污水处理厂自动化控制系统的探究

梅强普

（武汉东湖学院，湖北 武汉　430074）

污水处理厂自动化控制系统的探究

梅强普

（武汉东湖学院，湖北 武汉430074）

近年来污水处理开始逐渐由自动化控制替代原有的人工控制和人工操作，运用计算机技术和多媒体监控技术提高了工作效率，并且有效降低了操作人员的负担，污水处理效率和处理质量都得到了提高，但是化工行业的发展带来了更多污染物，污水处理厂运用自动化控制系统处理污水至关重要。文章就自动化控制系统在污水处理厂中的应用展开探讨。

污水处理；自动化控制系统；系统应用

人类生存需要依赖水环境和水资源，随着我国工业化进程的不断推进，工业用水和居民生活用水大量增加，相应的生活污水和工业废水也大量增加，没有处理完善的污水直接排入水体，将会严重影响人们的身体健康，阻碍城市工农业的正常发展。污水处理能够获得巨大的社会效益，但是处理成本也很高，在污水处理中运用计算机控制系统，实现污水处理的自动监控，具有重要的理论和现实意义，这也是污水处理发展的大势所趋。

1　污水处理厂自动化控制系统现状

自动化控制系统以计算机技术和网络技术为基础，将若干具有通信接口的器件、原件、计算机和控制设备等连接起来，通过控制计算机实现集中化管理、集中化监控、集中化调度和集中化分析等功能。近年来SCADA、DCS、PLC等技术的发展给自动化技术应用带来了新的空间，而自动化控制技术在诸多领域中的应用，也有效扩大了领域的生产规模，实现了自动化生产和自动化管理。

在国外，自动化控制系统发展时间较长，不论是小型的氧化池还是大型的污水处理厂，都广泛采用计算机自动控制和自动化遥控以及闭路电视等现代化技术，在自动化技术经过第二阶段的发展后，发达国家在污水处理的自动化监测、自动化管理方面投入了大量的资金用于科研，实现了计算机控制、自动报警和事故瞬间记录等功能，20世纪70年代开始，美国就开始将自动化控制技术应用在污水处理中，目前美国基本上所有的污水处理厂都采用了自动化参数测试和自动化控制；而丹麦的几座大型城市的污水处理厂也采用了STAR、SCADA等自动化控制技术。污水处理厂使用在线检测仪，能够将硝酸盐氮、氨氮浓度等污染物的主要参数发送到控制系统的中心PLC中，计算机分析参数信息并控制曝气池不同阶段的曝气模式和运行时间，污水处理厂中的设备如果发生了问题，程序就会向中心计算机以及技术人员携带的移动设备发送信息，技术人员能够了解问题发生的时间和位置，技术人员能够根据问题的具体参数判断是否需要立刻解决以及如何解决。

20世纪90年代我国开始在污水处理中应用自动化控制系统，但是由于我国针对自动化技术开展的研究不深入，因此一般都是引进国外成套的自动化控制设备，从PID调节、反馈到FCS、DCS以及互联网技术的应用，自动化技术在我国的发展经历了几个重要阶段，自动化技术的水平也显著提高。目前我国污水处理厂运用最为普遍的自动化控制技术就是将FCS技术与工业以太网结合应用，这也是世界上最先进的自动化控制技术，这套系统的核心是可靠性和性能都较高的PLC控制站，并且配备了服务器以提高自动化控制的效率和质量。

2　自动化控制系统在污水处理厂应用的进展

（1）PLC技术。PLC技术全称为可编程控制器技术，是一种以计算机技术为基础的工业控制技术，PLC主要是为了改进传统继电器控制系统而发展起来的，PLC是一种面向现场的控制技术，具备高抗干扰能力和较高的可靠性，适用于环境变化较大或者比较恶劣的环境，很多污水处理厂都将多台PLC设备采用工业以太网连接成为一整套控制系统。污水处理厂具体状况不同，对PLC要求也不同，一般是将多个现场控制站和总控室结合起来，总控室中有多台计算机和中心计算机，并且配备了图形站和工作站等，能够实现污水的自动化高效处理。

