自动化控制系统在污水处理厂的应用

张玉斌

摘 要：本文通过对污水处理厂自动控制系统的介绍，阐述了自动化控制系统在污水处理过程中变废水为达标水的重要性，在保护土壤、大气等良好的环境中起到了不可磨灭的作用。

关键词：变送器 模拟量 PH值 溶解氧 COD

一、系统介绍

污水处理厂的自控系统由计算机管理系统、PLC控制系统及仪表系统三部分组成，整套系统遵循集中管理、分散控制、资源共享、工艺必需、维护方便的原则，保证污水处理稳定高效，减轻劳动强度，改善操作环境，实现污水处理厂的现代化生产管理，整体性能满足可靠性、先进性、实用性的要求，同时兼顾工程连续性及扩展接口技术需要。

自动化检测仪表是自控系统中关键的子系统之一。一般的自动化检测仪表主要由三个部分组成：①传感器，利用各种信号检测被测模拟量；②变送器，将传感器所测量的模拟信号转变为4～20 mA的电流信号，并送到可编程序控制器（PLC）的模拟量采集模块中；③触摸显示屏，将测量结果直观地显示出来，提供结果，并可在触摸屏上进行操作。这三个部分有机地结合在一起，缺少其中的任何一部分，则不能称为完整的控制系統。自动化检测仪表以其测量精确、显示清晰、反应灵敏、操作简单等特点，在工业生产中得到了广泛的应用。本文以南山铝材三厂的污水处理厂为例介绍自控仪表系统的运行和应用。

二、建设简介

南山铝材三厂污水处理厂自2008年3月开工，2009年3月通水试运行，主要承担工厂排出的污水中残留的化学成分的中和、收集和处理任务，确保排出的水质达到国家环保部门要求的标准，出水水质执行一级A标准。

三、污水处理工艺流程：

四、主要应用仪器介绍

据工艺特点和需要，设置检测仪表于各生产现整理场，具体配置如下：

4.1 在调节池设置在线PH仪2台，用于实时监控废水PH值，保障进水水质；

4.2 A/O生化池的每座好氧段各设置1台溶解氧测定仪，用于检测各段中的溶解氧值；

4.3 在排水口设余氯测定仪1台，用于检测出水余氯量，与二氧化氯发生器联动，控制投加量；

4.4出水口设置COD检测仪1台，检测出水COD达标情况。

五、主要仪表介绍

5.1 液位计、液位差计、流量计

进水泵房集池井安装液位计1台，根据泵房水位值自动控制多台水泵的启停运转，当泵房水位高至某一设定水位值时，PLC系统将按照软件程序的设定自动增加水泵运行台数，水位低至某一设定值，自动减少水泵运行台数甚至全部关闭，以保护水泵，防止空运转。

分配井管道前安装电磁流量计一台，以准确测量进水量在现场和上位机实时显示流量及累计处理量，达到了准确计量处理水量，以及为运行管理提供实时流量的目的。

5.2 溶解氧测定仪、COD在线监测仪

A/O池安装溶解氧测定仪4台，以便及时掌握活性细菌状态，通过溶解氧测定仪控制鼓风机可以精确地根据好氧菌群对溶解氧的需求，控制鼓风机的启动和停止，在保证了菌群良好生化能力的同时节约了能耗，保护了设备，增强了好氧菌群的分解能力。

5.3 药品添加计量仪

在需要添加药品的池子均设有药品添加计量仪，PLC根据各种传感器反馈来的信号，经过精确计算，得出需要添加药品的数量，由PLC发出指令到药品移送泵，启动泵，将药品准确加入到池子中。

5.4 可编程控制器和触摸屏

在主控室中的配电柜里安装了进口的可编程控制器（PLC）和触摸屏，用来接收输入指令、数据，并按设定的程序进行计算，发出相应的指令给外围仪器、仪表，执行机构等，让它们在集中控制下进行工作，保证了整套系统的可靠性、准确性和高效率。

检测间设置COD在线监测仪两台，实时对进出水COD进行在线监测，可以随时根据精确测量的COD值，适时地调整曝气池的工艺，确保污水处理效果，同时减轻了实验室工作人员的劳动强度。

六、运行管理经验体会

考虑到工作条件的适用性，特别是传感器直接与污水介质直接接触，极易腐蚀和结垢，因此传感器尽量选用无隔膜式、非接触式、电磁式和可清洗式，兼顾到维修管理容易、方便，尽量选用不断流拆卸式和维护周期长的仪表。

6.1 优先选用进口仪器、仪表。进口仪器、仪表相对国产仪表设计精密、结构紧凑、精确度高，虽然价格昂贵，但是使用维护方便，性能稳定。

6.2 定期维护清洗。因为仪表探头长期浸没在污水中，为了保证数据采集准确性，定期清洗尤为重要，清洗过程中选用软毛刷刷除探头保护罩上附着的污泥，再用纯棉纱布沾水整理擦除。溶氧仪、污泥浓度计每周清洗一次。

6.3 定期校正。仪表在长期运行过程中难免会产生测量误差，这就需要定期校正，以保证仪表测量的准确性，对分析仪表每月定期校正1次，实验室工作人员利用分析方法分析对应的检测项目，并与现场仪表监测结果比较，如果偏差太大，那么应适时对仪表进行校正，确保准确。

总体来讲，自动化检测仪表在污水处理厂的应用中发挥很大作用，但在实际应用中仍存在一些问题，相信通过在工作中不断积累经验，对整个控制系统进行整改、创新，能将使其发挥更大作用。