探析电气自动化技术在污水处理厂中的应用

马安泰

摘 要：污水处理厂通过投入电气自动化技术，将使工业、企业的生产力有所提高，管理成本、人力成本、項目成本都将有所降低，从而使企业的核心竞争力更加强大，达到经济效益与社会效益双赢的良好运营模式。本文阐述了电气自动化技术的发展与污水处理方式，探讨分析了电气自动化技术在污水处理厂中应用的优势及其现状问题，并论述了加强电气自动化技术在污水处理中应用的措施。

关键词：电气自动化技术；发展；污水处理方式；现状问题；应用；措施

一、电气自动化技术的发展与污水处理方式分析

1、电气自动化技术的发展。电气自动化技术是通过通信网络把众多的带有通信接口的控制设备、检测元件、执行器件与主计算机连接起来，由计算机进行智能化管理，实现集中数据处理、集中监控、集中分析和集中调度的新型生产过程控制系统。DCS，FCS，SCADA，PLC等技术的蓬勃发展为自动化技术的发展带来了新的生机，它们在工业控制领域的广泛应用为各行业现代化生产提供了极大的方便。电气自动化技术应用应当简单、经济、方便、安全、可靠，应从生产成本、设备安装、工艺要求、结构复杂性、管理维护综合考虑。电气自动化从20世纪50年代始被我国工业生产行业所利用，其名称为工业企业电气自动化，后逐渐发展成为电气自动化技术。20世纪60年代，由于出现了现代控制理论，且自动控制与信息处理相结合，致使电气自动化技术飞速发展。随后，20世纪80年代电气自动化技术广泛使各种制造业、医疗卫生业、交通运输业等日益发达，又被探索性的应用于工农商等经济支柱性的产业。我国污水处理厂将电气自动化技术大量应用于工业产域始于20世纪90年代。电气自动化该技术的内涵较为丰富，涵盖了包括电子、电力、电力电子等技术在内的多个学科的技术内容，且其在工业生产中应用较为普遍，因此发展前景较为广阔。该技术在投入生产过程中的要求较高，不仅需要专业、系统的硬件、软件设计，而且需要结合各个行业、产地，因地制宜、因材预设方案，更需要与电子技术有效结合。

2、污水处理方式的分析。污水处理的方式有多种，主要包括厌氧生物处理技术、好氧生物处理技术、离子交换树脂处理技术、反渗透工业污水处理技术、电气自动化污水处理技术等。其中厌氧生物处理技术虽然已经进行了第二代、第三代的升级，具有是增大了高径比，加快了上升流速，经过处理的污水质量也有所提升。好氧生物处理技术也具有高负荷转化利用空气中氧含量，加快微生物代谢速度，减少泥污量的作用。离子交换树脂处理技术具有处理重金属的功能，可以将排出来的污水置换为冷却水，以达到回收再利用的环保、可持续的效果。膜分离技术具有分离精华功能和浓缩功能，具有流程简单、节约电量、操作便捷的优点。在工业污水处理中，上述几种技术都被因地制宜的使用，但是与电气自动化技术相比，均有自动化不足的劣势，即没有完全自动化。

二、电气自动化技术在污水处理厂中应用的优势及其现状问题分析

1、电气自动化技术在污水处理厂中应用的优势。主要表现为：电气自动化技术在污水处理中的应用能够全自动化，即该技术无需人力，仅仅需要借助电脑、监视器、中央控制设备等远程一起对工作区域的各类设备进行控制，通过预设程序即可完成处理污水的任务。该项技术应用于污水处理技术中有利于减少人力成本，可以集中人力做出污水处理以外的工作。这项技术在大型工业生产基地更为适用，能够高效处理污水，降低处理的人力、物力、经济成本，实现工业效益的最大化。

2、电气自动化技术在污水处理厂中应用的现状问题分析。我国污水处理厂直到90年代以后才开始引进自动控制系统，但大多是直接引进国外成套自控设备，国产自动控制系统的应用还比较少。先后设置PID调节、比值、前馈、后馈、FCS，DCS和最初的以太网技术，经历了几次重大的变革，自动化水平有了较大的提高。目前我国污水处理厂最为先进的自动化控制系统是用工业以太网配合FCS作为系统网络，也是世界上最先进的自动化系统，该系统配以高性能、高可靠的PLC控制站，并具有服务器的最新一代的控制系统。目前有些污水处理厂设置了自动化控制系统，力求对整个污水处理过程实行全面监控。单仍然存在诸多问题，主要表现为：（1）主要控制设备功能不稳定，特别是在仪表的准确性和稳定性来看，不能完全达到由计算机控制的要求。（2）自控水平低，距智能化自动控制还有很大差距。（3）运行条件变化范围大，某些工艺环节尚在不断调整。

三、加强电气自动化技术在污水处理厂中应用的措施

1、加强对污水处理设备的改造。为了提高污水处理效率，需要增加脱水机和PLC柜，把新增的脱水机PLC柜的运行信号联到中控室，避免重新进行布线。使用交换机联接脱水间PLC柜，通过一根信号线接到中控室交换机。改造现场的配电线路，互锁了曝气机的二次控制回路，解决了中控室不能控制曝气机启停的问题。氧化沟的变频曝气机由于控制转换开关处在开关柜控制和机旁控制方式时，变频器模拟量4～20mA电流输入电路断开，使得不能输入变频器运行频率，变频器控制失效，不能运行。经研究，我们短接模拟量电流输入的转换开关控制回路，保证变频器的有效运行；变频器频率信号（模拟量）未能转化为运行信号（开关量）进而输出给PLC，使得上位机无法判断曝气机是否运行。经自动化人员改进后，只需给出变频器频率信号（模拟量）即可实现设备正常运行。

2、强化PLC源程序的修改、优化。电气自动化技术在污水处理运行中，采用的是巡检制度，将各分散值班点集中到中心控制室值班操作。所以必须对比较重要的报警参数根据实际情况做进一步修改。通过对PLC可编程控制器的源程序进行修改、编译，主要是启停液位、报警液位、逻辑控制、出水流量、加药间液位、提升泵站液位差等。不仅实现了设备按工艺流程运行的要求，而且机械设备运行的准确性、安全性有了很大提高，电气故障大为减少。故障点检查也很方便，降低了电气设备的故障率，使自动化运行更加稳定。

3、加强电气自动化技术的发展。我国现行电气自动化污水处理技术主要应用的控制技术主要集中在格栅单元控制、进水泵房单元控制、改良SBR池单元控制、鼓风机房单元控制、加氯间单元控制、脱水机房单元控制几种方式。国外的电气自动化污水处理技术较为发达，自动控制方式多于我国的控制方式。虽然现行的自动化污水处理技术发展较为滞后，距离实现真正的完全电气自动化污水处理技术具有一定的差距，但是随着科技的发展与研究的进步，未来污水处理结合电气自动化技术的发展趋向将是改善水质、降低耗能、提升效益。因此必须加强电气自动化技术的发展，未来电气自动化污水处理技术将是集计算机技术、信息技术、自动化技术、网络技术、智能化于一体的系统，水处理自动化控制的网络化作业、智能化将是未来发展的主导趋势，远程访问和管理也将逐渐应用到水处理中去。

结束语

综上所述，随着人们对环保问题的日益重视，并且由于污水排放处理是影响环保质量的重要因素之一，因此实现污水处理系统的自动化控制势在必行。为了降低不必要的能源消耗，充分利用水资源，实现经济环保的共同发展，只有不断改进，完善污水处理的自控技术。因此对电气自动化技术在污水处理厂中的应用进行分析具有重要意义。

参考文献：

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