PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)在污水處理中的應(yīng)用

陳利鋒

摘? ? 要：本文針對(duì)PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)相關(guān)內(nèi)容展開論述，通過研究PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)在進(jìn)水泵房、細(xì)柵格結(jié)構(gòu)、旋流沉砂池、曝氣量控制、污泥回流量、藥物處理階段、排水前檢測、運(yùn)行故障監(jiān)測中的具體應(yīng)用，其目的在于提升PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)用效果，提高污水的處理效果。

關(guān)鍵詞：PLC自動(dòng)控制系統(tǒng);進(jìn)水泵房;細(xì)柵格結(jié)構(gòu);旋流沉砂池

1? 前言

城市污水的主要來源有生活污水、工業(yè)廢水、雨水等，如果直接將污水排放到外界，那么也將給周圍環(huán)境帶來嚴(yán)重的負(fù)面影響。在城市污水量激增的背景下，如何提升污水廠處理效率和處理質(zhì)量，也成為企業(yè)重點(diǎn)關(guān)注的問題。借助PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)用優(yōu)勢，將其融入到污水處理過程中，對(duì)于優(yōu)化污水處理過程有著積極地意義。

2? PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)相關(guān)內(nèi)容論述

2.1? 主要構(gòu)成

相比其他類型的應(yīng)用技術(shù)，PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用便捷性與適用性較強(qiáng)，可以滿足多種類型機(jī)械設(shè)備自動(dòng)化控制所需。在具體應(yīng)用過程中，該技術(shù)由多組應(yīng)用模塊結(jié)構(gòu)組成，包括電源模塊、存儲(chǔ)模塊、信息采集處理模塊、信息輸送模塊等。電源模塊屬于所有系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的核心所在，該模塊主要由主電源和備用電源兩部分構(gòu)成，從而為系統(tǒng)正常運(yùn)行提供必要的動(dòng)力來源。存儲(chǔ)模塊是進(jìn)行信息備份的模塊系統(tǒng)，現(xiàn)階段模塊會(huì)與云存儲(chǔ)技術(shù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，從而提高了信息存儲(chǔ)效率。信息采集處理模塊是確保系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)模塊，其主要任務(wù)便是進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的采集、校驗(yàn)、分類、處理等內(nèi)容，從而為主系統(tǒng)指令下達(dá)提供科學(xué)性依據(jù)。信息傳遞模塊是進(jìn)行處理后數(shù)據(jù)信息傳輸、接收操作的模塊，與其他類型的模塊都存在著較大的關(guān)聯(lián)性，從而為系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.2? 工作原理

在PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)工作階段，核心的工作任務(wù)便是進(jìn)行信息采集和存儲(chǔ)，從而為系統(tǒng)運(yùn)行提供可靠的數(shù)據(jù)支持。在實(shí)際應(yīng)用中，其工作原理如下：第一，借助安裝在污水處理設(shè)備中的傳感器，對(duì)于目前污水處理數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，如曝氣池溶解氧含量、污水懸浮物含量、水質(zhì)中TP、TN、COD濃度等，對(duì)其進(jìn)行分類處理后，傳遞到主控制系統(tǒng)。第二，主控制系統(tǒng)在接收到預(yù)處理數(shù)據(jù)后，會(huì)對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步處理，同時(shí)下達(dá)調(diào)節(jié)指令，如調(diào)整用藥量、進(jìn)水泵功率等。第三，執(zhí)行單元會(huì)對(duì)指令進(jìn)行執(zhí)行，同時(shí)還會(huì)將執(zhí)行結(jié)果反饋給主系統(tǒng)進(jìn)行存儲(chǔ)，以此來提高數(shù)據(jù)的實(shí)用價(jià)值。

3? PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)在污水處理過程中的具體應(yīng)用

3.1? 進(jìn)水泵房

在污水廠正常工作的過程中，進(jìn)水泵房屬于基礎(chǔ)性設(shè)施，該設(shè)施在實(shí)際應(yīng)用中，掌管著污水處理過程中的污水進(jìn)入速度、進(jìn)入流量等內(nèi)容。將PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)用到其中時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：第一，在儲(chǔ)水池中安裝水位監(jiān)測的傳感器，在儲(chǔ)水池內(nèi)的污水量超過某一水位時(shí)，自動(dòng)控制系統(tǒng)會(huì)向進(jìn)水泵下達(dá)啟動(dòng)指令。第二，在污水處理廠入口處會(huì)設(shè)置多個(gè)不同功率的進(jìn)水泵，根據(jù)水位變化情況，動(dòng)態(tài)調(diào)整進(jìn)水泵啟動(dòng)數(shù)量。第三，如果水位開始下降，此時(shí)系統(tǒng)也會(huì)依次下達(dá)進(jìn)水泵關(guān)閉指令，順序與啟動(dòng)梯度相反，在減少資源損耗的同時(shí)，提高水泵的工作效率。

3.2? 細(xì)柵格結(jié)構(gòu)

在污水廠正常工作的過程中，細(xì)柵格的主要作用便是對(duì)污水中的懸浮物進(jìn)行過濾，以此來避免管道擁堵的情況。將PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)用到其中時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1）在進(jìn)水泵開始工作之后，系統(tǒng)內(nèi)的除污耙也會(huì)啟動(dòng)，和其相關(guān)聯(lián)的柵渣壓實(shí)脫水機(jī)和螺旋式輸送機(jī)也會(huì)接到指令開始工作。（2）在進(jìn)水泵暫時(shí)停止工作后，除污耙也會(huì)在一段時(shí)間后停止工作，而柵渣壓實(shí)脫水機(jī)和螺旋式輸送機(jī)則會(huì)在除污耙停止工作后的一段時(shí)間內(nèi)，依次停止工作，具體的時(shí)機(jī)根據(jù)PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)下達(dá)指令為準(zhǔn)，從而提升除污過程的有序性。

3.3? 旋流沉砂池

旋流沉砂池的主要作用便是對(duì)污水進(jìn)行有效沉淀，使水體中的懸浮物得到進(jìn)一步沉淀，使水體濁度得到進(jìn)一步降低。因?yàn)樾鞒辽俺氐臄嚢枞~基本處于持續(xù)工作的狀態(tài)，所以PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)在對(duì)其進(jìn)行自動(dòng)化控制時(shí)，主要管控的內(nèi)容便是排砂處理時(shí)機(jī)的掌握。在沉淀池底沉砂厚度超過某一數(shù)值后，此時(shí)控制系統(tǒng)便會(huì)下達(dá)清砂指令，與之相匹配的除砂泵、排砂閥門便會(huì)啟動(dòng)，完成階段性排砂工作后，又可以利用沖洗水對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行沖洗，避免結(jié)構(gòu)堵塞的情況，隨后系統(tǒng)下達(dá)待機(jī)指令，等待下階段工作的開啟。

3.4? 曝氣量控制

目前在對(duì)污水中一些有機(jī)物進(jìn)行處理時(shí)，常用的處理工藝便是生化處理法，借助微生物的新陳代謝活動(dòng)來去除污水中的污染物。利用PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行處理時(shí)，需要根據(jù)生化池占地面積、處理效率來確定系統(tǒng)負(fù)荷條件與實(shí)際需氧量。在低于臨界值之后，系統(tǒng)便會(huì)下達(dá)啟動(dòng)指令，對(duì)于曝氣機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)整，使其可以快速補(bǔ)充生化池內(nèi)的含氧量。在情況穩(wěn)定或者溶解氧含量較大時(shí)，也可以利用降低曝氣機(jī)轉(zhuǎn)速的方式來穩(wěn)定生化池內(nèi)的含氧量，以此來起到減少能源損耗的作用。

