污水處理控制與監控系統研究

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【摘要】進入本世紀以來，社會有了很大的發展，促使人們的生活質量和水平有了很大提升，在各個行業中自動化技術的作用越來越顯著，其中在污水行業國家建立了平臺，保證資源、數據等共同享受，運用自動化技術能夠對污水處理廠的整個過程進行有效控制。基于此，本文主要對污水處理控制與監控系統中的自動化設計實現進行分析。

【關鍵詞】污水處理；監控系統；自動化設計

1前言

我國經濟發展帶動了工業化的快速發展，也帶來了負面影響，水資源污染越來越嚴重，特別是污水排放量不斷增加促使水資源的污染不斷加劇，嚴重的影響了人們的居住環境。所以一定要加強污水治理，將污水處理控制與監控系統結合在一起，促使各種類型的污水處理工藝達到最佳效果，確保設備正常穩定的運行，以便對污水處理中的水質量和使用量進行準確檢測。

2污水的危害及防治的重要性

2.1污水的危害。人類在生產和發展中水資源是基礎，工業、農業以及人類的生產和發展都離不開水資源，所以要對排水進行科學合理的規劃，這是城市發展的關鍵。同時隨著社會工業化的到來，污水和廢水以快速的發展趨勢增長，這樣城市要想發展一定要對這些污水進行有效處理，其既對生活環境造成影響，也危害著人們的身體健康，特別是住房問題非常明顯，經常長時間的積累促使污水侵蝕房屋建筑的鋼結構，進而影響人們的正常生活和安全。從以上分析可以知道，污水處理與人們的生活有著密切關系，影響也是非常巨大的，所以要引起高度重視，對其進行處理的過程中好對每一個環節進行認真詳細的考察，一步一步來，進而就能夠從細節方面開展污水防護工作，也可以預防污水隱患的產生。2.2深層危害。不管是開發商還是施工人員，要想方設法對污水污染和侵蝕進行預防，盡可能減少受污水污染的面積和危害，相關數據顯示：良好的污水防治措施既可以預防污水長時間的侵蝕，可可以很大程度延長使用時間，從而對人們的生活帶來很大方便，也可以節約成本，還可以節約材料和資源。此外污水防治還可以對傳染病源進行消滅，對細菌滋生進行切斷，這樣就可以預防細菌和疾病的傳播，也可以為人們身體健康提供優良的環境。因此對污水進行有效處理是非常重要的。

