污水廠控制系統(tǒng)智能化的實踐應(yīng)用

薛彥宏 吳全富 高顏顏

摘要：傳統(tǒng)污水廠控制系統(tǒng)存在技術(shù)不完善，在線檢測存在不到位以及不達標的問題，導(dǎo)致大量人力、財力以及物力被浪費?；诩苫约爸悄芑夹g(shù)的發(fā)展，使得污水廠控制系統(tǒng)也朝向智能化方向發(fā)展。為此，本文簡要分析了原理與功能，并討論了粗格柵以及提升泵等不同工藝設(shè)備的控制方法，以期明確污水廠控制系統(tǒng)智能化的時間運用方式以及價值。

關(guān)鍵詞：污水廠;控制系統(tǒng);智能化

如今，我國污水處理普遍運用傳統(tǒng)活性污泥處理方式，該方式最為明顯的優(yōu)勢在于工藝技術(shù)完善、出水質(zhì)量優(yōu)秀、二次污染較少且無需投入過多的運行成本。然而，因為該方式在進行微生物反應(yīng)過程中，關(guān)于外部環(huán)境的要求較為嚴格。故而，穩(wěn)定的工藝管控對確保出水質(zhì)量與縮減投入的生產(chǎn)成本而言至關(guān)重要。為此，許多污水廠引入智能化控制系統(tǒng)，以希望從根本上處理上述問題，確保出水質(zhì)量不受到影響的基礎(chǔ)上，最大程度減少投入的污水處理成本。

一、工作原理

污水處理廠智能化自動控制系統(tǒng)的核心為智能工控軟件負責，軟件則包含有自動分析系統(tǒng)以及工藝控制部分兩個部分。具體如下：

第一，自動分析系統(tǒng)。主要功能是構(gòu)建工藝曲線，通過在線及時收集以及人工輸入的方式，將進水、出水的COD、BOD以及磷等具體指標同工藝流程管控的污泥濃度、溶解氧以及回流比等指標利用曲線予以對比，同時加以綜合性分析，尋找即時的最佳運行工藝孔管控曲線，同時針對工藝予以控制。

第二，工藝控制部分。該部分具體包含有上位工控機、工位PLC、電控實施結(jié)構(gòu)。核心為上位機的智能掌控，這一功能從通過上位機專業(yè)運用軟件實現(xiàn)，這一軟件運用始終循環(huán)掃描的工作方法，工作具有良好的可靠性以及穩(wěn)定性。尚未工控設(shè)備具有智能化管控功能，能夠運用時間、溶解氧以及污泥濃度等不同指標予以智能化的自主分析，同時實現(xiàn)多方面管控。而設(shè)定時間最大程度規(guī)避用電高峰;溶解氧設(shè)立上限與下限，確保工藝;預(yù)設(shè)反應(yīng)池污泥濃度相關(guān)標準，對回流泵以及剩下的污泥泵予以管控，確保反應(yīng)池內(nèi)的活性污泥量達到最佳，借此減少污水廠處理污水期間所產(chǎn)生的能耗。

各個工位的PLC按照上位機遠程傳輸?shù)男盘栭_展工作，并依照流程管控電控執(zhí)行機構(gòu)進行工作具體任務(wù)是結(jié)合工藝要求，針對風機、剩余污泥泵等設(shè)備予以自行管控。污水處理廠工藝自動控制系統(tǒng)原理具體如下圖所示：

二、主要工藝設(shè)備控制方法

（一）粗格柵

污水廠中兩臺刮板式粗格柵之間錯開，然后按照時間順序自主運行。通常情況下，設(shè)定為間隔15min至30min運行，單次運行時長在5min至15min。格柵前后均未設(shè)立液位計，水位差值達到預(yù)設(shè)的臨界值，則格柵自主開始持續(xù)性工作。若遇到預(yù)計或是其余特別情況，導(dǎo)致水位達到預(yù)設(shè)的警戒水位，系統(tǒng)將下達指令自主打開事故出口閘門，從而保證安全。

（二）提升泵與細格柵

34臺潛污泵能夠結(jié)合水位自行啟動與關(guān)停。液位中級設(shè)計四個段位，包括低、中、高以及報警。水位處于低的狀態(tài)，3臺水泵同時終止工作;水位處于中狀態(tài)，第一臺水泵啟動工作;水位顯示高時，在第一臺水泵啟動工作的同時，第二臺水泵同時工作;水位顯示警戒時，三臺水泵同時啟動工作，同時報警水位將通過報警聲音向工作人員報警，水泵工作次序結(jié)合實際情況確認。

