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            自動化控制系統在污水廠曝氣量控制中的應用

            來源:未知 作者:肖娥
            發布于:2021-03-18 共2812字

              摘 要:隨著社會的發展,人們對環境也提出了更高的要求,對環境污染的整治工作也變得愈發重要。而污水處理成為環境污染的關鍵所在,曝氣量的控制是重難點。本文主要對電氣自動化控制技術應用在污水處理方面進行研究,分析控制曝氣量的重難點,為污水處理廠曝氣量控制提供參考,以期為污水處理提供參考。

              關鍵詞:污水處理; 控制曝氣量; 電氣自動化控制技術;

              隨著我國經濟的發展,污水處理廠針對曝氣量控制,開始應用電力自動化控制技術,可以優化曝氣量控制,保障企業的生產安全和穩定發展。污水處理廠主要負責處理污水,是組成排水系統的關鍵所在,只有擁有完善的排水系統,才能實現環境保護。但是,污水處理廠還為社會環境的不同方面在提供后備保障。另外,隨著當前我國污的水處理標準不斷提高,污水處理領域對曝氣量控制的策略也愈發多樣化。

            電氣自動化

              1 曝氣量控制

              曝氣量控制在污水處理工藝中是一個重要的調節參數,其控制質量與污水處理結果之間存在直接關系。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高的情況,那么污水的處理成本也會隨之提升,同時效率降低。而曝氣量控制過低則會導致氧濃度下降,出現無法完全反應消化反應的情況。而緒類菌體則會得到大量的繁殖機會,此時的水質將會加速惡化。

              2 電氣自動化控制技術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中是主要的處理方式,并且在實際應用該控制方式時,其步驟較為簡潔,非常適合應用在生產工藝和進水量穩定的企業中,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實現,利用PLC控制的反饋信號為輸出信號,以此調節空氣管線上的電動閥門。在曝氣量達到設定值時,能夠保持恒定狀態。如圖1所示為恒曝氣量控制示意圖。

              圖1 污水處理廠恒曝氣量控制示意圖

              2.2 分時段恒曝氣量的控制

              該控制技術主要是對一天內不同時間段制定優化策略,并且該優化策略具有非常強的規律性,適合應用在城市污水處理廠中,但是,實際操作環節較為復雜,并且該方式與時間段之間存在直接關聯,在不同時間段應用的效果不同。除此之外,還需要注意準確調節閥,每個時段的曝氣量均需嚴格計算,可以確保不同時段內的曝氣量出現變化,同時,統一時間內的曝氣量為恒定。基于1h作為一個時間段,可以劃分為24個整時間段,通過對于水量規律進行分析,同時設定流量、曝氣量。但是,這一形式在操作方面具有一定難度,因為不同時段存在較大的變化規律,時間、天氣等因素均會產生影響,所以工作人員要掌握規律變化,同時,還需設定最好曝氣量值,并根據情況隨時進行調整,因此,該方式的工作量和工作難度相對較大,這導致在實際應用分時段恒曝氣量控制的過程中,其實際應用效果與預期之間的差異相對較大。而在設定最優曝氣值時,要通過曲線數值修正,基于此方式,才可以實現曝氣值運行控制的最優化目的。如圖2所示為分時段恒曝氣量控制圖。

              圖2 污水處理廠的分時段恒曝氣量控制面板  

              2.3 恒溶解氧分布控制

              隨著我國儀表技術的發展,溶解氧檢測儀表在污水處理廠的應用力度不斷加大,溶解氧作為工藝參數,參與曝氣量的自動控制已經非常普遍。恒溶解氧分布控制能夠實時監控溶解氧含量,該方法的工作流程是在反應器上應用溶解氧檢測儀表,由儀表來反映池中的溶解氧含量。但是,由于污水處理廠非常大,所以,一個儀表完全無法反映所有區域,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手,通過設定溶解氧的動態參數,從而完成曝氣值的自動調節目的。其中,主控制器主要是采集出水的氨氮信號實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,對各個區域的曝氣值進行全面調節。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行控制,因為生化系統出現變化,在實際應用時,可能會干擾污水處理,并且注意干擾無法徹底清除,導致后續可能會出現較大的氨氮波動量,影響污水處理廠的正常運行。當前,我國對該技術的研究已經進入下一個階段,而發展方向也開始逐漸改變,更加集中在進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化水平以及較高的精準度,并且經濟效益更好,所以,是一種有效的控制策略。精準化曝氣控制是通過利用電氣自動化技術、污水處理技術、計算機技術等,結合多種技術,利用數字建模實現綜合處理的目的。而精準化曝氣控制的流程是以水質檢測信號為前期參照,提前制定策略方法和調節方式,同時,利用計算機實現動態調整,通過自動閥門起到能控制作用。精準化曝氣控制相較于其他的控制方式更加自動化,并且擁有較高的技術含量,但由于該策略對技術手段具有較高要求,所以,當前部分污水處理廠無法達到技術要求,在應用力度和普及程度上存在不足。

              3 自動化控制系統在污水處理廠中的應用

              3.1 DCS自動化控制系統

              該系統中具有多臺獨立微機,而各個微機之間可以通過網絡架構連接,同時,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、協調、配合來完成控制工作。而DCS自動化控制系統在污水處理廠中的應用優勢體現為實時控制、協調性強等。

              3.2 工業現場控制系統

              相較于DCS自動化控制系統來說,工業現場控制系統應用在污水處理廠中的復雜程度更高,該系統的各個設備之間主要是采用多向串聯、多連接點的連接方式,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,導致無法實現整體化的協調目的,因此,該系統的應用范圍相對較窄。

              4 結語

              綜上所述,污水處理廠的自動控制得到了飛速的發展,但是,在當前仍舊還未實現最優控制。污水處理廠通過應用電氣自動化控制系統,具有非常理想的效果。本文通過分析五項應用技術,可以在一定程度上滿足污水處理廠的曝氣值控制需求,從而提高污水處理技術,促進我國現階段污水處理事業的進一步發展,使我國能夠建設成為環境友好型社會和資源節約型社會。

              參考文獻

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            作者單位:貴州中煙工業有限責任公司遵義卷煙廠
            原文出處:肖娥.污水處理廠曝氣量控制的電氣自動化控制技術[J].中國設備工程,2021(03):222-223.
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