电气自动化控制技术在污水处理厂曝气量控制的应用

孙冬阳

摘 要：电气自动化的控制技术能够对污水处理厂中的好氧曝气量起到控制性的作用，这些控制技术也因其自身具备节能、高效的优势，受到了人们愈来愈多的关注。本文便以曝气量的控制内容作为出发点，并就电气自动化的相关控制技术在曝气量控制中的运用办法作出探究，以期为各位读者提供参考。

关键词：电气自动化控制技术；污水处理廠；曝气量控制；应用

电气自动化技术包含了自动化的控制技术、电子技术以及电力系统所依赖的IT技术等先进技术，而曝气量作为污水处理厂中对好氧工艺进行调节的可靠参数值，对于实现污水处理也有着重大效用。据此，本文对于污水处理厂中曝气量控制运用在电气自动化控制技术中的具体方法分析，也有着十分深刻的现实意义。

一、曝气量控制的相关概述

曝气量指的是对污水处理厂内好氧工艺展开调节最为需要的参数数值，当曝气量的数值较低时，即容易造成生化系统中溶解氧的浓度骤然降低，并且在消化反应被有效抑制时，丝状菌会出现大量的繁殖，进而导致污泥膨胀和出水的水质超标。当曝气量的控制量超过标准数值时，活性污泥的絮体则会被击碎，从而也会致使水质超标，因此，曝气量的控制对于污水水质的处理有着极为重要的影响作用。

二、电气自动化控制技术运用于曝气量控制中的具体方法

电气自动化的控制技术在污水处理厂的曝气量控制中的应用方法是多样的，简要概括起来主要有以下方法：

（一）关于横曝气量的控制方法

横曝气量的控制指的是通过对曝气池内部供气量保持恒定的供应，制定出一些合适的策略。此种方法在污水处理厂的应用是较为普遍的。但是由于该项方法在策略的制定上并不能对进水的水质、水量、曝气池内溶解氧、昼夜温度以及其他能够产生的因素起到一个综合考虑的效果，所以该方式也更加适用于水质、进水量以及相关生产工艺更为稳定的处理环境中。而要实现恒曝气量的控制，则需要通过安装空气流量计的方法完成，首先布设好空气流量的装置，将其输出的信号作为由PLC所控制的信号，接着将PID的控制器引入其中，利用对风机或是已经在空气管线上安装好的电动阀门实施控制任务，从而使供气量能够达到预先的PLC设定值，并且使之保持一个稳定、恒定的控制状态。

（二）恒溶解氧的分布控制方法

溶解氧的串级控制也是电气自动化技术在曝气量控制中的重要应用内容。这种操作方式是随着仪表、仪器的逐步完善而发展起来的新型技术，主要依赖于关于溶解氧的检测仪器的功能。该仪器能够对所需处理的污水展开普遍的适用，并且溶解氧物质也可以作为一项重要的参数内容，能够在曝气量的控制中进行参与，并且起到一定的控制效用。目前，该方法也在企业管理的工作中得到了越来越广泛的运用。

对污水需氧生物进行处理的工艺手段是多样的，在不同的曝气系统中也有所区分。以常见的推流式来说，技术人员将溶解氧仪器安装在其反应器的末端位置上，便可以实现对于曝气系统的状态探测。但是通常情况下，一台溶解氧仪器是无法满足整个曝气系统的状态反应的，所以在具体环境中，通常采用将曝气池区域进行分段隔开后者划分开的方式来完成小范围的反应检测。这种分布方式也能够实现在一定数量范围内的关于溶解氧的过程检测，并及时建立起溶解氧的曲线模型，以此实现管理者对于不同区域的曝气调节阀对于PID的控制调节。值得注意的是，因为溶解氧的分析检测仪器具有一定的滞后性特点，因而在对PID的各项参数进行设定时，技术人员要认真予以考虑，将PID的调节死区数值设置的更为合理，以此保障调阀的动作能够适应各项工艺调节的要求，并且对调节阀的频繁变动起到一个有效减少的效果。

（三）分时段的恒曝气量控制方式

该方式主要指的是在曝气量控制的前提下所制定出的一项优化策略。分时段的曝气量控制针对的是在一天中不同时段的进水量与水质具有规律性的变化，并且作出及时的控制，这项方法也被广泛地运用于城市的污水处理中。而要实现分时段的曝气控制，首先需要在不同的时间段内，根据所设定的不同调节流量，通过PID调节方式的实施，完成自动控制曝气量的目的。

在对调节阀进行操作调节的过程中，需要遵循一定的原则。简单来说有以下方面：其一，调节量要根据时间段来完成曝气量的设定，并且完成整点调节。其二，调节过程中，需要对实践段进行选定，那么可以选定的整点时间段（0：00-23：00）则可以有24个，为了避免在此过程中调节阀的频繁动作而给设备造成损害，那么在对流量值进行设定时，需要做到有意义的对应。其三，在设定过程中，这项控制策略也存在显著的缺点，这项缺点集中体现在对曝气量的控制工作上，要取得正确的曝气量数值则需要技术人员在不断的生产实践中，将好氧区的DO在各个工艺阶段的内容进行总结，对于不同的天气、不同时间以及不同季节的规律变化都要做到认真归纳。才能保证以此制定出最为正确、最优化的曝气设定值。在得出曝气量数值后，工作人员也要对曝气量所设定的曲线进行不断地修正，以此保障整个曝气量得到最为优质、节能的使用控制效果。

（四）溶解氧的串级控制方法

关于溶解氧的串级控制指的是通过对主控制器、从控制器进行引入的方式，实现设定溶解的氧动态参数的设定任务。而这个队曝气量进行自动调节的行为，主要是通过控制器完成。主控制器将收集到的水体氨氮信号以及其他信息进行汇总，并对各个曝气池内设定的溶解氧数值进行分配确定，再对各个区域内部的曝气阀实施PID控制调节。该方法主要将出水口的氨氮当做是主控制器进行信号传输的串级控制，但是由于此时的生化系统也出现了较大变化，所以这也是一种对于事后展开干扰的一项控制策略，带给出水氨氮具有波动性大的特点。当前这项技术在实际工作中的研究与应用趋势已经逐渐走上让进水参数引入到控制器之中，以此实现事前控制的效果这一方向，导致出水的指标波动状况也往往较为平稳。

（五）精准化的曝气量控制方法

此种方法是一种具有自动化、精准化、经济化的控制手段，通过计算机技术、自动化技术与污水处理技术相互结合起来，以此完成综合性的智能控制任务。其控制方式主要是通过构建数学模型而实现，并通过将水质监测的内容作为反馈信号，以此完成对于控制策略的预先选择，并且同步实现各个曝气池内的溶解氧与空气的流量值等分配任务的确定。对各个池内的溶解氧与曝气量进行调节的方法主要是通过电动的调节阀进行控制，而总曝气量的控制也需要投入一定数量的鼓风机、导叶开度或者是变频器，并将压力信号视为分配与安全的限制条件，由此可见。通过以上过程中对于控制仪表仪器中个性参数的控制，再利用这些参数数值经过PLC后传入到计算机建立的数学模型中，经过科学的计算与分析后，计算机再下达出控制的指令，通过上述一系列操作过程，便实现了对于曝气的精准化控制。

结束语：

电气自动化的相关技术在污水处理厂曝气量控制中的运用是十分高效的。通过一系列应用方法的落实，不仅能够实现对于曝气量的直接控制工作，同时也促进了污水水质处理任务得到圆满的完成，进而为企业获取更为优异的自动化生产力与获得更好的处理质量创造有利条件。

参考文献：

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