污水處理廠(chǎng)主要承載的是城市污水的處理改造，是排水系統的重要組成部分。只有排水系統完善良好，城市的環(huán)境以及基礎設施建設才稱(chēng)得上完善，也能為城市各方面協(xié)調發(fā)展提供后備保障，它與城市的文明水平和現代化能力息息相關(guān)。除此之外，我國的污水處理標準日漸嚴格，不僅對于環(huán)境危害性有著(zhù)嚴格要求，還要求能夠提高污水處理后的利用率，節約水資源，促進(jìn)資源節約型社會(huì )的建設，為緊張的水資源現狀做出貢獻。

　　一、曝氣量控制概述

　　曝氣量控制概述曝氣量控制對于行業(yè)外人員來(lái)說(shuō)相對陌生，但曝氣量在污水處理工藝中是舉足輕重的一個(gè)調節參數，其控制的好壞對于污水處理結果和質(zhì)量影響較大。一般而言，曝氣量需要控制在特定范圍內最為適宜，一旦曝氣量過(guò)高就會(huì )造成污水處理成本升高，效率降低。反之曝氣量控制過(guò)低的話(huà)，會(huì )造成氧濃度降低，從而使得消化反應無(wú)法反應完全;而且絮類(lèi)菌體會(huì )獲得大量繁殖的機會(huì )，導致水質(zhì)加速惡化。國家環(huán)?？偩衷鴮ξ覈?a href="http://www.lishizhenys.com/" target="_blank" class="keylink">水處理廠(chǎng)和相關(guān)設施加以調查，調查結果顯示在所抽調的600多個(gè)縣級以上城市中大半城市沒(méi)有設置污水處理廠(chǎng)，只有不到100的大型中型城市設有處理污水設施。但即使在這數十個(gè)設有污水處理設施的城市中，也有大半設施形同虛設，實(shí)際使用率極低，污水處理能力也不達標。很多發(fā)達國家由于早期經(jīng)濟的粗放型發(fā)展，環(huán)境問(wèn)題和資源短缺相對嚴重，因此發(fā)達國家很早就開(kāi)始注重污水處理來(lái)保護環(huán)境和節約水資源。尤其是伴隨著(zhù)各項技術(shù)的迅猛發(fā)展，自動(dòng)化控制技術(shù)日漸成熟，發(fā)達國家污水處理工藝得到大大改進(jìn)，據悉，發(fā)達國家部分城市可將污水處理率提升到80%之高。由此可見(jiàn)，自動(dòng)化控制技術(shù)在污水處理中作用顯著(zhù)，如能引入電氣自動(dòng)化控制技術(shù)，就能進(jìn)一步提高污水處理率，對于緩解環(huán)境問(wèn)題和資源短缺都很有幫助，是值得投入研究的重要課題。

　　二、電氣自動(dòng)化控制技術(shù)在曝氣量控制方面的應用

　　在電氣自動(dòng)化控制技術(shù)應用于污水處理之前，該領(lǐng)域也有自己的控制曝氣量相關(guān)策略，這些策略方法各異，原理多樣，在此與主題關(guān)系不大，因此不多加贅述，主要聚焦于電氣自動(dòng)化控制技術(shù)在控制曝氣量層面上的幾大應用策略，下面是5種基本策略。

　　2.1 恒曝氣量控制

　　恒曝氣量控制是最為普通的一種策略，其切入的角度是使曝氣池提供相對恒定不變的曝氣量，大多數污水處理廠(chǎng)均喜歡采用此策略。但是這一策略存在固有缺陷，無(wú)法將池內水量以及水質(zhì)納入考慮的范圍，也會(huì )受到溫差、溶解氧等因素的干擾，因此，該策略并不適合條件不夠穩定的污水處理廠(chǎng)。該策略具體應用的設備有空氣流量計，以此來(lái)測量空氣進(jìn)量，將所得信號傳導進(jìn)入PID控制器，進(jìn)一步施加指令于相關(guān)的閥門(mén)等設備上，實(shí)現對曝氣量的控制，做到恒定曝氣。

　　2.2 恒曝氣量的分時(shí)控制

　　此方法相較于恒曝氣量控制策略有很多相似之處，總體來(lái)講原理相近，但這個(gè)策略又有所完善，克服了恒曝氣量控制策略的一些固有缺陷。分時(shí)段恒曝氣量控制在恒曝氣量控制的基礎上強調根據不同時(shí)間段的池中變化來(lái)調整曝氣量，十分適合不同時(shí)段水量水質(zhì)變化較大的又有一定規律的污水處理廠(chǎng)。這一策略的主要方法是伴隨著(zhù)時(shí)間段的特點(diǎn)來(lái)調整流量，由調節閥門(mén)來(lái)控制曝氣量，每個(gè)時(shí)段的曝氣量多少經(jīng)過(guò)嚴密計算，確保不同時(shí)段曝氣量有變化而同一時(shí)間段內曝氣量恒定。一般以1h為一個(gè)時(shí)間段，將一天劃分為24個(gè)整時(shí)間段，研究其水量水質(zhì)規律，設定好流量大小和曝氣量多少，按需調節。但該策略也存在這些操作困難，主要體現在不同時(shí)段的規律變化較大，受天氣因素干擾，時(shí)間段又多，需要工作人員充分把握變化較大的規律，設定出最好的曝氣量值，還要能根據變化不斷調整，這就大大地增加了工作量和工作難度。

