污水处理自动化控制的分析与探讨

摘　要：随着国家对环保工作的高度重视，污水处理行业得到飞速发展，承担着节能减排的重要任务，伴随着污水厂自动化控制程度的逐步提高，网络技术的自动化控制也在污水处理行业得到了广泛应用。本文将从自动控制系统特点，自动化控制应用于污水处理的现状，分析主要存在的问题。提出解决方案以及提出污水处理自动化控制系统的发展形势。

关键词：污水处理；自动化控制；应用现状
  在工业自动化控制的快速发展中，计算机网络控制作为一种新型的产业，其快捷、方便的特点，很快就被各个行业所应用，其自动化设备也在各领域里广泛利用。近来，随着国家对水环境治理工作的逐步深入，全国加大了污水处理厂建设工作，自动化控制在污水处理中得到不断升级使用，自动化控制逐渐代替人工现场操作。采用这种计算机监控与信息一体化方式，不仅降低了工人劳动强度，提高劳动效率，还能够让污水的处理成本有所降低，同时，污水处理质量的提高也一定程度保障了节能减排工作的顺利实施。
1.自控技术在污水处理中的应用现状
  随着社会工业进程的不断发展，排放的污染物越来越多，特别是水环境污染日趋严重，这引起了我国政府部门的高度重视，着力开展环境治理，特别是国家十二五规划的实施，国家对环境治理工作又上升到了新的高度，注重治理水环境污染，大力发展污水处理行业，国家投入大量资金建设污水处理厂，全国已完成上万座污水处理厂的建设，承担着节能减排的重要任务。为保证污水处理厂的稳定运行和处理质量，污水处理自动化控制技术也进入一个迅速发展的新阶段，结合计算机网络、自动控制、通信等智能化先进技术在现代化污水处理厂得到了广泛应用。毋庸置疑，污水处理行业的信息化、生产管理的自动化离不开计算机网络技术、智能仪器、传感器、自动控制技术等的高速发展，互相协调，共同发展。
目前，我国自控技术应用于污水处理大体上可以分为三个层面：
1．1手动操作
  手动操作主要是在污水处理过程中对流量、液位、pH值、浊度、温度等性能指标运用常规的分散仪表进行的在线或离线采集。操作人员在现场对电机启停、闸门开关等主要设备进行控制，从而使数据能够在人员控制的范围内。采用这种人工操作较强的程序，会带来了一系列问题。由于此操作完全是由工作人员现场全能控制，工人的手动操作强度大，错误容易出现在程序中，致使装置与设备无法调节到最佳状态，影响工艺参数的准确性，同时无法保证处污水理过后的质量问题。这种完全由人员现场控制的手动操作，运用在现代化进程中比较滞后。
1．2半自动控制
  半自动控制是结合人工与数据采集器的一种程序。上位机或者模拟显示屏通常设置在控制室操作。相对与手动控制，其特点是可以直接将流量、pH值、浊度、液位、温度等性能指标显示在上位机或者模拟显示屏上。闸门开关、电机启停等设备的运行状态，比较全面的监控，免除了人工现场采集工序。但是，半自动控制同时存在着一些问题。如在操作某些设备时，数据采集器无法进行自动控制，需要人工手动控制现场操作完成工序。有的生产还需工作人员人工记录数据。由于此程序需要人工的干预控制，在人为过程中，人的精力有限，无法做到全身心随时随地的投入到工作中，可能会导致一系列问题发生。从而影响整个控制设备操作流程，对污水处理后水质量问题造成影响。
1．3全自动控制
  此模式属于网络技术全方位控制，其核心在于计算机技术与网络有机结合组成控制系统，在污水处理过程中，不需要工作人员值守，自动控制程序能有效对现场设备进行控制。在生产过程中，通信网负责将各种控制数据送入下位机，通过有效的控制计算达到目的。作为集成管理的工控计算机，即上位机，通过使用标准的通信协议与下位机联合，通过网络远程控制各下位机自动调控各相关参数。以PLC作为控制单元是一般下位机采用的设备模式。此控制程序完全控制了整个污水处理系统流程，避免了人工操作的多方面干扰。是目前各污水处理工艺自动化发展的致力方向。
2、自控技术在污水处理应用中存在的问题及解决措施
  自控系统应用在污水处理系统中，不仅对操作系统的工作人员在劳动强度上有所减轻，对于整个污水处理系统的管理情况和运行环境的提高有很大的促进作用。但是由于复杂的污水处理环境以及特殊的污水处理领域，运用自控系统于污水处理实践中，一些常见的问题也相继存在。
2．1系统控制
  监强控弱、只监督不控制是目前我国污水处理监控方面存在的普遍现象。由此导致很多控制信息没有得到有效利用，影响整个污水处理质量。因此在系统控制方面，应采取监督与控制的有机结合，实现信息及时收集，合理利用信息。
2．2人工与自动控制
  由于污水处理工艺的特殊性，需要通过较长的时间生化处理，以及复杂的处理环节才能完成。在此过程中，由于作用参数较多，较差的在线稳定性，控制软件比较薄弱，增大了自动控制实现起来的难度。又因为水生化处理时间比较长，反应过程较慢，自控技术的研发与实践是一项长期的工程，因此加强对污水处理的监控力度十分必要。
2.3污水水质的监测与控制
  污水水质的控制与检测存在滞后问题。为了更好的控制污水处理系统，必须对自控仪器进行有效合理利用，进一步对自动化控制技术的完善、优化。
2.4工作人员培训
  专业面广、范围大是自控系统的主要特征之一。涉及到的计算机控制知识、在线仪表检测知识、对电器的控制知识等多种知识都需要工作人员能很好的了解和掌握。由于现阶段很多现场检测设备产品都是通过进口来的，要对产品有所了解、熟悉，需要比较高的英语水平。因为很多工作人员没有经过专业培训，在不了解产品操作信息的前提下盲目操作，引发一系列问题。因此，应对工作人员进行专业培训，实战演练等有效措施解决这类问题。
3、污水处理自控系统的发展趋势
  计算机技术、自动化技术、智能化网络技术、信息技术等多种高技术含量于一体是未来污水处理自控系统发展的主力方向，智能化、网络化作业是未来污水处理工业自动化控制的主导趋势。随着不断发展和完善的计算机网络系统，水处理领域将会不断运用远程管理和远程访问等技术。所以，污水处理自控系统的发展趋势如下：
  一：在模型预测控制、神经网络、多变量统计分析、模糊逻辑、以及在线模拟等高级控制算法的基础上，实现自控 系统的全方位开发。
  二: 网络技术与遥感遥测遥控技术、高速数字技术相结合、共同运用到污水处理自控系统中。此系统不需要人工手动操作，将控制系统和远距离监测安装在众多的污水处理厂以后，采用遥感遥测遥控技术监控，污水厂实现污水处理自动控制。
  三：统筹兼顾、全局配套避免局部优化，将污水处理单元控制与最优控制相结合，使系统在运行过程中降低消耗，提高效率。
  四：为了运行操作人员在解决污水处理过程、运行管理中，能够熟悉、全面掌握操作系统，建立一套完善的知识培训体制。
4.结束语
  随着人们生活水平的不断提高，对环保问题也越来越重视。而污水的排放处理是影响环保质量的重要因素之一，实现污水处理系统的自动化控制势在必行。为了降低不必要的能源消耗，充分利用水资源，实现经济环保的共同发展，只有不断改进，完善污水处理的自控技术。

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