武汉天河国际机场动力能源保障部 湖北省武汉市 430000
摘要：现阶段，我国的城市化进程发展速度显著提升，推动着工业领域的不断发展，在这样的背景下，我国城市污水中工业污水的含量显著增加。虽然由于我国对于生态保护更加重视，规定了相关企业在进行生产加工时，需对其排放的污水进行处理，但是就通常情况下来说，这样的处理并没有达到我国有关污水直接排放到自然水体的标准。所以，必须要对这些污水集中并进行二次处理，最大程度地实现对于生态环境的保护。活性污泥法作为污水处理的一种方法，由于属于生物净化的方法，所以有着更好的环保效果，污水处理能力也相对较强，受到了重点关注。
关键词：活性污泥法；污水处理；控制系统；智能化应用
1.PLC技术分析
PLC内部工作方式一般是采用循环扫描工作方式，在一些大、中型的PLC中增加了中断工作方式。当用户将用户程序调试完成后，通过编程器将其程序写入PLC存储器中，同时将现场的输入信号和被控制的执行元件相应的连接在输入模块的输入端和输出模块的输出端，接着将PLC工作方式选择为运行工作方式，后面的工作就由PLC根据用户程序去完成，右图是PLC执行过程框图。PLC在工作过程中，主要完成六个模块的处理。
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图1PLC示例图
例如：1电源组件电源组件用于提供PLC运行所需的电源，可将外部电源转换为供PLC内部与案件适用的电源。
2.微处理器CPU及存储器组件微处理器CPU是PLC的核心器件，CPU因生产厂商各有不同，有采用市场销售的标准芯片，也有采用可编程序控制器专用芯片。存储器组件有两种：ROM和RAM。
3.输入及输出组件输入和输出组件是PLC与工业生产现场交换数据的界面，与普通计算机不同，PLC的工作环境比较差，需要较强抗干扰能力，输入和输出组件即是为此设计。
2活性污泥法在污水处理中的常见问题分析
利用活性污泥法进行污水处理中有着较好的效果，也被普遍使用于工业废水和市政污水的处理中。相关工作人员在应用活性污泥法进行实际的污水处理工作中，需要对该方法常见的问题进行分析与解决，才能更好的确保活性污泥法进行污水处理的效果。
2.1污泥上浮
污泥上浮问题是活性污泥法应用于污泥处理中的常见问题，需要相关工作人员进行重点的关注。在利用活性污泥法进行污水的处理中，由于污泥的沉降性发生了改变，使得大部分的污泥无法有效的沉降，影响污水处理的效果，特别是在二沉池内，这种污泥上浮问题出现的概率较高。此时，一部分污泥会从池下浮起，而一部分会随着水的流动而不断运送，这就使得处理后的水质降低，造成污泥上浮问题的原因除了管理上有所不足外，设计存在缺陷也是重要的一项因素。
2.2污泥脱氮上浮
在污泥上浮问题中，污泥脱氮上浮是一种较为常见的现象[1]。当进水氨氮含量高时，经过曝气池的长时间曝气，会使大量氨氮转化产生大量硝酸盐。此时，若二沉池中的沉淀污泥不能及时回流，或有部分污泥在死角淤积，含有大量硝酸盐的污泥会产生厌氧反硝化现象，污泥发黑变臭，并随着反硝化产生的氮气积累而上浮，造成二沉池表面出现黑色污泥上浮的现象。
2.3污泥膨胀
污泥膨胀问题也是使用活性污泥法进行污水处理的常见问题。随着国内污水厂的运营水平的提升，运营水平已经不是污泥膨胀的主因，现发生污泥膨胀的主要原因是有毒害物质进入污泥系统。最常见的就是未经处理的化工污水混入污泥系统，其又分为以下几大类：有毒有机物（以含氰物质为主）、重金属离子、含油废水、酸洗废水、碱洗废水等。沿海地区还可能会出现盐度的潮汐变化，也会对污泥系统造成严重的冲击，导致污泥膨胀乃至崩溃。
2.4污泥泡沫
泡沫问题是污水处理厂常见的问题，当系统发生泡沫问题时，曝气池的池面上会短时间内产生大量的泡沫，最严重时泡沫高度可达到1m及以上。需要相关工作人员进行重点的处理及预防。通常来说，泡沫问题的产生主要是由于污水中含磷物质增多、pH上升等原因造成的。当水体含有洗涤剂等易起泡的物质时，污泥极易在曝气池产生大量泡沫，在处理日化废水时时有发生。大量的污泥被气泡包裹，极大地降低了污泥与水体的混合，直接降低了污水处理的效果。气泡的产生也影响了污泥的比重，使污泥上浮，二沉池出现浮泥，而严重时，污泥泡沫会翻过曝气池溢流到池体外，对处理设施带来极大的卫生处理问题。
