自动控制系统在污水处理厂的应用分析

　　【摘要】水资源利用直接关系到社会可持续发展，早期工业废水、城市生活用水没有经过处理直接到河流中，利用自然的自我净化功能来分解废水。但是，随着我国工业化的不断发展，仅仅通过自然净化能力已经很难处理废水，城市污水污水处理厂建设十分重要。为了提高污水处理效果，实现自动化非常关键。文章将对自动化控制系统在污水处理厂中的应用进行分析，并论述其未来发展趋势，希望为相关人员提供参考。
　　【关键词】自动控制系统；污水处理厂；意义；应用；发展趋势
　　集中式污水处理方式一直是我国城市中最主要的污水处理形式，从实际应用来看，集中式污水处理方式处理效果较好，便于管理，能够形成一定规模，更有效的管理城市水环境。但是，随着社会的不断发展，集中式污水处理方式的也暴露出了一些弊端，例如，污水处理厂建设周期长、耗费人力、物力、财力等资源较多，同时，由于城市的快速发展，污水处理存在一定滞后性，这样一来，快速扩张城市区域污水排放任务就变得非常困难，面临更大的压力。为此，积极探究自动控制系统在污水处理厂中的应用具有重要意义。
　　一、自动控制及其在污水处理中应用的意义
　　污水处理厂自动控制系统可分为两种情况：一种是使用数据监控采集系统，另一种是全自动的控制系统（即所谓的无人值守模式）。数据监控采集主要是通过数据采集终端，对处理过程中的参数进行实时监控，及时观测污水处理过程中的数据变化情况，其具体功能较为简单。全自动控制系统是当前污水处理过程中最先进的技术，其通过数据采集实现污水处理自动控制，能提高污水处理质量和设备的运行效率。
　　随着城市化水平的不断提高，环境问题已经成为制约城市发展的主要问题，特别是城市水環境污染，城市水环境污染引起了相关部门的高度重视。现阶段，我国污水处理方式主要是集中式处理模式，该模式自身存在的问题显然无法提供给城市有效的污水处理支持，并且在其他方面也存在一些制约因素，限制城市水污染的改造和治理。文章通过对自动控制处理模式进行研究，对其特征进行分析，并论述其具体应用，为实际应用提供指导。从另外一个角度分析，探讨自动控制污水处理技术在城市中的应用是我国可持续发展的需要，是实现经济又好、又快发展的重要基础，积极研究自动控制污水处理模式，对我国经济和社会发展具有非常重要的现实意义。
　　二、国内外自动系统应用发展现状
　　发达国家污水处理厂已经广泛应用了自动控制系统，能够在污水处理过程中很好地实现自动控制和记录数据，个别地区已经实现了污水处理厂的全自动控制，在污水处理过程中执行无人值守的方式，例如，美国某污水处理，运用微机自动控制投入药剂，应用直接数字式计算机控制自动加钒，运转一年就降低钒消耗20，并且提高了管理水平，稳定了水质。除此之外，美国加利福尼亚污水处理厂和日本的东京国立污水处理厂也先后采用了计算机自动控制技术，运行效果也比较理想。
　　最初，我国在污水处理方面各种费用表现出明显不足，自动控制系统配备不全面。近年来，随着政府对污水处理工作重视程度不断提高，污水处理工作中信息化和自动化程度不断提高，无论是生产还是污水管理等都进入了快速发展时期，信息技术的快速发展也为污水处理行业的生产管理自动化、信息化、智能化等提供了有力支持。当前，从宏观形势上看，我国污水处理控制水平主要包括手动操作、半自动控制和全自动控制3个层面，每个层面都有不同的适应类型，发展方向也不尽相同。
　　三、自动控制系统在污水处理厂中的应用
　　（一）流量自动控制系统在污水处理厂中的应用
