自动化控制技术在污水处理厂的应用进展

张善婷

摘要：近年来，随着城镇化的推进，城市人口不断增加，居民日常生活污水和工业污水的产生越来越多，对生态自然环境和人们的生活环境产生了非常恶劣的影响，更严重的是这些污水会危害人们的健康。污水处理工厂作为污水治理的关键环节，对其进行精细化、智能化控制越来越成为行业关注的焦点。然而，就以往所采用的污水处理控制模式而言，已经不能满足可持续发展的污水处理模式的要求。得益于我国的信息技术和现代科学技术的飞速发展，自动控制技术被应用到工业建设中，建立了全方位的废水处理监控系统，既能保证污水处理工艺的效率，又能满足污水系统的可持续发展。

关键词：自动控制技术;污水处理厂;应用进步分析

1自动控制技术在污水处理中的应用意义

污水处理一直是城市化建设和管理的重要组成部分。对城市建设和环境保护具有重要意义。是保障城市居民正常生活，工作和学习的前提。因此，我们必须加强对污水处理的重视，积极探索和引进先进的方法和技术，提高污水处理的效率和质量。我国的城市污水处理大多是集中处理，即城市污水和生产污水通过城市管道系统进行收集，然后统一输送到水厂进行污水处理后排放。这种方法虽然能有效地处理整个城市的污水，保护城市的水资源，但随着城市化进程的不断加快，人民生活水平的提高和生活质量的提高，简單的处理方式已经不能满足环境保护要求日益严格的要求和城市规模迅速扩大的需求。因此，自动控制技术在污水处理中的应用是非常必要的，其意义也是非常巨大的。

首先，在污水处理过程中应用自动控制技术，可以大大提高城市污水处理的效率和质量，优化城市污水处理系统，极大地促进城市化建设进程。其次，在污水处理过程中应用自动控制技术，可以大大节约城市污水处理的成本和时间。由于我国城市污水处理是集中处理方式，因此有必要建设大型污水处理厂，而传统的污水处理方式需要大量的人工操作处理，控制净化处理效果，这需要大量的成本。自动控制技术可以节约污水处理成本，对提高经济效益具有重要意义。最后，将自动控制技术应用于污水处理中，可以大大提高污水处理效率，保证污水处理质量。自动控制系统可以利用计算机对污水处理的各个阶段进行实时监控，对各个阶段的污水水质进行有效的检测和记录。污水处理一段时间后，计算机可以根据污水处理的水质数据调整相应的处理参数，大大提高污水处理的效率和质量。污水处理中应用自动控制技术还可以保证员工的安全，减少生产事故的发生，一些手工难以完成的任务也可以完成，这也将有效提高污水处理的质量和效率，节约处理成本。

2污水处理厂自动控制技术存在的问题

大多数污水处理厂的自动化控制设备较差，系统中的自动检测设备、仪表和阀门的功能和精度还很不完善。在实际污水处理中，检测结果与实际情况相比误差较大。因此，这些设备的检测结果并不能反映真实情况。如果我们依靠这些来判断污水处理情况并实施自动控制，我们就无法完成改善环境的任务。

从自动化系统的结构来看，三级污水处理厂的管理和分布式现场总线控制在我国得到了广泛的应用。但从实际情况来看，由于主控制器的存在限制了系统的可靠性，因此现场总线的主从结构不适合于全分布式现场总线控制。在污水处理中，水的生化反应过程相对缓慢，且过程中的处理参数相对复杂，导致污水水质监测和控制滞后问题，自动化控制难度大，其研发过程需要长期积累才能实现。

设备的维护很困难。检测设备需要定期的专业维护，如仪器清洗、设备损耗维护等。例如，PH计、污泥浓度计、泥浆液位计等长期浸泡在污水中，导致仪器检测结果不准确，这种情况还会造成仪器清洗的困难，维护成本增加。而且，大多数污水处理厂的仪表都是从国外进口的，价格相对昂贵，这使得污水处理厂的投资更高，工作更困难。

电子自动化控制技术基础薄弱。污水处理厂引进自控设备后，没有引入专业技术支持，普通员工经过简单培训后即进行上岗操作的情况时有发生。由于自动控制系统的复杂性，平时会出现误操作。因此，人才素质的提升急需重视。

3污水处理厂自动控制技术应用要点

3.1 PLC技术

一般来说，PLC技术是指基于可编程逻辑控制器的计算机技术，具有控制开关量的功能，可以通过梯形图和指令语言编程，PLC属于现场控制装置，其可靠性和抗干扰能力强，换言之，PLC设备不受外部环境的影响，干扰性差，其现场适应性好。同时，作为一个本地控制器，每个PLC站可以通过光纤环路构建一个有价值的控制系统。此外，它还可以与工控机进行系统架构，实现上下位机之间的实时通信。污水处理厂一般设置若干现场控制站和控制室。PLC技术的应用可以提高其自动化处理效率。当然，不同类型的污水处理厂对自动控制的要求也不尽相同，客观上要求相关技术人员灵活运用PLC技术手段。

3.2 DCS技术

与其他技术相比，DCS技术是指将自动控制技术、计算机技术、通信技术和CRT显示技术相结合的高科技控制装置，适用于生产过程控制、管理和数据采集，常被视为“4C技术”的组合，基本实现生产过程的分布式控制、操作、管理和监控。同时，以前的DCS技术来源于工业仪表控制系统的过程，能够独立完成连续物理量的连续调节和监控任务，污水处理厂的工业控制网络由工厂级中央监控工作站和现场分控站组成。综上所述，基于PLC技术和DCS技术的工艺控制系统在我国污水处理厂得到了广泛应用，取得了令人满意的技术应用效果。

3.3现场总线控制系统技术

作为世界上最新的控制技术手段，FCS技术在上个世纪90年代走向实用化阶段并经过快速发展，基本演变成为自动化控制技术的典型代表。在正常情况下，FCS技术是指将现场控制网络中的传感器、执行器和控制器连接起来，形成一个自动化系统，然后通过网络传输信息，实现直接的信号传输目标，协调各种设备，以满足自动控制技术的要求的手段。目前，RPOFIBUS、MODBUS、LONWORKS、FF、HART和CAN是世界上自动化控制系统现场总线技术的典型代表，而FCS技术属于第五代过程控制系统，是DCS和PLC发展演变而成的。它基于现场总线技术、仪表控制系统和分布式控制系统。

3.4网络配置技术

污水处理场站具有分布范围广、距离远等特点，随着物联网、云计算等技术的发展与应用，网络组态技术在污水处理中得到了广泛的应用。以污水处理远程组态监控方案为例，利用现场传感器采集相关指标，然后利用控制器对数据进行分析，通过现场格栅、水泵、风机等设备的开关控制，有效实现污水处理。通过远程组态监控的实际应用，可以现场观察各种数据指标，了解各种设备的运行状态，远程控制设备的运行，使污水处理达到达标排放。

4结论

目前，生活污水处理部门基本应用自动控制系统，但绝大多数污水处理部门仅采用机械性能相对简单的操作方式，整体应用效果不是很好。随着我国工业改革的快速发展，这种简单的污水自动控制系统的应用已不能满足生态环境和人们日常生活环境的可持续发展要求。同时，全国的污水处理效率实际上受到许多因素的影响，仅仅通过人工预先设计的程序来全面控制污水处理是不现实的，也是不可能的。因此，有必要不断提高自动控制技术的应用水平，收集污水处理过程中的数据和相关信息，进行准确的计算和分析，逐步实现污水处理的智能化自动控制。

参考文献：

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