制藥廠污水處理自動控制系統(tǒng)的實現(xiàn)研究

孫立輝

摘要：隨著當前中國經(jīng)濟的發(fā)展，我國制藥行業(yè)發(fā)展迅速，但是，與此相對應的污水處理問題也成為各方關注的焦點。本文以制藥廠污水處理自動控制系統(tǒng)為研究重點，探究如何在水質(zhì)、用水量波動大的情況下解決污水問題，利用自動化的控制系統(tǒng)，實現(xiàn)并提高污水的專業(yè)化處理水平。

關鍵詞：制藥廠；污水處理自動控制系統(tǒng)

現(xiàn)今人們在注重物質(zhì)生活質(zhì)量的同時還更加關注居住環(huán)境的優(yōu)良問題，污水問題作為當前生活中不可避免的問題，涉及到居住環(huán)境、可持續(xù)發(fā)展等多個方面，這項系統(tǒng)、復雜的工程以設備材質(zhì)、生產(chǎn)工藝、水質(zhì)條件等為基礎，采用相關的先進的管理技術，通過提高和改善水質(zhì)，最終真正實現(xiàn)生化法的處理方式，以達到良好的污水處理效果。

一、制藥廠污水處理自動控制系統(tǒng)的工藝流程

本文以DSC控制應用系統(tǒng)為研究出發(fā)點，采用厭氧--缺氧--好氧的處理方法，通過四個工藝流程的相互配合，達到良好的預期效果，這四個工藝過程分別包括：預處理系統(tǒng)、生化處理系統(tǒng)、沉淀處理系統(tǒng)和后處理系統(tǒng)。

（一）預處理系統(tǒng)

預處理系統(tǒng)的關鍵是對污水進行分析、處理，利用不同的污水濃度，將高濃度和低濃度的廢水適用不同的處理方法，達到節(jié)約成本、正確治理的目的。首先，高濃度的污水可以利用沉砂池進行沉淀，沉淀之后進行關鍵的酸堿中和處理，這一步驟在中和池中進行，然后依據(jù)生物分解原理，在厭氧池中進行生物分解，最后進入調(diào)節(jié)沉淀池進行最終的沉淀工作。相對應的，低濃度的廢水處理方式相對簡單，先經(jīng)過沉砂池做沉淀處理，然后進入中和池做酸堿中和處理，最后直接進入最終的調(diào)節(jié)沉淀池，并與高濃度的廢水混合處理。

（二）生化處理系統(tǒng)

生化處理系統(tǒng)利用微生物的作用，將廢水首先由調(diào)節(jié)沉淀池進入高效的生物組合池中，然后進行兼氧—好氧的曝光，有機污染物會被微生物氧化分解，使得營養(yǎng)物質(zhì)被消耗，微生物在此過程中不斷繁殖，而廢水也得到了凈化。

（三）沉淀處理和后處理系統(tǒng)

前兩個過程的關鍵是去除污水中的有機污染物，去除之后要在二沉池中進行固液分離，分離后的廢水和污泥分別適用不同的污水處理方式。分離后的水要先進入后處理池，然后添加藥物，在藥物的作用下將清水外排；而相對應的將污泥進入集泥池，先進行濃縮，然后加上藥物混合，最終經(jīng)過絮凝反應后，再進入脫水工房進行脫水處理，處理后的泥餅可以根據(jù)不同的需要，將一部分堆肥，另一部分可以打包外運最終填埋。

二、制藥廠污水處理自動控制系統(tǒng)的組成

該系統(tǒng)除了有嚴格的四個組成系統(tǒng)控制以外，還需要相應的電控系統(tǒng)的構成，這一控制方式采用DSC控制系統(tǒng)，由三級分布式控制系統(tǒng)構成。首先，上位機是以工控機顯示的工藝流程控制和報警信號等構成，下位機主要為PLC控制，而現(xiàn)場控制單元由控制儀表等設備構成。這三個部分除了有不同的系統(tǒng)組成要求外，還需要相互連接，進行傳輸。其中，PLC和工控機之間主要是使用串口通訊的處理方法，而控制儀表之間和PLC之間則需要利用標準信號進行數(shù)據(jù)的傳送。三個部分之間通過相互配合，以最終達到良好的整體效果，充分發(fā)揮自動化的現(xiàn)代技術理念，節(jié)省發(fā)展成本，提高使用效率。

