翟少恒
北京市自来水集团石景山自来水有限公司 北京市 100000
摘要：超滤膜净水工艺是一种非常有效的饮用水处理工艺，其可以有效解决当前阶段水资源污染的问题，保证水质安全。但在实际应用过程中，超滤膜净水工艺有着极其复杂的特性，导致应用质量极易受到影响。基于此，建立和应用一套完整且系统的自动化控制系统尤为关键。本文先对超滤膜净水工艺作简要的介绍分析，进而谈一谈超滤膜净水工艺中自动控制系统的功能，最后分析论述超滤膜净水工艺中自动控制系统的应用。
关键词：超滤膜净水工艺；自动控制系统；水质净化
对于我们国家来说，水资源本身就比较匮乏，且在生产生活过程中还存在着水资源过度开发和利用率低的问题，导致水资源存有量减少，且遭受到严重性的破坏。为了很好的去应对这一问题，满足人们对饮用水高质量的要求，近年来国家大力推动了超滤膜净水工艺的发展，由此也让这第三代的饮用水处理工艺获得了极为广泛的应用。但同时考虑到超滤膜净水工艺在应用过程中对操作流程和技术有很高的要求，为确保应用效果必须实现自动控制。从当前阶段超滤膜净水工艺的自动控制系统建设情况来看，已经取得了很好的成效，可以在没有人为干预的情况下自动化生产操作，整个生产过程趋于自动化。本文系统分析探讨超滤膜净水工艺中自动控制系统的应用，现作如下的论述。
1.超滤膜净水工艺
从本质上来说，超滤膜净水工艺是一种绿色物理分离技术，其所开展的溶物分离、浓缩和净化操作均是通过超滤膜的筛分作用来实现。具体来说，超滤膜的孔径通常在0.001-0.02μm，在外力作用下，小于膜孔径的溶质分子可以透过超滤膜，颗粒直径大于2-20nm的物质可以被分离出去[1]。按照超滤膜的差异，可以分为两种，即无机膜和有机膜，市面上所使用的家用净水器普遍使用中空纤维膜。以无机膜中的陶瓷膜为例来说，其有着耐腐蚀、使用寿命长的显著优势，但也存在着易堵塞和不易清洗的弊端。
就超滤膜净水工艺的工作原理来说，超滤膜可以将两边的压力差作为推动力，自身则可以作为过滤的介质，在外力作用下原液可以流过超滤膜，溶液中的小分子物质、溶质分子和无机离子可以透过超滤膜，最终得到净化后的透过液，达到预期的分离净化目的。目前来看，超滤膜净水工艺的应用已经十分的广泛了，尤其是在医药产业、生物制品、生活废水处理、血液处理行业中应用更为广泛。结合近年来水资源所凸显的问题，超滤膜净水工艺已然广泛应用在净水工程中，可以取得良好的应用效果。
2.超滤膜净水工艺中自动控制系统的功能
在超滤膜净水工艺发展的同时，因为本身的一些局限性导致超滤膜净水工艺实际应用存在一定难度，无法实现高质量应用。自动控制系统的研究与应用为超滤膜净水工艺指明了方向，将超滤膜净水工艺推向了一个更高的发展地位。就自动控制系统来说，其是指在生产过程中不需要由人为因素去加以干预，系统本身便可以按照预定的程序来完成生产。超滤膜净水工艺自动控制系统可以有效去控制相关的设备和检测仪表，让整个生产过程更加的智能和有效。总的来说，滤膜净水工艺中自动控制系统的功能主要包括以下：①滤膜净水工艺中自动控制系统运行过程中有很强的稳定性和安全性，在设计之初加入了手动功能，便于后续的维修；②生产过程中各项操作均可以由计算机来控制；③凭借计算机系统，生产过程中的工艺流程和设备仪表的工况均可以被自动监测，一旦监测到存在故障风险，可以尽快解决；④在非正常工作情况下，自动控制系统可以发挥好故障监测和故障报警功能，且具有自动保护的能力[2]；⑤系统可以自动完成对电控设备的诸多控制需求，比如顺序控制和条件控制。对于电功参数和流量参数来说，系统可以自动完成数据的处理与存储需求。