　　2.3 恒溶解氧控制

　　此策略不強調曝氣量的恒定，而將目光放于溶解氧含量的恒定控制上。目前已有眾多污水處理廠(chǎng)采用了溶解氧檢測儀表，對于溶解氧含量能夠有實(shí)時(shí)的監控。推出恒溶解氧分布控制策略。該策略的主要方法流程是將溶解氧檢測儀表應用于反應器上，由儀表實(shí)時(shí)反應池中的溶解氧含量。但由于污水處理池較大，一個(gè)儀表無(wú)法準確反映所有區域，因此通常將曝氣池進(jìn)行分區分片管理，每個(gè)區域放置一定的儀表加以監測，通過(guò)調節閥門(mén)予以控制。

　　2.4 溶解氧綜合控制

　　這一策略與恒溶解氧分布控制策略有相似之處，一樣聚焦于溶解氧這一參數的控制，它的主要流程是在系統中加入控制器，在溶解氧變化的過(guò)程中設定出動(dòng)態(tài)參數，根據變化自動(dòng)調節?？刂破髦饕譃橹骺刂破骱蛷目刂破?，主控制器發(fā)揮采集信號，合理分配不同區域溶解氧的設定值，而從控制器主要接受信號，根據主控制器的指令來(lái)控制調節閥，實(shí)現對溶解氧量值的控制。但是，該策略是以出水信號為參照的，存在一定滯后性，屬于事后調節。為減少不穩定性和滯后性，也可將進(jìn)水參數作為參照物，在事前進(jìn)行控制，便可使得出水指標波動(dòng)會(huì )比較平穩。

　　2.5 系統化曝氣控制

　　精準化曝氣控制相對來(lái)說(shuō)是最為復雜的策略，但它精準度高、自動(dòng)化水平突出、經(jīng)濟效益好，實(shí)在是十分優(yōu)秀的控制策略。這種策略是博采眾長(cháng)，充分利用了污水處理技術(shù)、電氣自動(dòng)化技術(shù)、計算機技術(shù)等多種技術(shù)，將其融合，采用數學(xué)建模的形式綜合處理。它的主要流程是一水質(zhì)監測信號作為前期的基本參照，預先制定相關(guān)策略方法和調節方式，同時(shí)利用計算機動(dòng)態(tài)調整，通過(guò)自動(dòng)閥門(mén)施加指令，進(jìn)行自動(dòng)化控制。這一策略明顯更為綜合自動(dòng)，技術(shù)含量高，但是礙于技術(shù)手段要求較高，眾多污水處理廠(chǎng)無(wú)法達到相應的技術(shù)要求，因此該策略普及度不夠高，需要提供技術(shù)支持來(lái)幫助該策略的推廣。

　　三、自動(dòng)化控制系統在污水處理方面的應用

　　3.1 DCS自動(dòng)化控制系統

　　這一系統中存在眾多臺相對獨立的微機，它們之間通過(guò)網(wǎng)絡(luò )架構產(chǎn)生聯(lián)系，系統中同時(shí)還具有控制站、工程師、操作員等多個(gè)組成部分，他們之間相互連接、相互合作協(xié)調配合，共同完成控制工作。該系統的優(yōu)勢在于協(xié)調性強，能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)性的控制。

　　3.2 工業(yè)現場(chǎng)控制系統

　　這個(gè)系統相對于DCS自動(dòng)化控制系統更為復雜，它的各個(gè)設備之間采用的是多向串聯(lián)，多接點(diǎn)的連接方式，這樣的方式能夠使各個(gè)設備之間有更強的能力進(jìn)行資源信息的共享。然而，同樣囿于不同廠(chǎng)家設備兼容性問(wèn)題，這一系統內部缺乏統一的規劃標準，無(wú)法實(shí)現整體化協(xié)調，因此這一系統普及度不高。

　　四、結語(yǔ)

　　我國的污水處理設施已盡量采用電氣自動(dòng)化控制技術(shù)，以期改進(jìn)污水處理工藝。該文推出了幾個(gè)應用策略和相關(guān)應用系統，以期為污水處理技術(shù)的提升添磚加瓦，必將有利于污水處理事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，亦能促進(jìn)資源節約型、環(huán)境友好型社會(huì )的建設。( >

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