自動(dòng)化控制系統在污水廠(chǎng)曝氣量控制中的應用論文
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摘要：
隨著(zhù)社會(huì )的發(fā)展，人們對環(huán)境也提出了更高的要求，對環(huán)境污染的整治工作也變得愈發(fā)重要。而污水處理成為環(huán)境污染的關(guān)鍵所在，曝氣量的控制是重難點(diǎn)。本文主要對電氣自動(dòng)化控制技術(shù)應用在污水處理方面進(jìn)行研究，分析控制曝氣量的重難點(diǎn)，為污水處理廠(chǎng)曝氣量控制提供參考，以期為污水處理提供參考。
關(guān)鍵詞：
污水處理；控制曝氣量；電氣自動(dòng)化控制技術(shù)；
引言：
隨著(zhù)我國經(jīng)濟的發(fā)展，污水處理廠(chǎng)針對曝氣量控制，開(kāi)始應用電力自動(dòng)化控制技術(shù)，可以?xún)?yōu)化曝氣量控制，保障企業(yè)的生產(chǎn)安全和穩定發(fā)展。污水處理廠(chǎng)主要負責處理污水，是組成排水系統的關(guān)鍵所在，只有擁有完善的排水系統，才能實(shí)現環(huán)境保護。但是，污水處理廠(chǎng)還為社會(huì )環(huán)境的不同方面在提供后備保障。另外，隨著(zhù)當前我國污的水處理標準不斷提高，污水處理領(lǐng)域對曝氣量控制的策略也愈發(fā)多樣化。
1、曝氣量控制
曝氣量控制在污水處理工藝中是一個(gè)重要的調節參數，其控制質(zhì)量與污水處理結果之間存在直接關(guān)系。而曝氣量在一般情況下必須控制在特定范圍內，如果曝氣量一旦出現過(guò)高的情況，那么污水的處理成本也會(huì )隨之提升，同時(shí)效率降低。而曝氣量控制過(guò)低則會(huì )導致氧濃度下降，出現無(wú)法完全反應消化反應的情況。而緒類(lèi)菌體則會(huì )得到大量的繁殖機會(huì )，此時(shí)的水質(zhì)將會(huì )加速惡化。
2、電氣自動(dòng)化控制技術(shù)在曝氣量控制中的應用
而當前在污水處理中，對于曝氣量控制策略非常多，主要包括分時(shí)段恒曝氣量控制、恒曝氣量控制、恒溶解氧分布控制、精準化曝氣控制。
2.1恒曝氣量的控制
該方式主要是站在曝氣池供氣量恒定的前提下制定控制策略，而恒曝氣量控制在當前的污水處理廠(chǎng)中是主要的處理方式，并且在實(shí)際應用該控制方式時(shí)，其步驟較為簡(jiǎn)潔，非常適合應用在生產(chǎn)工藝和進(jìn)水量穩定的企業(yè)中，能夠得到更加理想的效果。而該控制方式則是安裝空氣流量計來(lái)實(shí)現，利用PLC控制的反饋信號為輸出信號，以此調節空氣管線(xiàn)上的電動(dòng)閥門(mén)。在曝氣量達到設定值時(shí)，能夠保持恒定狀態(tài)。如圖1所示為恒曝氣量控制示意圖。
2.2分時(shí)段恒曝氣量的控制
該控制技術(shù)主要是對一天內不同時(shí)間段制定優(yōu)化策略，并且該優(yōu)化策略具有非常強的規律性，適合應用在城市污水處理廠(chǎng)中，但是，實(shí)際操作環(huán)節較為復雜，并且該方式與時(shí)間段之間存在直接關(guān)聯(lián)，在不同時(shí)間段應用的效果不同。除此之外，還需要注意準確調節閥，每個(gè)時(shí)段的曝氣量均需嚴格計算，可以確保不同時(shí)段內的曝氣量出現變化，同時(shí)，統一時(shí)間內的曝氣量為恒定�；�1h作為一個(gè)時(shí)間段，可以劃分為24個(gè)整時(shí)間段，通過(guò)對于水量規律進(jìn)行分析，同時(shí)設定流量、曝氣量。但是，這一形式在操作方面具有一定難度，因為不同時(shí)段存在較大的變化規律，時(shí)間、天氣等因素均會(huì )產(chǎn)生影響，所以工作人員要掌握規律變化，同時(shí)，還需設定最好曝氣量值，并根據情況隨時(shí)進(jìn)行調整，因此，該方式的工作量和工作難度相對較大，這導致在實(shí)際應用分時(shí)段恒曝氣量控制的過(guò)程中，其實(shí)際應用效果與預期之間的差異相對較大。而在設定最優(yōu)曝氣值時(shí)，要通過(guò)曲線(xiàn)數值修正，基于此方式，才可以實(shí)現曝氣值運行控制的最優(yōu)化目的。如圖2所示為分時(shí)段恒曝氣量控制圖。
2.3恒溶解氧分布控制
