自動(dòng)化控制系統(tǒng)在污水處理中的應(yīng)用

自動(dòng)化控制系統(tǒng)在污水處理中的應(yīng)用專業(yè)：城市檢測(cè)與工程技術(shù)學(xué)號(hào)：092105350235姓名：楊

佳指導(dǎo)教師：秦品珠水凈化過(guò)程的演變水體自凈污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)的誕生

早期技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)、調(diào)試而處理廠的處理構(gòu)筑物較多,需要進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)的項(xiàng)目指標(biāo)多而復(fù)雜，工程量大。隨著工業(yè)化進(jìn)程的發(fā)展，自動(dòng)控制系統(tǒng)漸漸應(yīng)用到污水處理工藝過(guò)程監(jiān)測(cè)過(guò)程當(dāng)中，并且取得了相當(dāng)好的效果，既節(jié)省了人力資源又節(jié)約了能源，有著廣闊的發(fā)展前景。自動(dòng)控制系統(tǒng)的工作原理

自動(dòng)控制系統(tǒng)以PLC器件構(gòu)成子站，通過(guò)光纜、雙絞線，將PLC和中繼器、網(wǎng)橋、集線器、服務(wù)器、操作站相連，構(gòu)成一個(gè)局域網(wǎng)，以太網(wǎng)。PLC作為下位機(jī)，可以和現(xiàn)場(chǎng)的傳感器、變送器、自動(dòng)化儀表相連，進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)管理。信號(hào)通過(guò)傳感器、自動(dòng)化儀表反饋到PLC，通過(guò)PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，然后對(duì)控制對(duì)象進(jìn)行管理。自動(dòng)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)集中式控制結(jié)構(gòu)

中心控制系統(tǒng)在中心控制室對(duì)全廠水處理系統(tǒng)實(shí)施控制，每個(gè)水處理系統(tǒng)又相互獨(dú)立，有各自專門的PLC實(shí)施控制。故障診斷實(shí)時(shí)性

PLC實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的硬件運(yùn)行情況，功能針對(duì)性強(qiáng)，查找故障方便，排除也快，即使PLC出現(xiàn)問(wèn)題，將程序重裝一遍，也僅用幾分鐘。服務(wù)器出現(xiàn)故障系統(tǒng)崩潰，重新安裝、配置也僅用一個(gè)小時(shí)。修改和維護(hù)

PLC編程容易，可以在線離線編程，可以用模塊圖、梯形圖、指令圖，任選，即改即用，對(duì)設(shè)計(jì)維護(hù)相當(dāng)便利。若采用模塊圖編程，設(shè)計(jì)會(huì)更加方便。錫山市污水處理廠簡(jiǎn)介

錫山市污水處理廠擬建設(shè)處理規(guī)模為5萬(wàn)噸/日的污水處理廠，一期2萬(wàn)噸/日（已完成），二期3萬(wàn)噸/日。自動(dòng)控制系統(tǒng)在錫山污水處理廠的應(yīng)用錫山市污水處理廠的自動(dòng)化控制系統(tǒng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中央控制室監(jiān)控設(shè)備可編程控制器檢測(cè)儀表避雷閉路監(jiān)控錫山污水處理廠工藝流程圖進(jìn)水粗格柵提升泵站細(xì)格柵調(diào)節(jié)池污泥回流泵站二沉池氧化溝曝氣沉砂池脫水間出水池污泥回流超聲波液位差計(jì)超聲波液位差計(jì)氧化還原電位在線測(cè)定儀，溶解氧在線測(cè)定儀，污泥濃度計(jì)泥位計(jì)電磁流量計(jì)pH計(jì)、COD在線測(cè)定儀、污泥濃度計(jì)泥餅外運(yùn)外排入江河錫山污水處理廠自動(dòng)控制系統(tǒng)布局（一）進(jìn)水

在進(jìn)水管中安裝了電磁流量計(jì)（參考型號(hào)：YB6000系列）

，實(shí)時(shí)測(cè)量進(jìn)水流量并在現(xiàn)場(chǎng)及中央控制室電腦顯示器上顯示預(yù)處理進(jìn)水泵站的液位值，并自動(dòng)根據(jù)該液位值的高低控制三臺(tái)進(jìn)水提升泵的啟停，使三臺(tái)提升泵的運(yùn)行時(shí)間基本上保持平衡，并在電腦上顯示出各臺(tái)提升泵的啟停狀態(tài)。（二）格柵

在粗、細(xì)格柵前后均設(shè)置了超聲波液位差計(jì)（參考型號(hào)：品牌DYWSJ型號(hào)DYWSJ）

，并在現(xiàn)場(chǎng)及中央控制室電腦顯示器上實(shí)時(shí)顯示粗、細(xì)格柵前后液面的液位差值。根據(jù)本廠的處理水質(zhì)水量設(shè)定了工藝值，當(dāng)前后液位差值大于或等于該工藝值時(shí)，可以自動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)粗、細(xì)格柵的連鎖啟停。錫山污水處理廠自動(dòng)控制系統(tǒng)布局（三）調(diào)節(jié)池

在調(diào)節(jié)池中設(shè)置了pH計(jì)，可以測(cè)定瞬時(shí)進(jìn)水pH值，以反映進(jìn)水水質(zhì)是否符合處理要求。進(jìn)水pH值的設(shè)定要求范圍是4.0～9.0，當(dāng)進(jìn)水pH值不在此范圍內(nèi)時(shí)，中控室電腦上會(huì)發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，并自動(dòng)關(guān)閉進(jìn)水閘門，以保證出水水質(zhì)。（四）氧化溝

