年月
92 2018 1
HEILONGJIANGSCIENCE
黑龙江科学V〇l. 9January 2018
污水处理自动控制系统设计分析
李国伟
(山西平朔煤矸石发电有限责任公司，山西朔州036800)
摘要：为深入分析我国城市污水处理的现状及设备自动化水平，对国内部分污水处理厂进行实地调查，并对污水处理设备的自动
控制系统进行了详细研究，以期提高后续污水处理的综合质量和效率。
关键词：污水处理；自动控制；系统设计中图分类号：X703;TP273
文献标志码：A
文章编号：1674 - 8646(2018)02 -0104 -02
Designand analysis of sewage treatment automatic control system
LI Guo-wei
(Shanxi Pingsliuo Gangue Power Generation Co. ，Ltd. ，Shuozliou 036800，China)
Abstract ： In order to deeply analyze the status quo of urban sewage treatment and equipment automation level in our country, some domestic sewage treatment plants are investigated on site and the automatic control system of sewage treatment equipment is studied in detail in order to improve the comprehensive quality and efficiency of subsequentsewage treatment.
Key words ： Sewage treatment; Automatic control； System design
我国环境污染治理水平和能力有了显著提升，尤 其是在污水处理方面，已经基本具备了成套的污水治 理设备和体系。随着城市化进程的不断深入，社会基 本生产生活对水资源的依赖性越来越大，由此产生的 城市污水量也呈指数级增长，城市污水不仅影响了城 市生态环境，还威胁着居民的身体健康。目前，城市既 有的污水处理设备及系统已经无法满足目前的污水处 理需求，所以，必须通过提高设备的自动化控制水平及 设备的工作效率，以满足污水处理基本需求。为了提 高污水处理设备的处理效率，必须借助自动化控制技 术，因此，如何使用自动化控制系统及如何设计污水处 理设备的自动控制系统，成为首要解决的问题之一。
理主要包括过滤设备及混合沉淀。污泥处理阶段主要 包括污水浓缩处理池、污水消杀、脱水处理及无害化填 埋等。通过对国内若干污水处理厂调查发现，必要的 污水处理过程及设备必须包括:大孔径格栅、沉淀池、 小孔径格栅、初步沉淀池、生化过滤池、提升设备，曝气 池及第二级沉淀池等设备。
2
污水处理厂自动化控制设备设计导向及 相关原则
在污水处理厂的自动化控制设备设计过程中，必
须遵循以下设计导向及相关原则:第一，自动化控制设 备必须同时满足电控和手控两种模式，保证设备在电 控设备失灵的情况下，能够保证污水处理设备的正常 停启。此外，为了实现对污水处理设备故障的实时监 测，必须保证设备故障能够在自动控制终端显示屏上 显示。第二，自动控制设备内部程序能够灵活读写，保 证污水处理设备操控人员能够根据实际处理情况动态 调整相关参数。第三，必须保证自动控制设备具备一 定的监控能力，能够实现对设备及自控系统的全方位 观测，确保设备能够高效、高质量运转。除此以外，污 水处理设备自动控制系统及设备的设计工作必须遵循 科学、高效、经济、安全的基本准则，保证污水处理厂在 满足城市污水处理量的前提下，能够最大程度降低综 合能耗，提升污水处理设备的性价比。
1
污水处理技术及相关工艺
由于城市污水数量和处理难度的增加，对应的污
水处理技术及工艺流程也日益繁杂，将污水处理工艺 按照污水处理能力及程度的差异可划分为五个基本步 骤，即:污水预处理、第一级处理、第二级处理、深层处 理及污水污泥处理。在上述五个基本流程中，第一步 预处理涉及的处理设备有:大孔径格栅、小孔径格栅、 沉淀池。第一级处理主要包括初级沉淀池。第二级处 理主要包括生化过滤、曝气池及二级沉淀池。深层处
收稿日期
=2017-12-18
作者简介:李国伟（1982 -)，男，本科，工程师。
104
3
污水处理设备自动控制系统设计具体 要求
对于污水处理设备的自动化控制系统而言，在具
设备质 质 中
及协调
的
性 水
定了 设备
水的
系
。
，系
统内有大量电子及机械设备
，由
于电子及机械设
