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污水處理電氣自動(dòng)化技術(shù)研究論文
1電氣自動(dòng)化技術(shù)概況
污水處理過程中主要應(yīng)用半自動(dòng)化與全自動(dòng)化控制技術(shù)。半自動(dòng)化技術(shù)是處理過程中依靠人力、設(shè)備、機(jī)械、儀器等綜合控制來實(shí)現(xiàn)對(duì)污水處理過程中精細(xì)工藝環(huán)節(jié)的掌控，以便及時(shí)根據(jù)周邊環(huán)境、處理要求、技術(shù)設(shè)備條件等做出應(yīng)對(duì)變化，在節(jié)省人力的基礎(chǔ)上減少機(jī)械設(shè)備消耗。比如污水處理中二沉池低位放空最早主要依靠人力進(jìn)行作業(yè)，依靠半自動(dòng)化技術(shù)只需要對(duì)排水渠道進(jìn)行合理安排、避免池水溢出即可順利控制到水位及放空流量，確保門閥以及按鈕根據(jù)排空情況自動(dòng)開啟或關(guān)閉，減少了勞動(dòng)強(qiáng)度也降低了操作安全風(fēng)險(xiǎn)，不過因半自動(dòng)化控制對(duì)于人員現(xiàn)場(chǎng)工作水平及操作規(guī)范有嚴(yán)格要求，需要在應(yīng)用過程中加以注意。全自動(dòng)化技術(shù)基本上不需要依靠人力，只需事前確定好控制要求及程序即可完成任務(wù)，人力部直接參與污水處理過程，更多是通過電腦、監(jiān)視器、中央控制室設(shè)備等遠(yuǎn)程儀器對(duì)廠區(qū)各類設(shè)備及工藝環(huán)節(jié)進(jìn)行控制。全自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用有助于及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)及操作設(shè)備應(yīng)用，可降低人力投資成本，比如污水處理水質(zhì)變化頻繁或者進(jìn)出水量有較大變化的時(shí)候，都可以直接利用中央控制器進(jìn)行調(diào)整，尤其是夜間作業(yè)與危險(xiǎn)作業(yè)，可有效消除安全隱患。污水處理過程伴隨著各種各樣設(shè)備、器械的操作與應(yīng)用，越是污水量大越需要龐大的設(shè)備系統(tǒng)與人力物力去進(jìn)行控制管理，因此電氣自動(dòng)化技術(shù)的反應(yīng)與應(yīng)用可有效提升污水水質(zhì)處理效果與效率，降低能耗與處理成本，實(shí)現(xiàn)效益最大化。
2污水處理過程中電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀
目前國(guó)內(nèi)污水處理廠應(yīng)用半自動(dòng)化技術(shù)比例較高，也有部分處理廠設(shè)置了全自動(dòng)化控制系統(tǒng)，以便全面監(jiān)控污水處理過程以減少失誤與隱患，就目前來看，國(guó)內(nèi)污水處理中電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用尚處于實(shí)踐摸索階段，與國(guó)外有一定差距，存在著較大的發(fā)展與進(jìn)步空間。污水處理過程中電氣自動(dòng)化相對(duì)控制水平較低、智能化不足，離實(shí)現(xiàn)真正的全自動(dòng)化還有較差距離；自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)行環(huán)境與條件相對(duì)較為復(fù)雜，各個(gè)環(huán)節(jié)工藝還有待成熟；自動(dòng)化主要控制設(shè)備與儀表等功能性、穩(wěn)定性與精確性欠佳，與真正實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化精確控制還有一定差距；自動(dòng)化控制設(shè)備的運(yùn)行操作人員在工藝、設(shè)備全方位操作方面還有待進(jìn)步。以上這些問題的存在使得當(dāng)前污水處理過程中電氣自動(dòng)化多局限于監(jiān)控方面，在精確、遠(yuǎn)程控制上還需加強(qiáng)研究實(shí)踐。污水處理中電氣自動(dòng)化控制功能的實(shí)現(xiàn)是利用通信網(wǎng)絡(luò)接口控制設(shè)備、元器件、執(zhí)行器、傳感器等與計(jì)算機(jī)相連，構(gòu)建智能化控制程序?qū)ξ鬯幚淼母鱾�(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)控、數(shù)據(jù)處理、分析、調(diào)度等，DCS、FCS、SCADA、PLC等技術(shù)的應(yīng)用為電氣自動(dòng)化水平與效益的提升帶來了便利。