3PLC技术在污水处理控制系统工作过程分析
当前，城市污水处理厂的控制系统多为自动化系统，通过可编程控制器PLC实现操作指令的下达。污水处理流程中的各类控制参数由传感元件检测，控制端通过反馈结果进行相关指令的下达，通过PLC中的时间控制、开关控制等指令实现污水处理控制系统的启动、运行、停止等操作，同时能够全程在控制端面板上显示相应设备的工况参数。
污水处理控制系统整体工作流程如下:
(1)在控制端选择自动工作模式，按下系统启动按钮，系统污水搅拌机和刮泥机启动运行。
(2)格栅机启动运行。格栅机主要分为粗细格栅机，针对污水中不同粒径的杂质进行过滤。格栅机工作模式为间歇式工作，在污水杂质较多的情况下格栅机将会启动运行，而污水杂质较少时则切换为待机状态。
(3)清污机工作过程中的启停，根据感应元件探测的污水液位差决定。
(4)污水泵房中的泵机启停运行、运行功率以及泵机数量由液位值决定。
(5)根据污水中氧含量探测结果决定曝气鼓风机的工作状态，由PLC根据预设值自动化控制，同时与分离机运行相匹配。
(6)污泥回流泵工况由液位值决定。
(7)污泥脱水系统中设备采用顺序启动运行方式。
4活性污泥法污水处理控制系统的智能化应用
4.1粗格栅控制系统
智能化应用粗格栅机的控制过程由液位差和运行时间两项参数共同决定。在控制粗格栅机的过程中，系统执行以下程序：在完成粗格栅机启动后，PLC控制系统会通过时间参数对设备运行状态进行判断，在粗格栅机停运待机时间超出额定时间后，选择时间控制模式，在额定时间范围内则执行液位差控制程序。
4.2细格栅控制系统
智能化应用细格栅控制系统智能化应用过程中，在完成细格栅机启动后，系统定时器开启计时，在达到预设时间后，设备停止工作；间歇式工作过程中，细格栅机停运待机时间超出额定时间后，自动开启设备，从而完成循环运行。与粗格栅机相类似，液位差同样为控制参数之一，液位差值超过预设值时，启动相应的清污机。
4.3曝气控制系统
智能化应用曝气环节作为污水处理的关键部分，主要通过曝气氧化作用实现污水处理目标，主要包括有机物、,等多种物质的降解。其中，曝气池溶解氧浓度是操作控制的重要参数，通过曝气机功率调整实现氧浓度控制。常见的曝气池控制模式主要包括时间控制模式、曝气倍率控制模式和DO自动控制模式。部分污水处理厂在曝气处理过程中，总会存在一定的曝气余量，这些余量对于污水处理将有不利影响。引入自动化智能控制后，针对溶解氧浓度的检测与调控更为准确迅速，控制曝气余量更为有效。
4.4污泥回流系统
智能化应用污泥回流系统智能化应用过程中，在完成设备启动后，液位传感器对污水液位进行检测，低于设定值时，启动定时装置。到达预设时间后，如果污水液位值低于最小允许值，将会切换污泥回流泵至待机状态。而液位处于最大与最小允许值之间时，则维持设备持续运行。当液位超出最大允许值时，启动定时装置，到达预设时间后，液位仍然超出最大允许值时，启动报警。
4.5污泥脱水控制系统
智能化应用污泥脱水系统程序主要控制脱水机的间歇启动停止。结合可编程控制器PLC的即时功能，可对污泥进行定时脱水。该系统动作多为自动化完成，在前几个污水处理流程完成后，自动执行间歇启停动作。
结束语
综上所述，只有具备先进的污水处理自动控制技术，才能够保证我国污水处理设备节能高效运行，才可以满足不同污水处理状况对曝气量的要求，才能够真正达到日益提倡的节能减排的要求。活性污泥法污水处理控制系统智能化应用是对原有活性污泥法的改良与优化，借助更为有效的自动化、智能化控制手段实现高效的污水处理，具有突出的社会效益、环境效益以及经济效益。
参考文献：
[1]何海波.活性污泥系统中曝气过程控制策略研究[D].重庆：重庆大学,2019.
[2]张艳.基于一体化活性污泥法的城市污水处理控制系统研究[D].重庆：重庆大学，2018.