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污水處理電氣自動化技術(shù)研究論文
1電氣自動化技術(shù)概況
污水處理過程中主要應(yīng)用半自動化與全自動化控制技術(shù)。半自動化技術(shù)是處理過程中依靠人力、設(shè)備、機械、儀器等綜合控制來實現(xiàn)對污水處理過程中精細(xì)工藝環(huán)節(jié)的掌控，以便及時根據(jù)周邊環(huán)境、處理要求、技術(shù)設(shè)備條件等做出應(yīng)對變化，在節(jié)省人力的基礎(chǔ)上減少機械設(shè)備消耗。比如污水處理中二沉池低位放空最早主要依靠人力進行作業(yè)，依靠半自動化技術(shù)只需要對排水渠道進行合理安排、避免池水溢出即可順利控制到水位及放空流量，確保門閥以及按鈕根據(jù)排空情況自動開啟或關(guān)閉，減少了勞動強度也降低了操作安全風(fēng)險，不過因半自動化控制對于人員現(xiàn)場工作水平及操作規(guī)范有嚴(yán)格要求，需要在應(yīng)用過程中加以注意。全自動化技術(shù)基本上不需要依靠人力，只需事前確定好控制要求及程序即可完成任務(wù)，人力部直接參與污水處理過程，更多是通過電腦、監(jiān)視器、中央控制室設(shè)備等遠(yuǎn)程儀器對廠區(qū)各類設(shè)備及工藝環(huán)節(jié)進行控制。全自動化控制技術(shù)的應(yīng)用有助于及時調(diào)整生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)及操作設(shè)備應(yīng)用，可降低人力投資成本，比如污水處理水質(zhì)變化頻繁或者進出水量有較大變化的時候，都可以直接利用中央控制器進行調(diào)整，尤其是夜間作業(yè)與危險作業(yè)，可有效消除安全隱患。污水處理過程伴隨著各種各樣設(shè)備、器械的操作與應(yīng)用，越是污水量大越需要龐大的設(shè)備系統(tǒng)與人力物力去進行控制管理，因此電氣自動化技術(shù)的反應(yīng)與應(yīng)用可有效提升污水水質(zhì)處理效果與效率，降低能耗與處理成本，實現(xiàn)效益最大化。
2污水處理過程中電氣自動化技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀
目前國內(nèi)污水處理廠應(yīng)用半自動化技術(shù)比例較高，也有部分處理廠設(shè)置了全自動化控制系統(tǒng)，以便全面監(jiān)控污水處理過程以減少失誤與隱患，就目前來看，國內(nèi)污水處理中電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用尚處于實踐摸索階段，與國外有一定差距，存在著較大的發(fā)展與進步空間。污水處理過程中電氣自動化相對控制水平較低、智能化不足，離實現(xiàn)真正的全自動化還有較差距離；自動化設(shè)備運行環(huán)境與條件相對較為復(fù)雜，各個環(huán)節(jié)工藝還有待成熟；自動化主要控制設(shè)備與儀表等功能性、穩(wěn)定性與精確性欠佳，與真正實現(xiàn)自動化精確控制還有一定差距；自動化控制設(shè)備的運行操作人員在工藝、設(shè)備全方位操作方面還有待進步。以上這些問題的存在使得當(dāng)前污水處理過程中電氣自動化多局限于監(jiān)控方面，在精確、遠(yuǎn)程控制上還需加強研究實踐。污水處理中電氣自動化控制功能的實現(xiàn)是利用通信網(wǎng)絡(luò)接口控制設(shè)備、元器件、執(zhí)行器、傳感器等與計算機相連，構(gòu)建智能化控制程序?qū)ξ鬯幚淼母鱾�環(huán)節(jié)進行監(jiān)控、數(shù)據(jù)處理、分析、調(diào)度等，DCS、FCS、SCADA、PLC等技術(shù)的應(yīng)用為電氣自動化水平與效益的提升帶來了便利。