考虑到超滤膜净水工艺中自动控制系统运行的特殊性，为确保这些功能可以有效发挥出来，必须在设计之初遵循相关的原则。总的来说，超滤膜净水工艺中自动控制系统设计时需要遵循的原则主要有以下三点：①必须满足系统中被控制对象的所有控制要求：为落实这一设计原则，要求系统的设计者要亲自深入现场开展全面的调查研究，收集相关的信息资料。另外，设计者需要和现场的工作人员积极的交流沟通，确保可以熟悉掌握超滤膜净水处理的工艺流程，以此来确定最佳的项目控制方案；②确保控制系统安全运行：超滤膜净水工艺中自动控制系统运行过程中需要应对的问题较多，必须防止故障发生带给系统的影响，因而务必保证系统可以始终安全和稳定的运行。为确保生产工艺可以连续开展，在系统设计时设计者要认真去考虑设计方案、元器件选择和控制器控制算法等多方面的要素；③在系统设计时，不仅要确保运行过程中可以产生客观的经济效益，而且要最大限度降低故障检修费用。为实现这一目标，要确保系统在已经满足运行安全和可靠的条件下，做到足够的简单和经济。
3.超滤膜净水工艺中自动控制系统的应用
超滤波技术拥有非常多的显著优势，一方面可以很好的确保饮用水的安全，提升饮用水的化学安全性，另一方面技术本身有着产水品质高、使用寿命长和便于操作的优势。从当前国内外的超滤膜净水工艺应用来看，国外对超滤膜净水工艺的应用已经非常的熟练，水处理工艺中已经大规模使用了超滤膜。我们国家近年来随着在超滤膜净水工艺方面取得了较好的成效，但整体水平还有很大的提升空间。总的来说，当前我们国家超滤膜净水工艺中自动控制系统的应用集中体现在两个方面，即使用PLC作为控制器的超滤膜净水工艺自动控制系统、使用单片机作为控制器的超滤膜净水工艺自动控制系统。
①单片机作为控制器的超滤膜净水工艺自动控制系统：所使用的单片机是一种集成电路芯片，其在工业领域中的应用十分广泛和有效。在使用上，单片机可以借助超大规模集成电路技术来将诸多的功能集中到一个微型计算机系统中，包括程序存储器ROM、中央处理器CPU、定时器、数据存储器RAM、各种I/O端口。通过应用单片机来设计而成的控制系统有着非常显著的优势和缺点，优势是成本低廉和集成度高，缺点是硬件的设计相对复杂，不具有很强的抗干扰能力。因此，可以说，以单片机为依托的控制系统适合应用在产量较大的生产项目中，后续要进一步加大对单片机的技术研究力度。
②PLC作为控制器的超滤膜净水工艺自动控制系统：PLC技术是当前广泛应用的一种技术，尤其是在化工产业、机械制造、纺织、电子、食品加工行业中应用优势更为显著。就PLC技术的优势来说，其功能齐全，硬件配置完善，用户使用起来也非常的方便，同时还拥有着可靠性强、抗干扰能力强和通信联网功能强的优势，完全可以应用到超滤膜净水工艺自动控制系统设计中[3]。目前来看，PLC技术已经广泛应用在超滤膜净水处理工艺系统中，在城市污水处理和城市供水系统中也有较为广泛的应用。
4.结语
超滤膜净水处理工艺有很强的专业性和复杂性特点，在实际应用过程中易受到较多因素的影响，而自动控制系统的应用可以更好的助力超滤膜净水处理工艺，非常值得推广应用。凭借超滤膜净水处理工艺自动控制系统，可以大大提升超滤膜工艺的应用质量，确保饮用水处理的可靠性和准确性，出水品质显著提升。但考虑到当前阶段所应用的超滤膜净水处理工艺自动控制系统还有很多的技术难点有待攻克，因而后续要加大研究力度，更好的发挥出超滤膜技术在水处理中的应用优势。
参考文献
[1]夏雪兰.环境工程水处理中超滤膜技术的应用[J].中国资源综合利用,2021,39(03):194-196.
[2]高天号.超滤膜技术在水处理中的应用[J].化工设计通讯,2020,46(10):165-166.
[3]林亚凯,何柳东,田野,等.饮用水净化超滤工艺应用研究[J].广东化工,2020,47(01):57-58.