在氧化溝厭氧池中設(shè)置氧化還原電位（ORP）在線測(cè)定儀一臺(tái)（參考型號(hào)：弗郎牌FLP204智能型）

，在缺氧池及好氧池中分別設(shè)置溶解氧（DO）在線測(cè)定儀(參考型號(hào)：弗郎牌FLP204智能型）

兩臺(tái)，在現(xiàn)場(chǎng)及中控室電腦上均可實(shí)時(shí)顯示測(cè)定值。錫山污水處理廠自動(dòng)控制系統(tǒng)布局（五）好氧池

在好氧池中設(shè)置污泥濃度計(jì)（參考型號(hào)：弗郎牌FLS-100）兩臺(tái)，實(shí)施監(jiān)測(cè)好氧池中的污泥濃度，當(dāng)池中污泥濃度較大時(shí)，會(huì)及時(shí)減少二沉池中的污泥回流量，增加排泥；當(dāng)濃度較小時(shí)時(shí)，會(huì)適當(dāng)增加污泥回流量。以上控制過(guò)程均可以在中央控制室內(nèi)根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。（六）二沉池

在二沉池中設(shè)置一臺(tái)泥位計(jì)（參考型號(hào)：QFWJ-100型），當(dāng)在線監(jiān)測(cè)泥位值偏高時(shí)，可自動(dòng)調(diào)節(jié)刮吸泥機(jī)、排泥設(shè)備，將剩余污泥外排，防止沉淀污泥發(fā)生腐敗。錫山污水處理廠自動(dòng)控制系統(tǒng)布局（七）出水池

在出水池中設(shè)置pH計(jì)（參考型號(hào)：HANNA牌30100-0165）

、COD在線測(cè)定儀（參考型號(hào)：DEK-1001-WMCOD）

、污泥濃度計(jì)（參考型號(hào)：博克斯FILTR550）

各一臺(tái)，并在現(xiàn)場(chǎng)及中控室實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)顯示測(cè)定值，工作人員可隨時(shí)掌握出水水質(zhì)情況，并判定出水是否達(dá)標(biāo)排放。赤坎水質(zhì)凈化廠出水要求達(dá)到國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。總體評(píng)價(jià)及存在的問(wèn)題優(yōu)點(diǎn)：

本廠所采用的污水處理自動(dòng)化控制系統(tǒng)借鑒了國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的計(jì)算機(jī)軟、硬件技術(shù)，控制理論及算法，實(shí)現(xiàn)了污水處理全過(guò)程自動(dòng)智能控制，節(jié)省了人力資源，能夠及時(shí)、準(zhǔn)確地反映工藝過(guò)程中各個(gè)工藝參數(shù)的變化情況，并通過(guò)聲光報(bào)警，數(shù)據(jù)溢出時(shí)自動(dòng)暫停設(shè)備等方式提醒工作人員根據(jù)參數(shù)變化及時(shí)做出調(diào)整對(duì)策，保證整套處理過(guò)程長(zhǎng)期穩(wěn)定、高效地運(yùn)行?？傮w評(píng)價(jià)及存在的問(wèn)題缺點(diǎn)：

1）污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)中所采用的一些自動(dòng)化檢測(cè)設(shè)備、儀表、閥門的功能和精度目前還很不完善，在實(shí)際應(yīng)用中達(dá)不到預(yù)期的效果，誤差很大。2）雖然許多污水處理廠采用ORP、DO、pH值作為參數(shù)來(lái)控制出水水質(zhì)，調(diào)節(jié)曝氣量，但是當(dāng)控制器無(wú)法找到ORP特征點(diǎn)時(shí)，污水處理系統(tǒng)仍然會(huì)按照時(shí)間來(lái)控制整個(gè)處理過(guò)程。總體評(píng)價(jià)及存在的問(wèn)題

3）污水水質(zhì)的監(jiān)測(cè)與控制存在滯后問(wèn)題，例如根據(jù)好氧池中的DO來(lái)控制鼓風(fēng)機(jī)的曝氣風(fēng)量，由于生化處理系統(tǒng)本身是處于動(dòng)態(tài)平衡當(dāng)中的，操作人員通過(guò)在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)DO偏低（或偏高），并通過(guò)調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機(jī)葉輪轉(zhuǎn)速來(lái)實(shí)現(xiàn)增加（或減少）曝氣量，在此過(guò)程中，DO值監(jiān)測(cè)與鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量調(diào)節(jié)之間的滯后可能會(huì)導(dǎo)致鼓風(fēng)機(jī)無(wú)法準(zhǔn)確地根據(jù)好氧池中實(shí)際溶解氧的濃度來(lái)提供曝氣量，難以真正達(dá)到節(jié)能的目的?？傮w評(píng)價(jià)及存在的問(wèn)題

4）儀器設(shè)備維護(hù)難度大。例如pH計(jì)、污泥濃度計(jì)、泥位計(jì)等儀器均有嚴(yán)格的使用維護(hù)要求，包括接觸探頭的定期清洗、標(biāo)定，設(shè)備損耗維修等等，并且現(xiàn)階段我國(guó)污水處理廠大都采用是進(jìn)口設(shè)備儀器，價(jià)格昂貴，這也在一定程度上增加了污水處理廠的投資費(fèi)用。結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)今我國(guó)污水處理廠多是采用國(guó)外進(jìn)口設(shè)備與控制系統(tǒng)，價(jià)格高，維護(hù)困難。并且目前我國(guó)國(guó)產(chǎn)的在線分析測(cè)定儀器設(shè)備還不能達(dá)到精度要求，因此，進(jìn)行我國(guó)自主研發(fā)設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化控制系統(tǒng)，并提高儀器設(shè)備的測(cè)量精度和質(zhì)量，降低維護(hù)費(fèi)用，是我們現(xiàn)階段以及今后污水處理廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)發(fā)展的主要方向。致謝

在學(xué)習(xí)中，秦品珠老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、豐富淵博