隨著(zhù)我國儀表技術(shù)的發(fā)展，溶解氧檢測儀表在污水處理廠(chǎng)的應用力度不斷加大，溶解氧作為工藝參數，參與曝氣量的自動(dòng)控制已經(jīng)非常普遍。恒溶解氧分布控制能夠實(shí)時(shí)監控溶解氧含量，該方法的工作流程是在反應器上應用溶解氧檢測儀表，由儀表來(lái)反映池中的溶解氧含量。但是，由于污水處理廠(chǎng)非常大，所以，一個(gè)儀表完全無(wú)法反映所有區域，所以需要分片管理曝氣池。
2.4溶解氧串級控制
溶解氧串級控制方法主要是從控制器著(zhù)手，通過(guò)設定溶解氧的動(dòng)態(tài)參數，從而完成曝氣值的自動(dòng)調節目的。其中，主控制器主要是采集出水的氨氮信號實(shí)現溶解氧的定值分配，并且在分配前需設定溶解氧定值，同時(shí)，對各個(gè)區域的曝氣值進(jìn)行全面調節。另外，出水口的氨氮作為主控制器、輸入信號，主要是由溶解氧定值進(jìn)行控制，因為生化系統出現變化，在實(shí)際應用時(shí)，可能會(huì )干擾污水處理，并且注意干擾無(wú)法徹底清除，導致后續可能會(huì )出現較大的氨氮波動(dòng)量，影響污水處理廠(chǎng)的正常運行。當前，我國對該技術(shù)的研究已經(jīng)進(jìn)入下一個(gè)階段，而發(fā)展方向也開(kāi)始逐漸改變，更加集中在進(jìn)水參數引入控制器方面的研究。
2.5精準化曝氣量控制
精準化曝氣控制在所有的控制策略中更加復雜，但該控制策略具有十分突出的自動(dòng)化水平以及較高的精準度，并且經(jīng)濟效益更好，所以，是一種有效的控制策略。精準化曝氣控制是通過(guò)利用電氣自動(dòng)化技術(shù)、污水處理技術(shù)、計算機技術(shù)等，結合多種技術(shù)，利用數字建模實(shí)現綜合處理的目的。而精準化曝氣控制的流程是以水質(zhì)檢測信號為前期參照，提前制定策略方法和調節方式，同時(shí)，利用計算機實(shí)現動(dòng)態(tài)調整，通過(guò)自動(dòng)閥門(mén)起到能控制作用。精準化曝氣控制相較于其他的控制方式更加自動(dòng)化，并且擁有較高的技術(shù)含量，但由于該策略對技術(shù)手段具有較高要求，所以，當前部分污水處理廠(chǎng)無(wú)法達到技術(shù)要求，在應用力度和普及程度上存在不足。
3、自動(dòng)化控制系統在污水處理廠(chǎng)中的應用
3.1DCS自動(dòng)化控制系統
該系統中具有多臺的獨立微機，而各個(gè)微機之間可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò )架構連接，同時(shí)，系統中還具有工程師、操作員以及控制站等內容，各部分之間連接之后相互合作、協(xié)調、配合來(lái)完成控制工作。而DCS自動(dòng)化控制系統在污水處理廠(chǎng)中的應用優(yōu)勢體現為實(shí)時(shí)控制、協(xié)調性強等。
3.2工業(yè)現場(chǎng)控制系統
相較于DCS自動(dòng)化控制系統來(lái)說(shuō)，工業(yè)現場(chǎng)控制系統應用在污水處理廠(chǎng)中的復雜程度更高，該系統的各個(gè)設備之間主要是采用多向串聯(lián)、多連接點(diǎn)的連接方式，這一方式可以提高各設備的能力，從而使新資源信息共享的目的。但是，因為不同的污水處理廠(chǎng)所擁有的設備兼容性不同，所以系統內部非常缺乏一套統一規劃體系，導致無(wú)法實(shí)現整體化的協(xié)調目的，因此，該系統的應用范圍相對較窄。
4、結語(yǔ)
綜上所述，污水處理廠(chǎng)的自動(dòng)控制得到了飛速的發(fā)展，但是，在當前仍舊還未實(shí)現最優(yōu)控制。污水處理廠(chǎng)通過(guò)應用電氣自動(dòng)化控制系統，具有非常理想的效果。本文通過(guò)分析五項應用技術(shù)，可以在一定程度上滿(mǎn)足污水處理廠(chǎng)的曝氣值控制需求，從而提高污水處理技術(shù)，促進(jìn)我國現階段污水處理事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，使我國能夠建設成為環(huán)境友好型社會(huì )和資源節約型社會(huì )。
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