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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(guò)程中主要應用半自動(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(guò)程中依靠人力、設備、機械、儀器等綜合控制來(lái)實(shí)現對污水處理過(guò)程中精細工藝環(huán)節的掌控，以便及時(shí)根據周邊環(huán)境、處理要求、技術(shù)設備條件等做出應對變化，在節省人力的基礎上減少機械設備消耗。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(mén)閥以及按鈕根據排空情況自動(dòng)開(kāi)啟或關(guān)閉，減少了勞動(dòng)強度也降低了操作安全風(fēng)險，不過(guò)因半自動(dòng)化控制對于人員現場(chǎng)工作水平及操作規范有嚴格要求，需要在應用過(guò)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(guò)程，更多是通過(guò)電腦、監視器、中央控制室設備等遠程儀器對廠(chǎng)區各類(lèi)設備及工藝環(huán)節進(jìn)行控制。全自動(dòng)化控制技術(shù)的應用有助于及時(shí)調整生產(chǎn)工藝環(huán)節及操作設備應用，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)行調整，尤其是夜間作業(yè)與危險作業(yè)，可有效消除安全隱患。污水處理過(guò)程伴隨著(zhù)各種各樣設備、器械的操作與應用，越是污水量大越需要龐大的設備系統與人力物力去進(jìn)行控制管理，因此電氣自動(dòng)化技術(shù)的反應與應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)現效益最大化。
2污水處理過(guò)程中電氣自動(dòng)化技術(shù)應用現狀
目前國內污水處理廠(chǎng)應用半自動(dòng)化技術(shù)比例較高，也有部分處理廠(chǎng)設置了全自動(dòng)化控制系統，以便全面監控污水處理過(guò)程以減少失誤與隱患，就目前來(lái)看，國內污水處理中電氣自動(dòng)化技術(shù)的應用尚處于實(shí)踐摸索階段，與國外有一定差距，存在著(zhù)較大的發(fā)展與進(jìn)步空間。污水處理過(guò)程中電氣自動(dòng)化相對控制水平較低、智能化不足，離實(shí)現真正的全自動(dòng)化還有較差距離；自動(dòng)化設備運行環(huán)境與條件相對較為復雜，各個(gè)環(huán)節工藝還有待成熟；自動(dòng)化主要控制設備與儀表等功能性、穩定性與精確性欠佳，與真正實(shí)現自動(dòng)化精確控制還有一定差距；自動(dòng)化控制設備的運行操作人員在工藝、設備全方位操作方面還有待進(jìn)步。以上這些問(wèn)題的存在使得當前污水處理過(guò)程中電氣自動(dòng)化多局限于監控方面，在精確、遠程控制上還需加強研究實(shí)踐。污水處理中電氣自動(dòng)化控制功能的實(shí)現是利用通信網(wǎng)絡(luò )接口控制設備、元器件、執行器、傳感器等與計算機相連，構建智能化控制程序對污水處理的各個(gè)環(huán)節進(jìn)行監控、數據處理、分析、調度等，DCS、FCS、SCADA、PLC等技術(shù)的應用為電氣自動(dòng)化水平與效益的提升帶來(lái)了便利。我國污水處理廠(chǎng)直到上世紀九十年代才開(kāi)始大量應用電氣自動(dòng)化控制設備，當前也多以國外引進(jìn)設備為主，在國產(chǎn)自主化方面相對發(fā)展較慢，但是期間經(jīng)歷了PID調節、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作為系統網(wǎng)絡(luò )完成污水處理過(guò)程的自動(dòng)化控制是我國當前最先進(jìn)的控制系統，是利用PLC控制站完成高性能、高穩定性服務(wù)器控制。
3污水處理過(guò)程中電氣自動(dòng)化技術(shù)應用實(shí)例
XXX地區污水處理廠(chǎng)建于20xx年，該污水處理廠(chǎng)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(zhù)近年來(lái)水質(zhì)惡化、水源縮減等問(wèn)題的加重，處理廠(chǎng)管道經(jīng)常堵塞、水質(zhì)過(guò)濾效果差、沉淀物增多、設備老化嚴重故障多，尤其是沉淀池清水區水質(zhì)渾濁，導致水質(zhì)標準無(wú)法符合處理要求需求，帶來(lái)了諸多問(wèn)題。因浮游生物、沉淀物及藻類(lèi)物質(zhì)的增多，水質(zhì)過(guò)濾的重力無(wú)閥濾池負荷增大，從過(guò)濾到反沖洗需耗時(shí)半小時(shí)，日排放數量?jì)H有1800m，抽取其他區域水源從過(guò)濾、混凝、沉淀直到排出需耗費大量電力及堿式氯化鋁，每月相關(guān)支出費用多達兩萬(wàn)余元。鑒于目前污水處理廠(chǎng)水質(zhì)處理差、處理成本高、能耗高、換熱效率低、循環(huán)水結垢多等問(wèn)題，要對處理廠(chǎng)部分自動(dòng)化控制設備與工藝進(jìn)行升級改造，以?xún)?yōu)化凈化過(guò)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)達標。改善水質(zhì)方面，要在原有處理廠(chǎng)基礎上積極恢復其過(guò)濾等原有功能，在全面分析原有設備、工藝老舊程度及運作效率的基礎上，堅持成本節約原則合理制定改造計劃，因水質(zhì)改善主要以去除浮游物質(zhì)、沉淀物、藻類(lèi)物質(zhì)、著(zhù)色物、溶解鹽類(lèi)等為主，通過(guò)改進(jìn)過(guò)濾工藝、適當添加新自動(dòng)化設備即可保證無(wú)閥濾池的穩定高效運行，達到改善水質(zhì)的效果，同時(shí)保證節能降耗、經(jīng)濟運行。水質(zhì)提升方面，自動(dòng)化升級改造重點(diǎn)以混凝、沉淀兩大環(huán)節為主，混凝環(huán)節可使用聚合氯化鋁，利用冷卻水循環(huán)系統可達到適當提升pH值的效果，可選擇添加氯來(lái)抑制浮游生物生長(cháng)與繁殖，達到改善水質(zhì)的效果。為實(shí)現充分混凝，要對使用新型自動(dòng)化混凝設備以實(shí)現反應流速、反應時(shí)間、水泵管徑、管內流速等最佳配比，以達到最佳混凝反應效果。沉淀環(huán)節可通過(guò)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)生的作用力達到更好的沉淀效果，通過(guò)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，并減輕沉淀區負荷。
4結語(yǔ)
綜上所述，污水處理廠(chǎng)應用電氣自動(dòng)化技術(shù)可有效提升自動(dòng)化控制水準，達到改善處理水質(zhì)、降低能耗、提升效益等目標，對于探索電氣自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)一步應用有積極意義。
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