自動化控制系統在污水廠曝氣量控制中的應用論文
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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；
引言：
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。
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。
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�；�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。
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
3.1DCS自動化控制系統
該系統中具有多臺的獨立微機，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。
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