　　对于流量自动控制系统来说，主要是对污水处理过程中的控制参数进行初步了解，并且可以合理控制污水处理质量，及时发现问题并及时更正。一般来说，污水处理厂增加表面水力负荷所带来的冲击力，就要准确把握进水量，这样才能更好地进行测量。而对于测量工作来说，人工测量难免会出现一些误差，而采用自动化测量装置就可以进一步减少误差的存在，促进测量精确度的提高，同时还可以为自动控制技术的使用提供更多的有效数据。
　　（二）水泵自动控制系统在污水处理厂中的应用
　　污水处理过程中，通过使用水泵自动控制系统，能够实现由水泵自动更换成为气动泵与备用泵的控制。这样一来，就可以进一步控制污水处理厂的外部水流量，同时，还可以为污水处理提供一定的动力，调整处理机器的工作状态，减少人力的使用，促进自动控制水平的进一步提高。
　　（三）鼓风机自动控制系统在污水处理厂中的应用
　　在污水处理过程中，需要针对一些悬浮物的浓度进行测量，安装鼓风机自动控制系统，使其承担着为反应池加入曝气的任务，保证所供给的气量始终保持充足和稳定状态之后，就可以在一定程度上降低耗损量，不仅能够延长设备的使用期限，还能够提升污水中的细菌分解能力，获得一举两得的效果。因此，鼓风机的设置，可以有效促进自动控制技术在污水处理厂中的应用，实现对污水处理厂生产过程的实时控制和精细化管理，进而实现规范化管理、节能降耗、减员增效的目的。
　　（四）在线监控
　　通过对运行设备的数据采集，可以实现在线监控功能。中控室电脑界面能够详细、准确的显示现场智能仪表监测的数据、设备运行状态，通过分析数据变化情况和分析工艺参数的变化，使操作人员能够及时、准确掌握污水处理过程中参数和设备的运行状况，并有针对性的进行调整和优化设备运行状态。
　　（五）采集数据检修故障
　　通过自动控制系统能够及时采集设备运行的数据，并能将采集的数据进行保存，只要能及时对保存的历史数据进行备份，就能实现历史运行数据的全面采集，便于生产运行数据库的管理和数据分析。另外，当设备在运行过程中出现故障时，通过自动化程序的设置就能在中控室出现预警提示，以便操作人员及时发现污水处理过程中出现的故障，通过报警画面及时提醒操作人员进行相应的处理，经过和历史曲线相对比和数据分析处理完毕后，进行复位处理即能正常工作。
　　四、污水处理自动控制系统未来发展趋势
　　虽然污水处理自动控制系统越来越被重视，但是该系统普及率较低，这也是与该系统自身缺点分不开的，例如，检测工具有时会出现问题，可靠性、稳定性不足；污水厂中的传感线主要作用还是体现在检测方面，投入费用、维护成本都比较高；大多数污水厂建成时间比较久远，很难结合当下的新技术在原有基础上再造；自动控制系统缺少专业的操作人员，操作人员缺少自动控制系统方面的理论知识和实践经验，在操作过程中很容易发生安全事故。今后污水处理自动系统安全性将更突出，更加注重人性化，系统自身存在的问题也会迎刃而解，将会大大推动该系统的普及应用。
　　五、结束语
　　随着我国城市化进程的不断加快，城市人口数量不断增多，再加上工业快速发展，污水排放量大大增加，在这一背景下，污水处理面临着较大的压力。为此，要加大自动控制系统的应用力度，实现流量自动控制、水泵自动控制、鼓风机自动控制、在线监控以及故障检修。同时，进一步对其进行研究，优化其中存在的不足，促进其智能化、自动化、人性化发展，为污水处理工作提供支持。
　　【参考文献】
　　〔1〕赵亚琨。浅谈自动控制系统在污水处理厂中的应用及组成〔J〕。山东工业技术，2018（09）：93。
　　〔2〕郭海鸿。PLC自动控制系统在污水处理工程中的运用〔J〕。中国高新区，2018（09）：1517。
　　〔3〕王雨萌。基于智能控制策略的污水处理控制系统〔D〕。浙江大学，2018。
　　〔4〕刘丹。自动控制系统在城市污水处理中的运用与研究〔J〕。中小企业管理与科技（上旬刊），2011（06）：286。