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自动化控制系统在污水厂曝气量控制中的应用
发布时间:2021年07月05号,星期一
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摘 要:
随着社会的发展,人们对环境也提出了更高的要求,对环境污染的整治工作也变得愈发重要。而污水处理成为环境污染的关键所在,曝气量的控制是重难点。本文主要对电气自动化控制技术应用在污水处理方面进行研究,分析控制曝气量的重难点,为污水处理厂曝气量控制提供参考,以期为污水处理提供参考。
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关键词:
污水处理; 控制曝气量; 电气自动化控制技术;
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随着我国经济的发展,污水处理厂针对曝气量控制,开始应用电力自动化控制技术,可以优化曝气量控制,保障企业的生产安全和稳定发展。污水处理厂主要负责处理污水,是组成排水系统的关键所在,只有拥有完善的排水系统,才能实现环境保护。但是,污水处理厂还为社会环境的不同方面在提供后备保障。另外,随着当前我国污的水处理标准不断提高,污水处理领域对曝气量控制的策略也愈发多样化。
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1 曝气量控制
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曝气量控制在污水处理工艺中是一个重要的调节参数,其控制质量与污水处理结果之间存在直接关系。而曝气量在一般情况下必须控制在特定范围内,如果曝气量一旦出现过高的情况,那么污水的处理成本也会随之提升,同时效率降低。而曝气量控制过低则会导致氧浓度下降,出现无法完全反应消化反应的情况。而绪类菌体则会得到大量的繁殖机会,此时的水质将会加速恶化。
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2 电气自动化控制技术在曝气量控制中的应用
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而当前在污水处理中,对于曝气量控制策略非常多,主要包括分时段恒曝气量控制、恒曝气量控制、恒溶解氧分布控制、精准化曝气控制。
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2.1 恒曝气量的控制
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该方式主要是站在曝气池供气量恒定的前提下制定控制策略,而恒曝气量控制在当前的污水处理厂中是主要的处理方式,并且在实际应用该控制方式时,其步骤较为简洁,非常适合应用在生产工艺和进水量稳定的企业中,能够得到更加理想的效果。而该控制方式则是安装空气流量计来实现,利用PLC控制的反馈信号为输出信号,以此调节空气管线上的电动阀门。在曝气量达到设定值时,能够保持恒定状态。如图1所示为恒曝气量控制示意图。
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图1 污水处理厂恒曝气量控制示意图
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2.2 分时段恒曝气量的控制
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该控制技术主要是对一天内不同时间段制定优化策略,并且该优化策略具有非常强的规律性,适合应用在城市污水处理厂中,但是,实际操作环节较为复杂,并且该方式与时间段之间存在直接关联,在不同时间段应用的效果不同。除此之外,还需要注意准确调节阀,每个时段的曝气量均需严格计算,可以确保不同时段内的曝气量出现变化,同时,统一时间内的曝气量为恒定。基于1h作为一个时间段,可以划分为24个整时间段,通过对于水量规律进行分析,同时设定流量、曝气量。但是,这一形式在操作方面具有一定难度,因为不同时段存在较大的变化规律,时间、天气等因素均会产生影响,所以工作人员要掌握规律变化,同时,还需设定最好曝气量值,并根据情况随时进行调整,因此,该方式的工作量和工作难度相对较大,这导致在实际应用分时段恒曝气量控制的过程中,其实际应用效果与预期之间的差异相对较大。而在设定最优曝气值时,要通过曲线数值修正,基于此方式,才可以实现曝气值运行控制的最优化目的。如图2所示为分时段恒曝气量控制图。
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图2 污水处理厂的分时段恒曝气量控制面板
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2.3 恒溶解氧分布控制
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随着我国仪表技术的发展,溶解氧检测仪表在污水处理厂的应用力度不断加大,溶解氧作为工艺参数,参与曝气量的自动控制已经非常普遍。恒溶解氧分布控制能够实时监控溶解氧含量,该方法的工作流程是在反应器上应用溶解氧检测仪表,由仪表来反映池中的溶解氧含量。但是,由于污水处理厂非常大,所以,一个仪表完全无法反映所有区域,所以需要分片管理曝气池。
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2.4 溶解氧串级控制
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溶解氧串级控制方法主要是从控制器着手,通过设定溶解氧的动态参数,从而完成曝气值的自动调节目的。其中,主控制器主要是采集出水的氨氮信号实现溶解氧的定值分配,并且在分配前需设定溶解氧定值,同时,对各个区域的曝气值进行全面调节。另外,出水口的氨氮作为主控制器、输入信号,主要是由溶解氧定值进行控制,因为生化系统出现变化,在实际应用时,可能会干扰污水处理,并且注意干扰无法彻底清除,导致后续可能会出现较大的氨氮波动量,影响污水处理厂的正常运行。当前,我国对该技术的研究已经进入下一个阶段,而发展方向也开始逐渐改变,更加集中在进水参数引入控制器方面的研究。
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2.5 精准化曝气量控制
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精准化曝气控制在所有的控制策略中更加复杂,但该控制策略具有十分突出的自动化水平以及较高的精准度,并且经济效益更好,所以,是一种有效的控制策略。精准化曝气控制是通过利用电气自动化技术、污水处理技术、计算机技术等,结合多种技术,利用数字建模实现综合处理的目的。而精准化曝气控制的流程是以水质检测信号为前期参照,提前制定策略方法和调节方式,同时,利用计算机实现动态调整,通过自动阀门起到能控制作用。精准化曝气控制相较于其他的控制方式更加自动化,并且拥有较高的技术含量,但由于该策略对技术手段具有较高要求,所以,当前部分污水处理厂无法达到技术要求,在应用力度和普及程度上存在不足。
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3 自动化控制系统在污水处理厂中的应用
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3.1 DCS自动化控制系统
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该系统中具有多台独立微机,而各个微机之间可以通过网络架构连接,同时,系统中还具有工程师、操作员以及控制站等内容,各部分之间连接之后相互合作、协调、配合来完成控制工作。而DCS自动化控制系统在污水处理厂中的应用优势体现为实时控制、协调性强等。
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3.2 工业现场控制系统
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相较于DCS自动化控制系统来说,工业现场控制系统应用在污水处理厂中的复杂程度更高,该系统的各个设备之间主要是采用多向串联、多连接点的连接方式,这一方式可以提高各设备的能力,从而使新资源信息共享的目的。但是,因为不同的污水处理厂所拥有的设备兼容性不同,所以系统内部非常缺乏一套统一规划体系,导致无法实现整体化的协调目的,因此,该系统的应用范围相对较窄。
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4 结语
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综上所述,污水处理厂的自动控制得到了飞速的发展,但是,在当前仍旧还未实现最优控制。污水处理厂通过应用电气自动化控制系统,具有非常理想的效果。本文通过分析五项应用技术,可以在一定程度上满足污水处理厂的曝气值控制需求,从而提高污水处理技术,促进我国现阶段污水处理事业的进一步发展,使我国能够建设成为环境友好型社会和资源节约型社会。
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参考文献
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