汙水處理電氣自動化技術研究論文
1電氣自動化技術概況
汙水處理過程中主要應用半自動化與全自動化控制技術。半自動化技術是處理過程中依靠人力、裝置、機械、儀器等綜合控制來實現對汙水處理過程中精細工藝環節的掌控，以便及時根據周邊環境、處理要求、技術裝置條件等做出應對變化，在節省人力的基礎上減少機械裝置消耗。比如汙水處理中二沉池低位放空最早主要依靠人力進行作業，依靠半自動化技術只需要對排水渠道進行合理安排、避免池水溢位即可順利控制到水位及放空流量，確保門閥以及按鈕根據排空情況自動開啟或關閉，減少了勞動強度也降低了操作安全風險，不過因半自動化控制對於人員現場工作水平及操作規範有嚴格要求，需要在應用過程中加以注意。全自動化技術基本上不需要依靠人力，只需事前確定好控制要求及程式即可完成任務，人力部直接參與汙水處理過程，更多是透過電腦、監視器、中央控制室裝置等遠端儀器對廠區各類裝置及工藝環節進行控制。全自動化控制技術的應用有助於及時調整生產工藝環節及操作裝置應用，可降低人力投資成本，比如汙水處理水質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整，尤其是夜間作業與危險作業，可有效消除安全隱患。汙水處理過程伴隨著各種各樣裝置、器械的操作與應用，越是汙水量大越需要龐大的裝置系統與人力物力去進行控制管理，因此電氣自動化技術的反應與應用可有效提升汙水水質處理效果與效率，降低能耗與處理成本，實現效益最大化。
2汙水處理過程中電氣自動化技術應用現狀
目前國內汙水處理廠應用半自動化技術比例較高，也有部分處理廠設定了全自動化控制系統，以便全面監控汙水處理過程以減少失誤與隱患，就目前來看，國內汙水處理中電氣自動化技術的應用尚處於實踐摸索階段，與國外有一定差距，存在著較大的發展與進步空間。汙水處理過程中電氣自動化相對控制水平較低、智慧化不足，離實現真正的全自動化還有較差距離；自動化裝置執行環境與條件相對較為複雜，各個環節工藝還有待成熟；自動化主要控制裝置與儀表等功能性、穩定性與精確性欠佳，與真正實現自動化精確控制還有一定差距；自動化控制裝置的執行操作人員在工藝、裝置全方位操作方面還有待進步。以上這些問題的存在使得當前汙水處理過程中電氣自動化多侷限於監控方面，在精確、遠端控制上還需加強研究實踐。汙水處理中電氣自動化控制功能的實現是利用通訊網路介面控制裝置、元器件、執行器、感測器等與計算機相連，構建智慧化控制程式對汙水處理的各個環節進行監控、資料處理、分析、排程等，DCS、FCS、SCADA、PLC等技術的應用為電氣自動化水平與效益的提升帶來了便利。我國汙水處理廠直到上世紀九十年代才開始大量應用電氣自動化控制裝置，當前也多以國外引進裝置為主，在國產自主化方面相對發展較慢，但是期間經歷了PID調節、比值、前饋、後饋、FCS、DCS和乙太網技術發生了重大變革，自動化水平得以提升。以工業乙太網配合FCS作為系統網路完成汙水處理過程的自動化控制是我國當前最先進的控制系統，是利用PLC控制站完成高效能、高穩定性伺服器控制。
3汙水處理過程中電氣自動化技術應用例項
XXX地區汙水處理廠建於20xx年，該汙水處理廠在水質處理方面主要採用斜管沉澱加濾池的`淨水工藝，但是隨著近年來水質惡化、水源縮減等問題的加重，處理廠管道經常堵塞、水質過濾效果差、沉澱物增多、裝置老化嚴重故障多，尤其是沉澱池清水區水質渾濁，導致水質標準無法符合處理要求需求，帶來了諸多問題。因浮游生物、沉澱物及藻類物質的增多，水質過濾的重力無閥濾池負荷增大，從過濾到反衝洗需耗時半小時，日排放數量僅有1800m，抽取其他區域水源從過濾、混凝、沉澱直到排出需耗費大量電力及鹼式氯化鋁，每月相關支出費用多達兩萬餘元。鑑於目前汙水處理廠水質處理差、處理成本高、能耗高、換熱效率低、迴圈水結垢多等問題，要對處理廠部分自動化控制裝置與工藝進行升級改造，以最佳化淨化過濾流程，提升水質處理效果，在降低成本與能耗的同時確保水質達標。改善水質方面，要在原有處理廠基礎上積極恢復其過濾等原有功能，在全面分析原有裝置、工藝老舊程度及運作效率的基礎上，堅持成本節約原則合理制定改造計劃，因水質改善主要以去除浮游物質、沉澱物、藻類物質、著色物、溶解鹽類等為主，透過改進過濾工藝、適當新增新自動化裝置即可保證無閥濾池的穩定高效執行，達到改善水質的效果，同時保證節能降耗、經濟執行。水質提升方面，自動化升級改造重點以混凝、沉澱兩大環節為主，混凝環節可使用聚合氯化鋁，利用冷卻水迴圈系統可達到適當提升pH值的效果，可選擇新增氯來抑制浮游生物生長與繁殖，達到改善水質的效果。為實現充分混凝，要對使用新型自動化混凝裝置以實現反應流速、反應時間、水泵管徑、管內流速等最佳配比，以達到最佳混凝反應效果。沉澱環節可透過改造斜管沉澱同向流方式，採取斜管沉澱異向流方式，利用向上流與沉泥之間相反滑行方向所產生的作用力達到更好的沉澱效果，透過提升斜管在沉澱池位置，為混凝水留下充足的布水空間，方便斜管沉澱作用，並減輕沉澱區負荷。
4結語
綜上所述，汙水處理廠應用電氣自動化技術可有效提升自動化控制水準，達到改善處理水質、降低能耗、提升效益等目標，對於探索電氣自動化技術進一步應用有積極意義。
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