邓小丽
贺州市正源水务有限公司 广西贺州 542899
摘要：随着我国城镇化速度不断加快，城市人口越来越多，进而增加了人们的日常用水需求，但由于我国南北水资源分配的不均衡，导致水资源短缺的问题一直非常的突出。此外，由于工业在发展过程中存在的问题，导致大量的水资源被破坏，因此为了能够满足人们的用水需求，必须对自来水厂的供水工艺进行完善优化，借助自动化控制技术提高自来水厂的工作效率。本文对自来水厂的制水工艺进行了介绍，并分析了自动化控制系统在供水工艺中的具体应用，对改善自来水厂的供水质量，提高供水效率，降低供水成本有一定的帮助。
关键词：自来水厂；供水工艺；自动化控制系统；应用
0引言
现阶段，为了能够满足社会发展的需要，自来水厂应当朝着制度化以规范化的方向发展。而自来水厂在日常运行的过程中，其最重要的工作就是供水，传统的自来水厂主要以人工进行监测控制为主，而通过引进自动化控制系统，自来水厂则能够对供水的过程中进行精准快捷的控制，并实现现代化的管理，在保证供水质量的同时能够提高供水的效率，进而使企业获得更多的经济效益。因此应当对自动化控制系统在自来水厂供水工艺中的应用进行深入的研究，使其应用更加符合自来水厂的实际情况，充分将自动化控制的优势进行展现。
1自来水厂制水工艺概述
自来水厂在进行制水时，需要经过多个环节，首先需要对原水进行提取，完成加矾加氯处理后进入脉冲池以及加速池，经处理的部分原水会进到汗水池和泵房中，变成废水后再排出。对于脉冲池以及加速池中的水，会分别进入综合滤池以及双阀滤池中，之后加氯加氨，完成处理后两个滤池中的水会分别进到清水库中，之后进行集中到达集水井，最后进入二级泵房，通过管网后便实现了整个制水的过程。在进行制水时，必须对水进行相应的处理，根据处理工艺级别的不同，可以分成三级。第一级处理是利用机械的方式清除掉水中体积较大的污染物，第二级则是采用生物处理的方式，借助微生物水解掉对应的污染物，改善水质。第三级处理是在第二级的基础上进行更深入的处理，因为完成二级处理后的水源还不能够达到引用的要求，因此必须进行三级处理对水源进行消毒，保证能够达到饮用的要求。
2自来水厂自动化控制系统
自来水厂所使用的控制系统，主要应用的是PLC，能够将计算机技术、通信技术以及自动控制技术等多种技术集成到一起，能够进行程序编写，在实际应用过程中操作简单并且性能可靠，在多个领域都拥有非常广泛的应用。对于自来水厂的水处理工艺，通过应用PLC控制系统，能够对不同的操作环节进行精准控制，从而可以最大程度的保证供水的质量并提高供水的效率，进而使自来水厂能够达到现代化管理的水平。自动控制系统按照制水工艺环节的不同，可以分成多个功能模块，具体有以下几种：（1）总工艺监控平台，这个模块会对自来水厂的整个工艺流程进行监控，并采用画面的形式展示在相应的显示屏上，现场的工作人员按照实时的画面显示，从而实现对整个生产工艺的有效监控，保证自来水厂制水以及供水过程的正常。（2）脉冲池与综合滤池的监控，这个监控模块能够对脉冲池以及综合滤池中的工艺细节进行监控，同时能够对不同的数据进行整理，从而供技术人员进行参考，为技术人员进行相关决策提供支持。（3）对加速池以及双法滤池的监控，这个监控模块也是对工艺中的细节进行展示，其展示的内容为泵阀启停状态率前水质等相关参数。除上述三个监控模块外，还有二泵房运行监控等多个功能模块。
3关键工艺自动控制设计
3.1取水泵站自动化控制系统设计
在设计自来水厂取水泵站的自动化控制系统时，需要先明确设计该系统的目的是控制水泵的运行，同时对水位进行精准的监控。泵房机组的运行情况受清水池水位送水泵的流量以及居民用水的高峰期等多个因素决定。通过使用PLC，根据吸水井液位的模拟情况能够得到相关数据参数，再结合水泵房内的数据以及运行状态，进而对水泵站进行自动化控制。
