水泵实现就位同时，其涡壳出水弯头相应连接装置也实现自动联锁和密封。潜水式污水泵在运行中可靠性非常高，在没有故障的条件下可以长时间运行，且维修成本非常低。
3.2鼓风机控制
污水处理厂自动化控制系统所使用的鼓风机常见的有两种，即容积式鼓风机和离心式鼓风机，前者有流量特性，后者有压力特性。在不同的流程中操作，所选择的鼓风机类型也是不一样的，需要结合实际运行需求、市场造价、运行耗能以及产生噪音等优化选择机器类型。鼓风机在工作当中，一端会有空气鼓入，促使叶轮进行高速旋转，此时轴心位置会有负压产生，并有空气进入其中，提供给系统运行所需的溶解氧，确保流程正常进行。选择鼓风机类型的时候，需要对机器喘振现象加强注意，避免由于噪声过大造成二次污染。
4.污水处理厂自动化控制系统的维护和保养
在污水处理厂自动化控制系统运行过程中，需要定期巡查设备运行状态，通过听设备运转声音以及检查设备运行状态，确定系统是否存在异常情况。在定期巡查中若发现故障出现异常，要及时停机检修，最大程度的避免设备出现损坏。在系统运行当中，还要做好定期维护和保养工作。
4.1定期校正各种仪表
污水处理厂自动化控制系统在长期运行过程中，其各方面仪表都可能出现一定误差，为了保障仪表的准确测量，需要每月定期校正一次仪表。在对化验室相关仪器性能实现验证过程中，需要认真检测一些必要的检测项目，及时对比现场仪器的测量结果以及测的数据，若差异较大，则需及时校正化验室仪器，保证化验室所有仪器测量的准确性。
4.2定期清洁检测仪表传感器
在系统运行过程中，要确保所有检测仪表数据准确，就要定期清洗仪器探头，并由专人每月清洗一次DO仪、PH、SS等和污水直接接触的仪表，确保仪表正常工作。清洗仪表探头时要选择柔软、优质的材料，避免损坏仪表。
5.结束语
构建污水处理厂自动化控制系统，可以有效简化污水处理流程，减少人为因素对污水处理造成的影响，切实提升污水处理质量和效率。基于此，有必要坚持实用性、先进性、拓展性、经济性和可管理性原则，集合多种先进技术，结合污水处理厂实际运行需求和未来发展，构建自动化控制系统，优化污水处理过程，推进污水处理的健康发展，推动社会进步。
参考文献：
[1]王茜. 污水处理厂自动化系统研发与设计[D]. 长安大学, 2016(8):63-63.
[2]王志军, 韩立志. PLC在污水处理厂自动控制系统中的应用探析[J]. 数字化用户, 2017(39):16-16.
[3]刘钊, 刘晓川. 构建综合运营控制系统实现污水处理厂管理智能化[J]. 中国高新科技, 2018(3):80-80.
[4]陶帅, 马长达. 一种污水处理厂自动化控制系统的实现研究[J]. 工业, 2017(3):00187-00187.
论文作者:杨国欣
论文发表刊物:《电力设备》2018年第28期
论文发表时间:2019/4/1
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