我國(guó)污水處理廠直到上世紀(jì)九十年代才開始大量應(yīng)用電氣自動(dòng)化控制設(shè)備，當(dāng)前也多以國(guó)外引進(jìn)設(shè)備為主，在國(guó)產(chǎn)自主化方面相對(duì)發(fā)展較慢，但是期間經(jīng)歷了PID調(diào)節(jié)、比值、前饋、后饋、FCS、DCS和以太網(wǎng)技術(shù)發(fā)生了重大變革，自動(dòng)化水平得以提升。以工業(yè)以太網(wǎng)配合FCS作為系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)完成污水處理過程的自動(dòng)化控制是我國(guó)當(dāng)前最先進(jìn)的控制系統(tǒng)，是利用PLC控制站完成高性能、高穩(wěn)定性服務(wù)器控制。
3污水處理過程中電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用實(shí)例
XXX地區(qū)污水處理廠建于20xx年，該污水處理廠在水質(zhì)處理方面主要采用斜管沉淀加濾池的凈水工藝，但是隨著近年來水質(zhì)惡化、水源縮減等問題的加重，處理廠管道經(jīng)常堵塞、水質(zhì)過濾效果差、沉淀物增多、設(shè)備老化嚴(yán)重故障多，尤其是沉淀池清水區(qū)水質(zhì)渾濁，導(dǎo)致水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)無法符合處理要求需求，帶來了諸多問題。因浮游生物、沉淀物及藻類物質(zhì)的增多，水質(zhì)過濾的重力無閥濾池負(fù)荷增大，從過濾到反沖洗需耗時(shí)半小時(shí)，日排放數(shù)量?jī)H有1800m，抽取其他區(qū)域水源從過濾、混凝、沉淀直到排出需耗費(fèi)大量電力及堿式氯化鋁，每月相關(guān)支出費(fèi)用多達(dá)兩萬余元。鑒于目前污水處理廠水質(zhì)處理差、處理成本高、能耗高、換熱效率低、循環(huán)水結(jié)垢多等問題，要對(duì)處理廠部分自動(dòng)化控制設(shè)備與工藝進(jìn)行升級(jí)改造，以優(yōu)化凈化過濾流程，提升水質(zhì)處理效果，在降低成本與能耗的同時(shí)確保水質(zhì)達(dá)標(biāo)。改善水質(zhì)方面，要在原有處理廠基礎(chǔ)上積極恢復(fù)其過濾等原有功能，在全面分析原有設(shè)備、工藝?yán)吓f程度及運(yùn)作效率的基礎(chǔ)上，堅(jiān)持成本節(jié)約原則合理制定改造計(jì)劃，因水質(zhì)改善主要以去除浮游物質(zhì)、沉淀物、藻類物質(zhì)、著色物、溶解鹽類等為主，通過改進(jìn)過濾工藝、適當(dāng)添加新自動(dòng)化設(shè)備即可保證無閥濾池的穩(wěn)定高效運(yùn)行，達(dá)到改善水質(zhì)的效果，同時(shí)保證節(jié)能降耗、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。水質(zhì)提升方面，自動(dòng)化升級(jí)改造重點(diǎn)以混凝、沉淀兩大環(huán)節(jié)為主，混凝環(huán)節(jié)可使用聚合氯化鋁，利用冷卻水循環(huán)系統(tǒng)可達(dá)到適當(dāng)提升pH值的效果，可選擇添加氯來抑制浮游生物生長(zhǎng)與繁殖，達(dá)到改善水質(zhì)的效果。為實(shí)現(xiàn)充分混凝，要對(duì)使用新型自動(dòng)化混凝設(shè)備以實(shí)現(xiàn)反應(yīng)流速、反應(yīng)時(shí)間、水泵管徑、管內(nèi)流速等最佳配比，以達(dá)到最佳混凝反應(yīng)效果。沉淀環(huán)節(jié)可通過改造斜管沉淀同向流方式，采取斜管沉淀異向流方式，利用向上流與沉泥之間相反滑行方向所產(chǎn)生的作用力達(dá)到更好的沉淀效果，通過提升斜管在沉淀池位置，為混凝水留下充足的布水空間，方便斜管沉淀作用，并減輕沉淀區(qū)負(fù)荷。
4結(jié)語
綜上所述，污水處理廠應(yīng)用電氣自動(dòng)化技術(shù)可有效提升自動(dòng)化控制水準(zhǔn)，達(dá)到改善處理水質(zhì)、降低能耗、提升效益等目標(biāo)，對(duì)于探索電氣自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)一步應(yīng)用有積極意義。
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