自控系统在大型污水处理厂中的设计与应用案例

发表时间:2020/8/28   来源:《城镇建设》2020年第13期   作者:霍金玉
[导读] 近年来,城市以及工厂中产生了大量的生活污水和工业污
        摘要:近年来,城市以及工厂中产生了大量的生活污水和工业污水,这些没有经过很好处理的污水已经严重污染了人们的生活居住环境并对人们的身体健康造成了很大的威胁。国家非常重视污水的处理,投入了大量的资金建立了污水处理系统。由于自动化控制技术在近年来发展得越来越好,国内的排污系统模式也应用上了自动化控制技术。对自动化控制技术在污水处理过程中的应用以及发展作用进行了具体的分析,对自动化控制技术在污水处理过程中的有关问题进行了探讨,并提出了解决方案。
        关键词:自动化控制;污水处理;应用
        引言
        随着经济化建设的不断完善,人们的生活水平不断提高,环境保护意识不断加强,水资源的保护及污染问题逐渐受到广泛关注。水污染问题对人们的生产和生活都有相当大的危害,所以相关部门为了减少水污染,对污水的处理技术做了升级。电气自动化技术对污水的处理,在如今被广泛应用,该技术在污水处理中有减少人力成本、提高污水的处理效率、改善水环境等优势。因此电气自动化技术符合当今绿色环保的社会建设理念,该技术在污水处理过程中的应用有极高的现实意义。
        1概述
        1.1电气自动化技术在污水处理中的优势
        污水有很多种处理方式,其中包括离子交换的树脂处理技术、好氧生物的处理技术、厌氧生物的处理技术、电气自动化处理技术等。现在厌氧生物的处理技术已经有了第二代及第三代的升级,对高径比进行了增大,上升流速得到了加快,对污水的处理质量也有了一定提升。好氧生物处理技术是采用对空气中氧含量进行高负荷的转化利用,让微生物的代谢速率加快,起到对泥污量进行减少的作用。离子交换树脂处理技术可以处理污水中的重金属,它可以将污水置换为冷却水,起到回收利用的绿色环保效果。膜分离技术具有节省电量、流程清晰简单、操作方便的优势,可以分离浓缩和精华功能。而电气自动化技术相比较其它处理技术,最显著的优势就是它的全自动化。
        1.2污水处理自动化控制系统
        随着中国高科技信息时代的到来,污水处理也引进了自动控制化技术。在污水处理的过程中,将污水处理过程和自动控制化技术结合在一起,既提高了污水处理的效率,同时还弥补了污水处理人工现场操作不足的缺陷。自动化控制污水处理系统可以对污水处理进行三级控制,自动化控制污水处理的一级控制为集中控制模式,是由自动化总服务台操控,自动化控制污水处理的二级控制为分散控制模式,分散在污水处理单位的各个区域,进行分散式操控,自动化污水处理的三级控制为实时控制模式,是由操作现场相关的设备组成。要保证自动化控制污水处理系统正常运行,要强化各级控制系统之间的信息传递的工作。
        2污水处理过程分析
        2.1预处理
        污水处理过程中的预处理环节,首先是对水中较大的固体的污染物,利用格栅进行拦截,接着是将水中较大的无机颗粒污染物通过沉砂池来进行分离,是污水处理的最初级环节,目的是要保障污水的其他环节顺利进行。
        2.2一级处理
        污水处理过程中的一级处理环节又称物理法处理环节,这个环节是通过物理方法把初沉池水中的一些污染物再通过沉淀、泥水分离,处理掉水中固体悬浮物、生化需氧量以及化学需氧量等。通过一级处理之后,水中还是会残留污染物,达不到污水排放要求,还要做进一步处理。
        2.3二级处理
        污水处理过程中的二级处理环节又称生物法处理环节,这个环节是将一级处理环节已经处理过的污水再通过高效沉淀等设施设备,将水中微小的有机物和可溶解的有机物等成分进行再处理的环节。污水二级处理是整个污水处理过程中最为重要的一个环节,处理程序也较为复杂,经过二级处理之后基本上能够达到污水处理的目的,但是不能重复再利用,因此还需要继续处理。


