关于污水处理厂电气自控设计的几点探讨

宋佩东

【摘 要】水资源是人类赖以生存的重要资源，随着城市化建设进程的不断推进和工业化建设的快速发展，我国水资源污染问题日益严重，人民群众越来越重视城市生活污水处理问题。一般而言，污水处理厂的规模相对较小，能源消耗量高，这就需要合理地进行电气设计和自控系统设计，有效地降低污水处理成本。基于此，文章阐述了电气与自控设计系统的概念，介绍了污水处理厂的自控设计流程，研究了电气自控设计在污水处理厂中的应用。

【关键词】污水处理厂；电气自控设计；研究

随着人民群众生活水平的提升，大家的环保意识在不断增强，越来越重视水资源短缺和水资源污染问题。现阶段，我国水资源比较丰富，但人均占有量极少，是水资源严重匮乏的国家。因此，相关部门应该重视生活污水处理厂电力与自控设计，有效地处理污水处理能力较差的小型城市，缓解水资源污染问题，改善我国水资源短缺的现状，实现社会的可持续发展。

一、电气与自控设计系统概述

随着科学技术水平的不断提升，信息技术和计算机技术等逐渐融入到生活污水处理工作中。而电气与自控设计技术在污水处理工作中的有效应用，使得污水处理中的监控工作得到了全面开展，从而实现了用水水体质量检测以及水体用量控制的工作的精准性。在应用电气与自控设计系统开展污水处理工作过程中，主要通过设置一个污水计算机控制总台，通过污水计算机控制总台，操控污水计算机控制分台，从而实现系统性的污水控制模式。这一系统性污水控制模式的应用，可以有效地实现城市污水控制信息的共享。除此之外，为了保证城市污水的控制信息传播的高效性，城市生物污水处理电气自控系统所采取的基本信息传送方式是无线信息传输方式。

二、污水处理厂的自控设计流程

（一）集水池

在集水池设计过程中，设计人员应在粗格栅中设置液位，并在封闭的栅栏内设置硫化氢的检测设备，严格控制格栅除污机和输送机。

（二）进水泵房

在水泵房设计过程中，设计人员应在进水井内设置超声波液位仪，将测量标准作为进水泵的控制依据。同时，泵出水管应设电磁流量计，将其作为污水处理厂的处理量计算依据。

（三）沉砂池

沉砂池设置中，细格栅池内应设置超声波液位差计，液位值做沉砂池的控制参数，控制细格栅的清污动作。除此之外，出水井内应设置固体悬浮物检测系设备，电动闸门阀门等设备应设置监控。

（四）污泥消化池

在进泥管设置中，应放置电磁流量计、温度变送器，并在池顶应设置雷达液位计，气相压力变送器。中部设置温度变送器以及产气管的沼气流量计。

（五）储泥池

在储泥池适宜设置过程中，应设置分体式超声波泥位机，根据泥位的储备量和泥泵的运行状态控制储泥池的进泥量和排泥量，并设有搅拌机和泥泵监视等进行控制。

三、电气自控系统在污水处理厂的运用

（一）电气自控系统的功能分析

电气自动控制系统是严格按照集中控制的原则进行设计的，其主要是将现场仪表与电气设备进行有效结合，组成整体的监控系统，通过自动或手动模式进行有效控制。但是，在使用手动控制过程中，必须要在现场控制箱与控制室的控制键盘进行，而自动控制则只需要按照实际情况由计算机系统实现控制。在电气自控系统设计过程中，通常是由专门的控制柜和监视台进行控制，这样可以及时、准确地记录整个系统运行情况。除此之外，一般污水厂电气自动控制系统需要满足以下几点要求：第一，在控制污水厂污水调节池的水位时，可以有效地控制提升泵，比如，在污水调节池的水位处于低端时，应停止泵的运行；在水位达到中等时，可以将两台泵轮换进行使用，当其中的某一台泵出现故障时，另一台可以开启运行；第二，在污水处理厂中，有效地控制清水池的水位，高度控制相关的反冲洗泵与清水泵的运行，在清水池处于低水位时，两台泵都会停止运行；第三，清水池的水位高低可以直接控制电磁阀，在处于低水位的情况下，电磁阀会自动进行开启并补水；在清水池处于高水位的情况下，电磁阀就会自行关闭，这样不仅可以节约用水，还能有效地避免清水泵烧毁问题。

