电气自动化技术在污水处理过程中的应用
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【摘 要】笔者结合临平净水厂的工程案例，对电气自动化技术在污水处理过程中的应用进行分析。
【关键词】电气自动化;污水处理
1 工程概况
位于浙江省的临平副城没有配套的城市污水处理厂，现状城区污水排入杭州七格污水厂进行处理。随着城市的发展，临平污水收集系统的污水量将快速增长，七格污水厂无法全面
解决临平副城的污水处理问题。只有尽快建设临平污水处理厂，才能从根本上解决临平污水的处理问题。该项目的处理规模是20 万 m3/d，其初步设计方案主要结论是厂区形式采用全地埋式布置;污水处理工艺采用水解酸化+膜生物反应器（MBR），出水标准执行国家一级 A 标准，污泥处理采用离心脱水至含水率低于 80%，外运处置。在进行处理污水的原则之一是采用先进的自动控制技术，实现管理的科学化、自动化。
2 电气自动化技术概述
2.1电气自动化技术
在当代，电气化水平与机械化水平，以及它的自动化水平也是能衡量一个国家工业化水平的指标。自动化慢慢成为了工业化的重要标志。电气自动化的行业专家指出：自动化是用信息化带动工业化的根本途径;当代工业技术和信息技术之间的桥梁就是自动化技术，做到信息化带动工业化，自动化技术具有非常关键的作用。自动化的发展和机械化、电气化等的发展历程一样，是在电气技术发展演进期间所产生的科学技术，是当代社会进步的推动力量[1]。
2.2 电气自动化技术特点
2.2.1 电气自动化技术具有综合性
电气自动化技术是伴随着工业技术的发展而产生的，它具有综合性的特征。电气自动化技术普遍应用在不同领域，能在很大程度上促进钢铁、建筑、火电工程等行业的发展。电气自动化技术的运用，必须具备电力、电子等综合性的技术，掌握专业的行业基础知识。运用电气自动化技术能使企业的工作效率得到增强，减小人力、物力、财力等方面的成本，加强了企业的经济效益，推动了企业的技术革新。
2.2.2 电气自动化技术具有广泛性
电气自动化技术的广泛性表现在它适用在不同行业的发展。在将电气自动化技术引入到其中的过程中，必须密切联系企业的实际情况，制定出科学合理符合本企业发展进步的有效实际操作方案，从而确保电气自动化技术的正确运用，推动企业的技术革新与发展进步。在运用电气自动化技术的期间，每个企业要重视培养专业的自动化技术人才，有计划开展培训，同时按照本企业的发展现状制定合适的方案，进而提高企业的经济效益[2]。
2.2.3 电气自动化技术具有依赖性
电气自动化技术的运用需要借助网络技术与电子技术，电气自动化技术对这两方面具有极强的依赖性。倘若在建立一个电气自动化控制系统期间，在传感器的信号采集、控制器对信号的处理等方面都离必须借助电子技术和网络技术。所以，网络技术与电子技术是电气自动化发展的基础，电气自动化技术的发展需要借助电子与网络技术。
3 该工程的污水处理工艺流程：
厂外泵站——>细格栅——>沉砂池——>精细格栅——>水解池——>MBR 生化池——>MBR 膜池——>膜区产水泵提升——>臭氧催化氧化——>计量——>尾水提升泵站——>厂外尾水管——>高位井——>钱塘江。
4 电气自动化技术在水处理行业的应用
4.1 水处理
电气自动化技术的运用，表明在生产活动的期间，降低了劳动者在生产活动中的直接参与，劳动者仅仅需要操作有关的电气自动化系统就能完成生产全过程，做到加快工作效率。在污水厂厂的污水处理作业中，少量的水处理能靠人工完成，然而大量连续性的水处理流程就不能只是靠人工完成，必须借助污水处理电气自动化操作系统。尤其是在夜间水处理出现问题的时候，借助电气自动化系统能够做到及时高效处理问题。这样不但能达到减少劳动力的目的，而且能够及时处理出现的问题，加快处理效率[3]。