        2.4三级处理
        污水处理过程中的三级处理也是终极处理,三级处理环节是应用化学方法将水中的杂质、细菌等污染物通过中和、过滤、沉淀等过程来进行加工、消毒。三级处理过后的水质完全符合国家排放标准可循环再利用,起到维护生态自然环境的作用,并给人们生活居住创造优质的生活环境。
        3自动化控制技术在污水处理过程中的应用
        3.1进水泵的自动控制
        污水处理过程中进水泵是主要用来控制来水的水量与水的速度的设备,自动化控制进水泵处理污水时,进水泵的自动化控制主要是采用水位的测量装置来监测水位的变化情况,当水位升到一定高度位置时,控制按钮会自动启动进水泵,自动控制进水泵一般需要3台以上,由自动控制系统控制水泵工作的时间以及顺序。
        3.2沉砂池的自动控制
        在进水泵对污水处理过程的分析后,再用沉砂池将水进行沉淀处理。沉砂池自动控制系统,既可以运用自动控制系统控制搅拌叶轮定时进行排沙,还可以应用自动化控制系统控制排沙泵、冲洗水以及排沙阀门等设备来实现沙水分离的控制。
        3.3氧化沟曝气量的自动控制
        污水进行处理的过程中是需要氧气供应的,应用自动化控制系统来控制污水处理过程中的需求氧气量以及相关设备的耗氧量,并进行准确控制,可以降低能源损耗。
        3.4污泥回流量的自动控制
        在污水处理过程中对污泥回流量的自动化控制应用,可分为时间控制以及手动控制两种方式进行。污泥回流量自动化控制系统,在污泥回流过程中,对污泥回流设备设施按照一定的启动顺序发出相关的指令,如果相关的设备实施出现故障,自动控制系统会发出停止工作的指令,清除所有故障后,污泥回流量自动控制系统会恢复正常工作状态。
        3.5参数的测量和控制
        将电气自动化技术应用在污水处理上,我们在整个过程要进行的参数测量有:对液位的测量、对酸碱度的测量、对溶氧量的测量、对温度的测量等。对液位的测量与控制。当污水的腐蚀性极大或污水处理池的面积相当大时,可以用超声波物位仪测量液位,当处理池本身的面积比较小时,我们可以用静压式传感器液位仪对液面作以测量,用扩散硅传感器作为液位变送器。这两个不同的测量方式的原理不同,超声波物位仪利用的是回声原理,它是由液位仪发出超声波,与液面接触反射回超声波信号,传感部分将信号处理传递到污水处理系统。而静压式传感器液位仪是利用传感器对液体静压力进行检测,传送到隔离管,然后传递给相应的传感器,最后传感器将得到的压力信号进行转换为电信号传送到系统控制器。
        结语
        目前,国内污水处理部门基本应用了自动化控制系统,但是绝大部分的污水处理部门都只是使用了较为简单的机械性能的操作,整体的应用效果并不是很好。随着中国工业改革的迅速发展,这种简单的自动控制污水系统模式的应用不能满足生态环境以及人们日常生活环境的可持续发展。同时,整个国家的污水处理的效率其实是受到了很多因素的影响,单纯依靠人工预先设计好的程序来进行全面控制污水处理是不现实也是不可能的。因此,要不断提高自动化控制技术的应用水平,对污水处理过程中采集的数据以及相关的信息,进行准确的计算以及分析,逐步实现智能化自动控制系统的污水处理模式。
        参考文献:
        [1]施海祥.自动化控制技术在污水处理厂的应用进展[J].数字通信世界,2019(11):185,207.
        [2]国洪岩.自动化控制技术在煤化工厂污水处理中的实践应用分析[J].山东工业技术,2019(11):33.
        [3]唐军.自动化控制技术在污水处理过程中的应用和发展[J].电子元器件与信息技术,2018(12):54-56,126.
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