我國污水處理廠直到上世紀(jì)九十年代才開始大量應(yīng)用電氣自動化控制設(shè)備，當(dāng)前也多以國外引進設(shè)備為主，在國產(chǎn)自主化方面相對發(fā)展較慢，但是期間經(jīng)歷了PID調(diào)節(jié)、比值、前饋、后饋、FCS、DCS和以太網(wǎng)技術(shù)發(fā)生了重大變革，自動化水平得以提升。以工業(yè)以太網(wǎng)配合FCS作為系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)完成污水處理過程的自動化控制是我國當(dāng)前最先進的控制系統(tǒng)，是利用PLC控制站完成高性能、高穩(wěn)定性服務(wù)器控制。
3污水處理過程中電氣自動化技術(shù)應(yīng)用實例
XXX地區(qū)污水處理廠建于20xx年，該污水處理廠在水質(zhì)處理方面主要采用斜管沉淀加濾池的凈水工藝，但是隨著近年來水質(zhì)惡化、水源縮減等問題的加重，處理廠管道經(jīng)常堵塞、水質(zhì)過濾效果差、沉淀物增多、設(shè)備老化嚴(yán)重故障多，尤其是沉淀池清水區(qū)水質(zhì)渾濁，導(dǎo)致水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)無法符合處理要求需求，帶來了諸多問題。因浮游生物、沉淀物及藻類物質(zhì)的增多，水質(zhì)過濾的重力無閥濾池負(fù)荷增大，從過濾到反沖洗需耗時半小時，日排放數(shù)量僅有1800m，抽取其他區(qū)域水源從過濾、混凝、沉淀直到排出需耗費大量電力及堿式氯化鋁，每月相關(guān)支出費用多達(dá)兩萬余元。鑒于目前污水處理廠水質(zhì)處理差、處理成本高、能耗高、換熱效率低、循環(huán)水結(jié)垢多等問題，要對處理廠部分自動化控制設(shè)備與工藝進行升級改造，以優(yōu)化凈化過濾流程，提升水質(zhì)處理效果，在降低成本與能耗的同時確保水質(zhì)達(dá)標(biāo)。改善水質(zhì)方面，要在原有處理廠基礎(chǔ)上積極恢復(fù)其過濾等原有功能，在全面分析原有設(shè)備、工藝?yán)吓f程度及運作效率的基礎(chǔ)上，堅持成本節(jié)約原則合理制定改造計劃，因水質(zhì)改善主要以去除浮游物質(zhì)、沉淀物、藻類物質(zhì)、著色物、溶解鹽類等為主，通過改進過濾工藝、適當(dāng)添加新自動化設(shè)備即可保證無閥濾池的穩(wěn)定高效運行，達(dá)到改善水質(zhì)的效果，同時保證節(jié)能降耗、經(jīng)濟運行。水質(zhì)提升方面，自動化升級改造重點以混凝、沉淀兩大環(huán)節(jié)為主，混凝環(huán)節(jié)可使用聚合氯化鋁，利用冷卻水循環(huán)系統(tǒng)可達(dá)到適當(dāng)提升pH值的效果，可選擇添加氯來抑制浮游生物生長與繁殖，達(dá)到改善水質(zhì)的效果。為實現(xiàn)充分混凝，要對使用新型自動化混凝設(shè)備以實現(xiàn)反應(yīng)流速、反應(yīng)時間、水泵管徑、管內(nèi)流速等最佳配比，以達(dá)到最佳混凝反應(yīng)效果。沉淀環(huán)節(jié)可通過改造斜管沉淀同向流方式，采取斜管沉淀異向流方式，利用向上流與沉泥之間相反滑行方向所產(chǎn)生的作用力達(dá)到更好的沉淀效果，通過提升斜管在沉淀池位置，為混凝水留下充足的布水空間，方便斜管沉淀作用，并減輕沉淀區(qū)負(fù)荷。
4結(jié)語
綜上所述，污水處理廠應(yīng)用電氣自動化技術(shù)可有效提升自動化控制水準(zhǔn)，達(dá)到改善處理水質(zhì)、降低能耗、提升效益等目標(biāo)，對于探索電氣自動化技術(shù)進一步應(yīng)用有積極意義。
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