备本身均装有停启开关独立断开各组件电源系统中蔓延实践中
，保
证系统在出现故障后
，能
够
体设计阶段，必须满足以下基本原则和要求:第一，污 水处理设备的全部自动化控制系统必须同时具备电控 和手控两种功能，保证设备在任何情况下均能得到有 效控制，避免设备出现失控故障。此外，自动控制设备 必须还具备报警及回路控制功能，保证自动控制设备 能够实时获取设备相关信息，并能及时反馈至控制面 ，避
免单一设备故障在自动控制
。在
具体的污水处理自动化控制系统设计
，硬
件系统主要包括三路自动化信息通信线路
、
三套100 M基站及三套中央处理器控制设备套的自动控制软件硬件中
，使
用配
，将
相关操作程序安装在自动控制
，建立成套的污水处理厂设备实时监控系统
，提
板中。第二，设备自动控制系统的控制程序必须具备 读写及二次开发功能，以满足设备自动控制系统在后 期升级及工况变更的需要。第三，一般情况下，自动控 制设备的联锁功能及相关参数值仅能被授权人修改， 保证污水处理设备自动控制系统具备一定的安全防御 能力。第四，污水处理设备自动化控制系统具备全天 候实时监控能力，能够为设备全天候运转提供可靠的 自动化控制支持。第五，自动控制设备内部程序能够 通过反馈回的数据进行实时计算，保证污水处理设备 中的液面值、酸碱度值、流量值及氧气溶解量值保持稳 定，加强设备的运转质量和污水处理效率。第七，为了 保证污水处理核心设备的联合工作能力，应满足污水 处理设备中的冷却装置、大功率排风系统、沉淀池回流 管内温、投料阀门、碱性液体进料泵、酸性液体投料泵
及盐类物质的投料泵之间的协调联合控制能力。第 八，能够协调污水有氧处理收集井液面同提升设备的
联合控制。第九，保证污水处理曝气池内氧气溶解量
同鼓风设备的协调控制。第十，污水处理设备自动控
制系统能够实时监测污水处理过程中的液面差、温度 值、酸碱度值及氧气溶解量等参数的极值预报。第十 一，保证污水处理设备值有氧处理阶段能够实现智能 加药控制。第十二，具备污水处理系统中脱水烘干设
备的故障监测要求。第十三，能够实现对污水处理设 备中全部电机及水泵的分别实时控制。第十四，污水 处理设备自动控制系统的信息反馈板能够实现数据采 集及数据刻画的同步进行功能。第十五，具备污水处 理流量值的时段监测及累积监测功能。第十六，污水 处理设备中的自动控制系统必须具备故障智能紧急停 止功能，能够将故障圈定在小范围内。
4
污水处理厂处理设备自动控制系统的硬 件和软件设计
4.1自动控制系统硬件设计
对于污水处理设备的自动控制系统而言，硬件设
备是保证自动控制系统正常运转的基本条件和前提，
高污水处理工作的效率。在
污水处理设备的具体运转
过程中
，自
动控制系统的核心组件是硬件集成箱
，箱内
各硬件通过PLC单片机程序实现信息互联和智能控 制
。PLC单片机设备在工业智能化及自动化生产实践
中应用范围较广，为
了能够充分发挥硬件集成箱的功
能
，必
须选取满足要求的PLC设备
。
4.2自动控制系统软件设计
除了保证污水处理设备的自动化控制硬件系统质
， 还
必须保证 系 的 质
，
保证
自动控制系统的软硬件兼容性，更
好地发挥自动控制
系统的功能
。在
软件设计实践中
，必
须先确保控制系 作的
应
， 保
证设备
系
用
于任何污水处理设备
，具
体的污水处理设备自动控制
系统的软件设计过程可划分为以下两部分$第
一
，PLC
单片机的软件编写设计
，在
具体开发阶段
，为
了保证各
PLC单片机之间的协调联动性能，全部PLC单片机的
编程工作必须在一套组态系统上完成
。第
二
，监
控系
统在工作阶段
，必
须完整记录污水处理过程中的全部
流程
，软
件设计人员必须实现各部分信息的实时联通
，
保证
系
的
定
。
5
结语
通过分析国内污水处理厂污水处理设备自动控制
系统的使用情况可知，在具体的自动控制系统软
、硬
件
设计实践中
，相
关设计及技术人员必须紧密结合污水
处理厂处理实际情况，设
计满足相关规范要求的自动
控制系统
，以
提高污水处理的综合质量和效率
。
参考文献：
[1] 王文雍•污水处理厂自动控制系统控制策略的研究与应用[D].
上海:华东理工大学，2013.
[2] 卿晓霞，王诚，周健，等.小型污水处理厂自动控制系统的研究与
开发[J] •给水排水，2012，38 (1): 103 - 106.
[3] 刘洋，李爽.污水处理厂自动控制系统设计的研究[J]•南方农机，
2017，（21)$122.
[4] 陈建，李佳宁，陈建军.中小型污水处理厂节能途径及措施探讨
[J].能源与节能，2014，（09):80 - 82.
105
因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容