（二）电气自控系统的实现和测试

在进行工业生产中电气自控系统运行过程中，由于其电压值非常大、与工业的生产过程紧密联系，相关人员必须重视安全问题。在PLC与PC安装工作过程中，必须要在处于断电的前提下进行，而且其控制档位必须要在停止的位置上，否则无法监控PLC提示，在兩者安装连接之后，可以将档位调整到运行的位置。在整个污水处理过程中，大部分都是通过浮球调整水位，在处于低水位的的情况下，低液位浮球垂下则为接通信号；在处于中水位的情况下，中水位浮起为接通信号，需要注意的是，在调试的过程中，相关人员必须适当地调试两个浮球之间的关系，避免两者之间发生矛盾。在污水池中水位处于中水位的情况下，相关人员应该合理地调试泵，观察两台泵中任意一台能实现自动运行的情况，在能够实现的情况下，需要按下这台泵的热继电器，观察另外一台的自动启动情况，以此依次调试这两台泵是否能够有效地进行转换使用。除此之外，其他的一些泵，比如，反冲泵等都可以使用这样的方法进行有效的调试。

四、污水处理厂电气设计优化分析

（一）变压器节能设计

在污水处理厂的电气系统中，变压器的能源损耗占有很大的比例。变压器的整体结构是由铁质和铜质部件结成，其损耗主要体现在以下方面：第一，由铁质部件，比如，铁芯等带来的铁损耗，这是与变压器的负荷无关的部分；第二，变压器负荷电流影响下，铜部件造成的负荷电流损耗。通常情况下，变压器的铜损耗与负荷电流成正比。为了减少污水处理厂的能源损耗问题，优化电气设计，相关人员往往都会选择更换变压器节能产品。在污水处理厂的相关电气设计优化过程中，节能变压器的使用能够带来较好的系统优化效果。其中，节能变压器是指在空载状态下，负载损耗比较低的变压器。现阶段，我国污水处理厂为了方便维护，往往会选用干式变压器，但干式变压器与油浸式变压器相比，具有造价高、空载损耗、负载损耗大、承受过载能力差等特点，因而在优化设计过程中，可以考虑选用油浸式变压器。

（二）减少线路损耗

在污水处理厂中，大量的电缆铺设能够为污水处理工厂的正常运行提供保障。但是，由于电阻的客观存在，电缆的长度越长，电阻越大、电压损失越大，这就导致电缆的使用占据了大量的能源消耗比例，因此，在污水处理厂的电气设计优化工作中，相关技术人员应该重视减少电缆带来的损耗。通常情况下，针对这一问题的优化方案主要是优化高低压配电房选址，使配电房尽量靠近负荷中心。而在污水处理厂中，常见的大功率设备主要有鼓风机、臭氧发生器，因此，在优化设计过程中，相关人员可以考虑将配电房设置在鼓风机房、臭氧发生车间附近或合建。

五、结束语

综上所述，在污水处理厂中，为了实现电气自控系统的有效设计，相关人员必须保证电气自控设计与应用满足工艺和设备的运行需求，并在满足用户需求的基础上，保证水量、水质满足相关设计要求。与此同时，由于工业具有一定的特殊性，系统必须保持长期的连续运行状态，这就为电气自控系统从开发、到后期维护提出了更高的要求，相关工作人员必须予以重视。

【参考文献】

[1]苏文.关于水厂电气自控设计的几点探讨[J].城市建设理论研究：电子版，2016（11）.

[2]盛承辉.小型城市生活污水处理厂电气与自控设计研究[J].科技经济导刊，2016（29）：105.

[3]刘安.电气工程自控系统在污水处理工艺中的运用探索[J].集成电路应用，2018，35（05）：84-86.