系統(tǒng)包含有三臺轉(zhuǎn)鼓式細格柵以及三臺水泵，于聯(lián)動狀態(tài)下，與三臺提升泵聯(lián)動，處于自動狀態(tài)下，液位可以加以控制，如果也為超出限定值，則細格柵自行啟動。螺旋輸送設(shè)備將細格柵中的固體物自動定期送出，具體的工作時間能夠結(jié)合現(xiàn)實狀況予以設(shè)定。

（三）曝氣系統(tǒng)

該系統(tǒng)屬于污水廠核心的水處理反應(yīng)系統(tǒng)，為好氧的污泥共提供相應(yīng)的條件，也是污水廠耗能以及確保出水質(zhì)量的系統(tǒng)。該系統(tǒng)具體動力設(shè)備包括3 臺羅茨鼓風機，監(jiān)控所使用的主要參數(shù)以污泥濃度以及溶解氧量為主。具體運行方式如下所示：

第一，時間控制運轉(zhuǎn)方法。該工作方法是結(jié)合經(jīng)驗或是溶解氧管控時間以獲得運行曲線，將預(yù)設(shè)的運行時間錄入計算機之中，由計算機依照該預(yù)定流程管控三臺風機的啟動以及關(guān)停。其優(yōu)勢在于工作可靠性優(yōu)秀，不容易受到外界環(huán)境或是監(jiān)控參數(shù)的干預(yù)，能夠避讓高峰用電時間。但也有缺陷，即容易受到人主觀因素的干預(yù)，無法結(jié)合監(jiān)控參數(shù)第一時間調(diào)節(jié)風機的工作狀況。

第二，溶解氧量管控方法。該工作方法是結(jié)合監(jiān)控的溶解氧參數(shù)實現(xiàn)對三臺風機工作現(xiàn)狀的控制，預(yù)先設(shè)定溶解氧量的上限以及下限，風機結(jié)合溶解氧量預(yù)設(shè)的下限進行啟動，結(jié)合溶解氧量所預(yù)設(shè)的上限終止工作。該控制方式的優(yōu)勢在于可以精確保障工藝指標，溶解氧量能夠限定在特定的范圍之中，確保出水質(zhì)量的穩(wěn)定性。但也存在一定缺陷，即風機受到監(jiān)控參數(shù)的約束，數(shù)據(jù)采集探頭所處工作環(huán)境不佳，容易產(chǎn)生數(shù)據(jù)精確度不足或是其余問題而使得風機出現(xiàn)誤動作。所以采用該控制方式的同時，需要為其添加附加程序，以實現(xiàn)延時開啟或是停止，以避免風機頻繁啟動。

第三，時間與溶解氧量雙重職能控制方法。該方式融合了兩種特殊的設(shè)計方式，屬于職能工作的核心內(nèi)容。設(shè)定時間段以及溶解氧含量模式之后，計算機能夠結(jié)合時間以及溶解氧設(shè)定的范圍自行智能選用運行模式，即遵照“先到先啟停”的基本原則。若時間段或是溶解氧含量滿足啟動設(shè)定標準，則風機此時啟動。若時間段或是溶解氧含量滿足停止的設(shè)定值，則風機關(guān)停。該方式的優(yōu)勢在于自動化程度較高，不僅能夠保證水內(nèi)的溶解氧量滿足要求，出水質(zhì)量符合要求，且可以回避用電高峰，減少運行所需要投入的成本，且能夠獲得合理的運行曲線。但該方式也有缺陷，即關(guān)于監(jiān)控數(shù)據(jù)的收集較為嚴苛，關(guān)于采集溶解氧量信息數(shù)據(jù)的探頭需要定期清潔，關(guān)于監(jiān)控值班工作人員的要求相對較高。

結(jié)束語

污水處理廠智能化自動控制系統(tǒng)軟件運用，可以實現(xiàn)污水處理廠管理工作的智能化以及自動化，提高污水處理廠整體工作效率。為此，污水處理廠應(yīng)積極發(fā)展控制系統(tǒng)智能化，通過引入先進的工藝涉筆以及控制方式提高污水廠工作效率。

參考文獻：

[1]?? 代潔，范岳峰.實現(xiàn)高可靠智能化污水廠控制系統(tǒng)的方法與實踐[J].水工業(yè)市場，2019（3）：47-51.

[2]?? 劉釗，劉曉川.構(gòu)建綜合運營控制系統(tǒng)實現(xiàn)污水處理廠管理智能化[J].中國高新科技，2018，000（003）：P.80-82.

[3]?? 葛廣進.自動化控制系統(tǒng)在污水處理中的應(yīng)用設(shè)計[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2019，000（002）：190-193.