（一）上位機

上位機主要由通用的工控計算機組成，在使用過程中其顯示工藝流程以及電磁閥和電機的運行、控制和故障等，與此同時還能更進一步的顯示出故障的部位或者是處理方法。這一硬件設施會將溫度、溶解氧、料位等模擬量存入硬盤中，同時設計保存期主要是一年，以方便定時或隨時打印和參考。上位機的軟件控制平臺主要以西門子WCC視窗控制中心為主，建立監(jiān)控畫面、圖形以及各種圖形內(nèi)部的管理系統(tǒng)。上位機另一個重要的組成部分就是驅(qū)動程序，這一程序主要是形成上位機監(jiān)控系統(tǒng)，分別包括分畫面和主畫面兩部分，起主要作用的是主畫面，所有的管線和設備包括在主畫面中，因此能夠清晰的反映出各級設備不同的運行狀況，而分畫面中主要包括不同的處理系統(tǒng)，例如生化處理系統(tǒng)、沉淀處理系統(tǒng)、預處理系統(tǒng)和后處理、報警處理系統(tǒng)等。這些畫面隨時被工作人員監(jiān)督考察，通過檢查不同的池中液體位置的高低、各種電機的運行狀況、控制回路以及主回路的運行狀況等，最終檢查電動機的運行結果，對污水的狀況及時處理。

（二）下位機

下位機在使用過程中具有良好的顯著特點，包括循環(huán)周期短、指令集功能強大、處理速度高、模塊化結構等，其在使用中實現(xiàn)了工藝邏輯控制算法，在電動機以及電磁閥等的應用下，通過輸入信號實現(xiàn)現(xiàn)場控制單元。同時，下位機還能就短路、電動機停止等發(fā)出警報，PLC還可以根據(jù)最終的模擬狀態(tài)來決定電動機的停啟等。

（三）現(xiàn)場控制單元

控制儀表是現(xiàn)場控制單位的主要組成部分，其可以將現(xiàn)場采集的模擬信號最終轉(zhuǎn)變成標準信號，將標準信號經(jīng)PLC調(diào)節(jié)運行后，最終達到控制執(zhí)行機構的作用。

三、制藥廠污水處理自動控制系統(tǒng)的應用

（一）解決水資源短缺問題，促進可持續(xù)發(fā)展

隨著當前中國經(jīng)濟的發(fā)展，我國對水資源的需求量在逐步升高，無論是生活用水還是工業(yè)用水，水資源短缺問題成為制約經(jīng)濟發(fā)展的關鍵因素。制藥企業(yè)污水處理自動控制系統(tǒng)的實現(xiàn)應用將很好的解決污水處理問題，利用先進的技術條件，提升污水處理技術，節(jié)省人力成本的同時對經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展有重大的經(jīng)濟意義、現(xiàn)實意義和社會意義。

（二）提高污水處理效率，節(jié)約運行成本

污水處理自動控制系統(tǒng)是在當前經(jīng)濟技術進步的情況下，結合時代發(fā)展的需要所提供的一種先進的處理理念，這種先進的處理方式利用計算機技術和微生物處理技術等，對數(shù)據(jù)進行及時的記錄、分析，調(diào)整可操作的參數(shù)因素，達到最優(yōu)的運行狀態(tài)的同時將污水處理變得更加自動化以及可控化，在解決人力資源運行效率降低的情況下減少能源耗用，代替人工操作的同時減少事故的發(fā)生，最終降低勞動強度，提高控制系統(tǒng)的可靠性。

四、總結

本系統(tǒng)的發(fā)展應用是在結合當前經(jīng)濟發(fā)展、追求保護環(huán)境、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的前提下順應減少成本、追求最大經(jīng)濟利益的經(jīng)濟發(fā)展理念，通過應用PLC控制系統(tǒng)，將設備分散、處理復雜的問題簡單化、程序化和設備化，節(jié)省人力的同時滿足工藝的要求，使污水處理效果得到提升，提高發(fā)展效率的同時節(jié)約成本，達到最大的經(jīng)濟效益、環(huán)境效益以及社會效益。

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