4.2净水厂工程的自动化控制案例
系统采用集散式系统，分为三层结构：信息管理层、现场控制 层、设备层。
1、信息管理层：信息管理层设备布设在中控室，采用具有浏览器/服务器（B/S）结构的计算机局 域网，重要展示大屏幕采用 C/S 结构;网络形式采用 100/1000M 以太网。考虑到系统 的安全可靠性，采用服务器采用部件级冗余的工业标准容错服务器。
2.现场控制层：1）控制层采用光纤工业以太网，支持 I/O 信息和报文的传送，能夠设置信息的优 先级，有效数据共享，支持多主机、对等及混合结构。2）控制层为多个就地控制站组成，设备设在就地控制站，核心设备为 PLC，对于 距离较远且设备相对集中的地方设远程 I/O 站。3）本工程共设 6 个就地控制站（LCU），其中：LCU0 设在总低压配电室一，监控范围是预处理区，水解池、污泥脱水系统、排水 泵房;LCU1 设在综合楼总低压配电室二，负责监控能源信息;LCU2 设在 1#MBR 生化池低压配电间，监控范围是 1#MBR 生化池、除臭系统、鼓风机房;LCU3 设在 2#MBR 生化池低压配电间，监控范围是 2#MBR 生化池、除臭系统、鼓风机房;LCU4 设在 1#MBR 设备区低压配电间，监控范围是 1#MBR 设备区、1#MBR 膜 区、加药间;LCU5 设在 2#MBR 设备区低压配电间，监控范围是 2#MBR 设备区、2#MBR 膜 区、尾水消毒;
3、设备层：
1）设备层由现场设备（仪表、变送器、测控单元、动力设备的控制器等）和控制 器的通讯组成。
2）本工程检测和测量仪表根据工艺要求设置了水质分析仪表和过程控制仪表两大类型。3）本工程根据工艺设备现场控制情况，带有工艺设备自带控制单元（ECU）。
4.3加药控制
水处理中的加氨与加药控制与加氯控制方式的操作流程是相互一致的。所以，通过PLC，就是可编程逻辑控制器能够实现流量的科学控制、相关浓度信息的采集，把测量数值和事先设置好的数值进行对比，发现其中的误差原因，进而获取科学的控制参数，对电气自动化技术进行调整，有效控制污水厂厂的电气自动化系统。运用PLC 技术，能够对水处理过程中药物的剂量进行合理控制，加快水处理的效率，达到整个水处理系统的高效运作。另外，基于 PLC 技术的处理及时性与可靠安全性，能快速、精确做到污水厂厂系统的运行[4]。
4.4 系统运行
使用电气自动化技术，能够加快水处理效率，释放劳动力，节约劳动成本，使污水厂的经济效益得到增强。所以，在水处理厂中，将电气自动化技术引导其中，运用PLC 技术，能够提高测量数据的精确性，按照事先设定的数值来进行系统调整，实现系统的高效运行。
结语
污水处理自动化系统是一个完整开放的系统。未来的污水处理自控系统会是集计算机技术、信息技术、自动化技术、网络技术、智能化于一体的系统，未来发展的主导趋势水处理自动化控制的网络化作业、智能化，远程访问和管理也将逐渐应用到水处理中去。
参考文献：
[1]浅谈电气自动化在建筑工程中的应用[J].童兵.科学之友.2011（22）
[2]探究电气自动化控制设备可靠性[J].石会.科技风.2019（01）
[3]电气自动化技术在现代建筑中的应用探讨[J].郑向荣.科技风.2012（12）
[4] 浅谈电气自动化存在的问题及应对策略[J].马宁.科技资讯.2018（27）
（作者单位：杭州余杭水务控股集团有限公司）
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