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    行業新聞

    電氣工程自控系統在污水處理的運用

    發布時間:2018/6/19 16:26:27 【

    近年來,隨著經濟的發展,工業化進程的加快,我國環境污染問題日益嚴重,因此政府提高了對環境保護的重視,水污染是重要的環境污染之一,城市污水的排放量每年大幅度增加,因此污水處理問題受到了越來越普遍的關注。但是由于污水處理工藝復雜,且工作強度大,再加上我國水污染控制水平較低,污水處理自動控制技術有限,因此基于電氣工程的自動控制系統在污水處理工藝中的應用,具有非常重要的現實意義,能夠提高污水處理的自動化程度,優化自動控制的過程,提高污水處理的效率。

    關鍵詞:電氣工程;自控系統;污水處理;運用

    1引言

    由于我國經濟發展較晚,早期缺乏對環境污染的重視,環境保護設備和自動控制系統發展起步較晚,因此與國外發達技術水平有一定的差距,在國外PLC、DCS和現場總線等先進的自動控制技術早已被廣泛地使用,因此國外污水處理的水平和污水處理工藝得到了明顯的提高,達到了非常好的污水處理效果。重慶市排水有限公司排水項目投運以來,累計處理污水31億立方米,削減COD84萬噸。各廠負荷率一直保持在90%以上,出水水質全面達到或優于國家一級B標準,出水綜合達標率保持在100%的良好水平,安全工作始終可控在控,隨著新環保法、安全生產法全面施行和社會環保監督力度加大,圍繞著安全生產運行以及節能減耗增效的標準,做到了安全生產零事故。隨著對污水處理工藝和自動控制的研究,并積極引進國外先進的技術,我國污水處理控制水平近年來已經得到了提高,本文對電氣工程自控系統在污水處理工藝中的運用進行了探索。

    2污水處理過程中出現的問題

    隨著城市主城區人口的不斷增長,配套管網不斷完善,污水的收集量也在不斷增加,尤其是在雨季,當來水量超過了設計的負荷時,有大量的污水沒有經過充分的處理就直接排出,已經成為城市污水排放急需解決的重要問題。例如受到多種因素的影響,污水廠的全年來水量將其不均勻,能夠有效處理的污水非常有限,再加上初沉池溢流量較大,在很大程度上造成了水量和能耗的浪費,除此之外,二沉池配水不夠均勻,偏流非常嚴重,不但增加了調節工作的強度,而且也難以及時實現調節的效果。二沉池負荷較高的情況下,會造成翻泥現象,甚至會影響出水的水質。目前的污水處理廠污水處理工藝中各自存在不同的問題,需要對污水處理系統的實際運行情況進行仔細的分析之后,采取相應的解決措施[1]。3污水處理電氣自控系統所謂電氣自控系統,就是通過計算機軟件、硬件以及PLC進行控制的一種人機操作系統,操作者通過計算機,實現整個系統各個部分的運轉,與此同時,對每臺設備進行實時的監控,將每臺設備的實時數據采集之后傳到計算機,然后經過計算機系統的計算,確定對控制對象的控制量。對于污水處理系統來說,電氣自控就是對整個污水處理的過程參數進行監控,將采集到的數據傳到計算機進行分析和校驗,從而發出合理的指令,對處理工藝進行控制。污水處理電氣自控系統可以分為兩個部分,一是PLC的程序設計,主要負責自動化的控制,另一個是VB程序設計,主要負責PLC與PC端的通信[2]。