（2）DCS技术。DCS技术全称为集中分散控制系统，是一个将显示技术、通信技术、计算机技术和自动化控制技术结合起来的技术，主要用于采集数据和管理生产，是一种新型的自动化控制系统，传统DCS技术核心为仪表控制系统，随着自动化控制技术的不断发展，目前污水处理厂广泛应用以PLC为基础并采用以太网搭建的DCS控制系统。

（3）SCADA技术。SCADA技术也就是监视控制和数据采集系统，这个系统是由三个层面组成的，即设备层、控制层和监视层，系统能够采集污水处理厂的实时数据，并对现场进行远程或者本地控制，实现污水处理的全过程监控，污水处理厂管理人员能够使用SCADA系统获取详细数据。

3　自动化控制系统在污水处理厂中的具体应用

（1）自动化控制仪表的应用。自动化控制系统中，至关重要的组成部分之一是自动化检测系统，这个系统具有操作简便、数据准确等优点，并且自动化控制仪表具有通讯接口，在污水处理厂中应用，不仅节省了财力和人力，还能够让技术人员对污水处理厂工艺进行实时调整。在污水处理厂中使用的测量仪表主要有压力计、温度计、液位仪、流量仪和pH计等，测量仪表能够将测量值及时传送到中心计算机并在屏幕上显示以供技术人员分析。

（2）流量控制系统。对于污水处理厂来说，流量是非常重要的参数之一，控制进水量能够提高控制效率，让污水处理厂能够采取恰当的措施抵抗水力负荷带来的冲击力。将传统测量技术和流量计结合起来使用，克服了传统技术无法实时检测和实时显示的缺陷，能够将瞬间流量显示在屏幕上并将测量值记录下来，为技术人员提供必需的参数。

（3）格栅控制系统。运用格栅控制系统能够实现格栅的自动化开启和自动化关闭，一般污水处理厂会在格栅上安装液位差计，通过液位差分析堵塞程度，将数据传送个PLC系统，如果堵塞程度超出了规定值，就会控制格栅管理，提示技术人员清理垃圾，确保格栅能够正常运行，采用自动化控制技术，能够实现在规定周期内自动清理垃圾。

（4）水泵控制系统。按照泵池的水位控制水泵的运行，能够逐台开启水泵，当某一台水泵不够用时自动开启下一台水泵，并根据水位切换备用泵，调整水泵的运行状态，提高水泵的运行效率，提高资源利用率。

4　结语

综上，在污水处理厂运用自动化控制系统，能够将复杂的处理流程变得简单可靠，降低人为因素的影响，提高处理效率和处理质量。

［1］高景峰.污水处理智能控制的研究、应用与发展［J］.中国给水排水，2012，（6）：62.

［2］邱瑞萍.含油污水处理自动化技术［J］.油气田地面工程，2007，（11）：30.

［3］张先胜.污水处理生产自动化与信息化管理系统的设计［J］.黑龙江科技信息，2015，（33）：87.

Research onAutomationControl System of Sewage Treatment Plant

MEI Qiang-pu
（Wuhan East LakeCollege，Wuhan，Hubei 430074，China）

In recent years，automatic control in wastewater treatmentgradually has replaced the original manual control and operation，and the use of computer technology and multimedia monitoring technology has improved the working efficiency，and effectively reduce the burden of operators and sewage processing efficiency and processing quality is improved，but the development of the chemical industry has brought more pollutants，and sewage wastewater treatment plant using automation control system is very important.The paper discusses application of automation control system in wastewater treatment plant.

sewage treatment；automated control system；system application

X703

A

2095-980X（2016）07-0034-02

2016-06-14

梅强普（1993-），男，湖北荆州人，大学本科，主要研究方向：自动化。