3.5? 污泥回流量

在污水處理的過程中，污泥回流一直都是比較重要的待處理問題，通常情況下，在處理積存污泥時(shí)，會(huì)通過濃縮、脫水、排出的方式來處理污泥。在對(duì)污泥回流問題進(jìn)行自動(dòng)控制時(shí)，會(huì)通過控制各運(yùn)行設(shè)備啟動(dòng)時(shí)機(jī)，來避免此類問題的出現(xiàn)。在具體的控制過程中，會(huì)先啟動(dòng)傾斜式螺旋輸送機(jī)，將池底的污泥挖取上來，隨后再傾倒在水平螺旋輸送機(jī)上進(jìn)行污泥 的輸送，在達(dá)到濃縮脫水機(jī)位置處時(shí)，啟動(dòng)設(shè)備進(jìn)行污泥的濃縮脫水處理，最后將處理后的污泥進(jìn)行加藥處理，將其中一些有害物質(zhì)分解之后，運(yùn)離污水廠進(jìn)行集中處理。

3.6? 藥物處理階段

完成上述步驟處理后的污水其濁度、污染物含量都得到了大幅度降低，但是其中含有一些有害病菌、病毒、微生物、藻類等，需要對(duì)其進(jìn)行消毒處理后再進(jìn)行排放。目前使用較多的消毒藥劑以氯氣為主，PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)在應(yīng)用階段，主要控制目標(biāo)是對(duì)氯氣的通入量、通入速度進(jìn)行控制，防止氯氣添加量過多，影響到水體環(huán)境中的化學(xué)成分。在實(shí)際控制中，會(huì)對(duì)污水流量情況進(jìn)行監(jiān)測，根據(jù)流量的高低來調(diào)整氯氣參數(shù)，以此來確保污水處理工作的順利進(jìn)行。

3.7? 排水前檢測

在污水排出污水廠之前，還需要對(duì)其進(jìn)行一些參數(shù)的檢測，如處理后污水濁度、含氧量、總氮、總磷、余氯等內(nèi)容。這也依托于PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)的傳感器來完成數(shù)據(jù)的采集。國家在污水排放標(biāo)準(zhǔn)中，將其分為了幾個(gè)等級(jí)，不同等級(jí)對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)也存在著較大差異，可以將其來作為評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)。如果不滿足排放標(biāo)準(zhǔn)，那么需要對(duì)其進(jìn)行二次處理，直到滿足要求后才可以進(jìn)行排放。PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)在此過程中，除了做好調(diào)控外，還會(huì)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，為后期智能化系統(tǒng)的運(yùn)營奠定基礎(chǔ)。

3.8? 運(yùn)行故障監(jiān)測

在PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)用情況下，污水處理過程已經(jīng)形成了比較完善的應(yīng)用體系，有效提升了系統(tǒng)的工作效率。因?yàn)槲鬯畯S電力設(shè)備工作時(shí)間相對(duì)較長，所以在長時(shí)間的運(yùn)行過程中，很容易出現(xiàn)一些運(yùn)行故障，如結(jié)構(gòu)老化、線路短路等，從而影響到正常的工作狀態(tài)。借助PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)能夠利用傳感器對(duì)于目前的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在故障所在位置，對(duì)其進(jìn)行處理，從而穩(wěn)定系統(tǒng)的工作狀態(tài)，提升系統(tǒng)工作狀態(tài)的穩(wěn)定性。

4? 結(jié)束語

綜上所述，在城市發(fā)展速度不斷加快的背景下，每天產(chǎn)生的污水總量也在增加，如何提高污水處理質(zhì)量和處理效率，也成為企業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)問題。PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)的融入，提高了污水處理過程的系統(tǒng)性，而且合理調(diào)整設(shè)備運(yùn)行功率，有利于減少能源消耗，提升資源的利用效率。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張思遠(yuǎn)，李建莉，曾楠.對(duì)PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)在污水處理中的運(yùn)用初探[J].現(xiàn)代鹽化工，2020（2）：53～54.

[2] 石永豐.PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)在污水處理中的應(yīng)用[J].電聲技術(shù)，2019（10）：57～59.