    4污水處理廠電氣工程自控系統的設計

    按照污水處理廠的工藝流程,增設相應的現場PLC控制站以及檢測儀表,并將中心控制室設于地上。自控系統采用PLC控制系統,系統采用工業界目前流行的控制模式,即開放的計算機網絡系統加上流行通用的組態軟件以及可靠通用的PLC模塊,系統配置和功能設計按各工藝處理階段無人值守的原則進行。對于廠內監控系統按分層分布式原則設計,系統分為2層:中控室層和現場控制單元。在中控室層能集中監視廠內設備的實時運行情況,并可通過PLC獨立完成設備的監視和控制功能。現場控制單元除接收中控室層指令并向中控室層傳送數據外,還可內部自成相對獨立的計算機監控系統。通過PLC和現場操作員終端可以獨立完成廠內相關設備的監視和控制功能。根據工藝特點及全廠平面布置,擬設一個中央控制室和七個現場控制站。七個現場控制站分別為反沖處理控制站、加藥間控制站、脫水車間控制站、除臭控制站、紫外消毒控制站、反硝化濾池控制站和除碳硝化濾池控制站,反硝化濾池和除碳硝化濾池采用電磁閥島。

    5污水處理自動控制的限制因素

    隨著人類發展和科技進步,在污水處理領域出現了很多新工藝、新技術、新設備、新材料,在使用的過程中,不但要考慮技術的先進性,還要考慮其成熟性和實用性,從而使工程設計更加合理。電氣工程自控系統在污水處理中的應用主要是為了促進污水處理的高效低耗運行,但是限制污水處理自控系統有效發揮作用的因素主要有以下幾種。(1)一些檢測工具還不夠穩定,例如氣味檢測技術、進行深度除磷處理的亞硝酸氮等等,可靠性無法保證。(2)污水處理的傳感器僅僅發揮了檢測功能,在污水流量的控制和前饋控制等高級控制策略中沒有得到充分的應用。(3)很多早期建設的污水處理廠,由于受到當時諸多條件的限制,自控技術水平很低,而且缺少配套的自控設備和儀器,在排放標準普遍提高的基礎上,要想建立健全完善的自控系統體系要克服很多問題.(4)自控系統所需要的軟件和儀器行業不夠規范,再加上目前自控技術不夠透明,制約了自控系統在污水處理工藝中的使用.(5)很多污水處理廠沒有認識到電氣工程自控系統在污水處理工藝中的使用價值,以及自控系統運行的節能降耗會給企業帶來怎樣的經濟效益,因此在建設污水處理系統的時候,投資自控系統的熱情不高[3]。與此同時,監管部門也沒有認識到全面應用電氣工程自控系統會有效保障污水排放的達標,對環境保護有著重要的意義,將會產生很大的經濟效益,所以沒有發揮出作為監管部門的溝通協調作用,限制了自控系統在污水處理工藝中的運用。(6)對于污水處理自控系統的宣傳培訓不到位,沒有建立完善的培訓知識體系也是重要的影響因素[4]。

    6污水處理自動控制的發展趨勢

    由上述內容可以看出,未來污水處理自控系統的發展趨勢主要有以下幾個方面。(1)研究和發展基于氣味檢測、亞硝酸氮以及微生物等檢測工具于軟件相結合的檢測技術,提高檢測的可靠性。(2)是能夠實現基于模型的模糊邏輯、預測控制、在線模擬和變量統計分析等方面的開發和應用。(3)是要全面地將污水處理單元的過程控制與自控系統結合起來,全面實現高效率低能耗的運行。(4)將遙感、遙測和遙控技術,以及高速數字技術和先進的網絡技術融合到自控系統中,從而實現對污水處理的無人化自動控制。(5)要建立健全教育培訓體系,對污水處理的工作人員進行系統的培訓,構建完善的知識體系,加深他們對自控系統工作流程的理解,從而提高對自控系統的管理效率[5]。

    7結語

    基于電氣工程的自控系統利用了先進的引硬件和控制系統軟件,并通過先進的網絡總線技術,能夠很好地滿足污水處理工藝和設備的需要,保證污水處理的處理量和處理質量,具有可靠性高、利用性好、操作簡便、方便實時控制和經濟合理等優勢。除此之外,還能夠完全達到環保部門所要求的排放標準,具有非常良好的社會效益,因此,對電氣工程自控系統在污水處理工藝中的運用進行探索,是非常重要和非常必要的[6-13],通過對自控系統合理地進行使用、管理和維護,能夠有效緩解水污染問題,更能滿足可持續發展的要求。

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