3污水處理控制與監控系統中的自動化設計

3.1系統構成。該系統是采用先進的WebAccessSCADA軟件，可編程的自動化控制器、APAX系列模塊以及EKI系列以太網絡交換器結合在一起的，這樣就讓污水處理系統形成了一個整體，既不需要對軟件和硬件的兼容問題進行擔心，還可以很好的做好污水處理系統的開發和建設工作。同時該方案還可以提供更加全面的冗余功能，所以具有很強的可靠性，就能確保系統能夠不間斷運行，WebAccess因為具有強大、功能豐富的特征，開發人員從中獲取了很多好處，既可以非常輕松對數據資料進行獲取，還可以將其與很多個節點或者平臺整合在一起，從而滿足項目需求，此外還可以大大降低系統開發和維護的成本。該系統是由管理和監控控制兩個層面組成的。①管理層。是由網絡服務器、工作站以及打印機等部分組成的，網絡進行傳輸的介質是光纖和雙絞線，數據進行傳輸的時候是采用高速以太網，傳輸的速度是100Mbit/s。此外該系統具有很強大的功能，可以通過INTERNET網絡進行遠程診斷和管理。②監控控制層。是由PLC主機、工控機、打印機以及操作臺等幾個部分組成的，其中監控設備PLC之間、PLC與工控機之間都是采用的工業以太網對數據進行交換，從而對系統進行實時監控。3.2設計方案。（1）水處理系統中自動化監控系統的總體設計首先，將已配備各種模塊的控制器SIEMENS400模塊安裝在四個處理子站，系統就能采集各站的數位和類比訊號，并透過工業以太網絡交換器EKI-7659C傳送到控制中心。而雖然數據處于隨時可能變動的狀態，但WebAccess都能實時顯示所收集來的資料，從而實現了集中式遠端監控管理。此外，WebAccess還能接收視頻訊號，透過GigabitPoE交換器EKI-9312P來連接攝影機或CCTV，使用者就能直接透過影像來監控現場設備和設施。不同于市面上的其他同類型軟件，We-bAccess提供了更多優秀又好用的功能。比如，作為核心平臺的WebAccess不僅能集中管理所有獨立運行的SCADA節點，同時還提供冗余節點和通訊埠以確保任何故障都不會影響系統的整體運行。支援多種開放界面、實時數據連接和數百種裝置的驅動程序（如Modbus協定）則使其具有卓越的整合能力。（2）水處理系統中自動化監控系統的詳細設計①污水檢測系統污水檢測及控制的目的在于控制污水的水質及水量，以經常維持安定有效的污水處理。水量檢測設備，第一種流量計：常用的流量計有電磁、超聲波、輪葉以及孔口方式；第二種液位計，常用的液位計有浮球、氣泡以及壓力差方式。水質檢測設備：主要常見的設備有污泥濃度計、DO計、MLSS計、pH計、溫度計、氨氮及COD/TOC計等。水質檢測項目：一調整池：水流量、pH值、水位；二初沉池：抽出污泥量及濃度、污泥界面計；三曝氣池：送風量、回流污泥量、DO及MLSS濃度；四二沉池：回流污泥量及其濃度，剩余污泥量；五放流渠：處理水量、COD、濁度計、加氯流量計、余氯濃度計。②污水控制系統a.曝氣槽有關控制。送氣量控制，以廢水量調整控制送氣量。鼓風機輸出壓控制，送風量以調節鼓風機吸入閥門的開度及鼓風機之臺數控制，輸出壓力以壓力控制于定值，確保穩定送風量。關于DO控制就是以DO之控制量調節送氣量使槽內的DO與目標值一致。MLSS控制在對回流污泥量進行調節控制可以促使槽內濃度與目標保持一致，對回流污泥量進行控制就是用流入的廢水量與比率相乘，所得的數值作為回流污泥控制的目標值，從而對回流污泥量進行調整。b.加氯量控制。以處理水量作比率調節加氯量，也有以余氯測定計測定結果作回授控制，并由水量作比率調節。c.沉淀池控制。該環節的控制在操作過程中以污泥泵浦、刮泥機以及浮除的清除為主，將定時器與順序控制相結合。

4污水處理系統中自動化監控系統的優化

以沉淀池污泥停留時間的調控為例，已知進流SS濃度為128mg/L，若需達到放流水標準以下（設定值為25mg/L）所對應之累加質量約占20%，推估對應管柱之安全水深應為15cm以內，對應管柱安全水深于15cm時，所對應的濃度為30%，換算成濃度約為38.4mg/L。安全水深于15cm下，推估30min沉降后濃度約為24.3mg/L。無機性廢水是采用的污泥回流的方式進行操作，這樣不僅可以對污泥形式、特征進行中和，還可以很大程度減少藥劑的使用量，對于浮除系統應該將出水添加到24L/hr、濃度12500mg/L的化學回流污泥，進水SS濃度為272mg/L。依目前實際污水處理廠添加混凝劑與助凝劑于沉淀池的操作方式，其停留時間可縮短至1h，進而增加一倍的處理水量；保守估計，可增加5000CMD處理水量，雖操作成本將有所增加，但可以減低擴建的需求，節省擴建成本的支出。

5結語

綜上所述，將污水處理系統與監控系統結合在一起進行自動化設計，每一道工藝都是由一個或很多個建筑物和設備構成的，并且每一個工藝和環節都有一定系數，同時系統還能對每一個設備的運行參數和進出水的指標進行監督控制，從而就可以計算出污水處理的能力和效率。

參考文獻

[1]汪強.污水處理廠監控系統國內外研究現狀[J].中國科技博覽，2014（21）：378.

[2]霍建.一種污水處理廠自動化控制系統的實現研究[J].電子測試，2016（17）：11~12.

作者:葛新東 單位:江蘇四聯自動化科技有限公司