自动控制在污水处理中的应用

樊畅

摘 要：随着现代工业产业的不断发展，环境保护问题逐渐被人们所重视，而且，用于工业废水废气的处理方式也在不断革新，朝着更为专业化、智能化的方向发展。近年来，我国已经实现了污水处理自动化控制的目标，自动控制技术的实际应用提升了行业生产的社会效益。文章就自动控制在污水处理过程中的实际应用做以阐述，将其作用机理呈现出来，并且通过观察与分析我国目前污水处理的发展现状来展望该领域的未来发展方向，以期为实践带来一定的帮助。

关键词：自动控制技术；污水处理；应用现状

污染问题是当今工业生产过程中亟待解决的重点问题，甚至已经超出了人们对经济效益增长的关注度。基于自动控制技术的污水处理过程管控是管理者需要重点落实的工作环节，自动控制能够使污水处理更为高效。通过构建污水处理的自动控制系统，将自动控制技术的应用机理最大化的发挥出来，并提出较新的控制策略，强化实践过程中的技术应用。

1 传统自动控制方案在污水处理中的应用

随着经济的不断发展，以及人们生活水平的不断提升，人们越加关注日常生活用水的质量问题，水资源与人类健康息息相关。现代社会生产及生活使得环境遭到了严重破坏，特别是废水废气的大量排放，给生态带来了诸多不利的影响。如果污水未经处理就再次进入到我们的生活圈子中，会危害到人体健康。所以，将计算机控制技术融入污水处理过程中，实施实时监控，能够节能降耗，进而使污水处理智能升级。

1.1 污水处理的基本理论简述

污水处理的环节主要是将工业污水或生活污水中的有害物质经过物理或化学反应沉淀出来，从而起到了净化水资源的作用，削弱污水排放对环境的污染程度。

1.2 自动控制的作用机理分析

现阶段我国应用在污水处理领域的控制系统由现场控制站、操作员站、工程师站及计算机服务器管理平台四个部分组成，该系统是目前为止较为成熟且应用最广泛的自动控制处理系统。现场控制站主要是将污水处理现场的各种测试数据及指标进行统计，并传输给操作员站进行分析，通过将水质采样进行操作处理以后，将数据传递给工程师站实施处理，至此完成自动控制污水处理的单项流程。

1.3 以往自动控制实际应用于污水处理环节中所存在的问题

自动化控制系统的发展依赖于计算机软件、硬件技术的不断升级，但就目前发展过程而言，其间存在不少实际问题亟待解决。在实践中，进行污水处理时需要实时检测各项指标参数的变动情况，以便于工作人员及时调整处理方案及对策，污水处理自动控制系统中所采用的传统的自动化检测设备、仪表等器具的已经过于老旧，通过这些设备所检测出来的数据可能会有误差，所以，检测设备的升级问题已经成为阻碍污水处理自动化控制的主要问题。另外，虽然很多污水处理单位采用ORP、pH值作为主要的检测参数来考察水资源的水质情况或调节曝气总量，但当传统的控制设施无法探寻到ORP的特征点时，则会自动识别时间变化数值作为控制处理效率的参数，因此，对测量出的数据造成干扰，使其偏离正常值。

2 现代智能化控制技术在污水处理领域的实际应用

从实践过程来看，污水处理的过程不是一个独立的环节，很多工业企业都已经实施了污水处理循环利用的目标，以便于提高生产效益，最大化的利用水资源，同时也能降低废水排放总量。污水处理厂自动控制系统由于其开发成本低、节省人工、提升处理效率等优势逐渐被业界推广及应用。在实践过程中，污水处理的智能化技术的应用是依托多个子系统达成的，如模糊控制子系统、专家控制子系统、神经网络子系统等等，并且采用了合理有效的控制策略进行维护处理，使其最终实现综合智能化污水处理结果。

2.1 模糊控制策略的应用

从污水处理中自动控制的实践状况中可以看到，以往传统的控制技术与现代化的控制技术都需要构建出合理的控制策略，以便于遵照执行。对于现代控制技术而言，应用模糊控制策略是对经典理论的有效传承，进而使其演变成为适应现代发展状况的高级控制策略。在执行模糊控制策略的过程中，将污水处理环节中的出水BOD、SS浓度等指标数值录入模糊控制子系统中，将模糊化的数据与既定数值相匹配，进而找出量化后的模糊数据。利用该系统的敏感性，实现污水处理的阶段性自动控制过程。

2.2 专家控制子系统

专家控制子系统是将专家系统的理论内涵与计算机技术相整合，进而实现复杂环境中的职能化决策，这就使得智能化的自动控制系统更为完善。专家控制系统是相对于人工控制系统而言的，在应用专家控制系统以后，污水中的各项物质的浓度有所降低，可见，专家系统的上线给污水处理带来了新的发展空间。

2.3 神经网络控制子系统

通过模糊处理控制过程的有效实施，将污水水质进行大致的分析和甄别，并将指标留存下来，以便于网络控制子系统的检测与评估。由于污水处理指标的检测仪器的价格较高，则借助人工神经网络软测量的方式将污水水质指标检测出来，并且该策略方法能够起到一定的作用。

2.4 综合智能化控制系统

现阶段，我国出水处理过程中所应用的自动控制策略朝向理论与技术这两个方向发展，即综合理论研究与综合控制技术。对于实践而言，更侧重对综合智能化控制系统的探究，并使各项技术都能发挥出其本身的实际能效，进而提升综合职能化控制系统的污水处理效率及质量。污水处理控制水平的高低主要取决于对水资源的利用效率的高低。一般情况下，加强自动控制在污水处理过程的应用，能够使整个过程满足国内日益提高的污水排放标准的要求，解决多项污水问题，提升污水处理的社会效益。

总之，从现代自动控制技术在污水处理过程中的实际应用可以明显看出，虽然电子计算机技术在各行业的应用都已经普及，但在污水处理环节的实际应用仍停留在基础阶段，很多高级的智能化控制技术还需要长期实践。长期以来，我国污水处理厂多是采用国外进口的机械设备与控制系统，不仅价格骗高，而且维护困难。另外，目前国产的基于计算机技术的在线分析测定仪器设备还不能达到标准化的精度要求。因此，研发具备独立知识产权的污水处理自动化控制系统，并提高仪器设备的测量精度和质量、降低设备维护费用，是现阶段国内业界进行智能化控制污水处理过程的主要发展目标，其应用前景将会更加广阔。

3 结语

通过对自动控制理论的主要概念及内容的分析，并结合传统控制技术、现代控制技术及职能控制技术在目前废水处理中的实际应用，进一步阐述了污水处理的作用机理。从自动控制技术在污水处理中的应用现状中可以了解到，污水处理智能化系统上线应用对于实际工作有着极为重要的意义，而且智能化控制技术也是该领域未来发展的主要方向，值得业界广泛应用，进而使得国内企业在创造社会价值的同时也能保障生态平衡。

参考文献

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[2] 高大文，彭永臻，王淑莹，高景峰.污水处理智能控制的研究[J].中国给水排水，2010，6（12）.