3.2 次氯酸钠投加量自动控制设计
自来水厂中加氯工艺主要有前加氯以及后加氯两个过程，前加氯一般在原水进到沉淀池之前进行，进入的量不多。后加氯则是在过滤后的水进到清水库前进行的，主要是进行杀菌消毒，本文主要对后加氯环节进行分析。
3.2.1影响次氯酸钠投加量的因素分析
（1）清水库进水流量
清水库的进水流量会对次氯酸钠的加入量产生直接影响，当用水调度或者工艺等环节出现较大的波动时，流量便会出现较大改变，并且没有规律，通常采用比例控制的方式进行解决。
（2）水中氨氮含量
自来水厂现阶段在加入次氯酸钠时通常使用的是氯胺消毒，而水中的氨氮含量则是影响最大的因素。
（3）清水库出水流量
清水库的出水流量不足时，滤后水在水库中停留的时间便会增加，从而增大了次氯酸钠混合、反应以及挥发的程度。
（4）清水库水位
清水库的水位有差异时，次氯酸钠的混合以及反应都会受到影响。
此外，因为次氯酸钠的性质不稳定，容易受到光照的温度的影响，因此会导致出厂的余氯值可能达不到要求，因此在保存次氯酸钠时需要选在避光的场合，通常在14天内进行更换，夏季更换时间应为10天。
3.2.2控制系统具体设计
药剂在进行添加时，其控制方式使用的是现场手/自动和远程手/自动两种方式。现场借助触摸屏能够进行远程自动与本地操作的切换，当切换到远程状态时，系统在控制室内利用上位机完成相应操作；当切换到本地状态时，操作人员在本地借助触摸屏对计量泵的启停以及参数的设定进行控制。本地控制的优先级比远程控制的要高，从而确保系统的可靠性与安全性。
手动模式有本地手动控制和远程手动控制两种。其中手动控制需要对加入药剂的量进行人工计算，很容易出现误差，通常是备选控制方式，当自动模式不能使用时才使用手动控制。
为了确保计量泵在加药时能够更加的准确，使用PID调节系统对加药进行控制，根据下列公式能够得到理论加药量QL。
QL=QH×Vna×DF×K
式中：QL—理论加药量；
QH—瞬时进水流量；
Vna—每吨水的加药量；
DF—调节每吨水加药量变化系数；
K—调节由于日变化所引起的每吨水加药量的变化系数。
根据流量计的监测，能够得到实际的加药量（QS），和理论加药量进行闭环的PID调节，借助PLC对计量泵的工作频率进行控制，使得理论加药量和实际加药量的绝对值处在一个固定的区间范围内，从而能够达到精准加药的目的。
3.3次氯酸钠投加过程常见问题处理
（1）管道防腐蚀性处理
次氯酸钠有一定的腐蚀性，为了避免出现腐蚀渗漏的情况，通常使用UPVC的化工管路，尽可能的使用专用胶进行粘接。如果使用法兰以及丝扣进行连接时，则应当采用耐碱密封材料。
（2）管道结晶堵塞问题
次氯酸钠溶液和水有接触的范围内会有结垢的情况出现，如果长时间不处理则管径会变得越来越小，进而对投加量产生影响。因此需要在和水有接触的入口处设置疏通孔，定期进行疏通，或者使用酸性溶液将碱性的垢去除。
4结语
自来水厂在进行制水以及供水的时，整个过程是连续的，具有不可替代性以及不能够间断的特点，为了确保能够达到这种要求，采用自动化控制系统进行控制是目前非常成熟的方式。通过采用自动化控制，能够保证自来水厂运行的可靠性与稳定性，从而保证供水的质量和效率。
参考文献
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[2]石啸. 城市自来水厂自控系统的设计与实现[D]. 华东理工大学.
[3]高嘉顺, 周曦英. 自动化控制系统在自来水厂中的实践[J]. 科技风, 2017(6):125-125.
邓小丽（1976.08--）；性别：女，民族：汉，籍贯：广西贺州市人，学历：本科；现有职称：中级工程师；研究方向：市政给排水。