城市污水处理厂控制系统现状及发展趋势

摘要随着我国经济的发展和城市化进程的加快，城市规模不断扩大，城市的人口迅速增长，随之而来的是城市生活污水量不断增加。因此，未来我国应当加大对城市生活污水的处理力度，以改善不断恶化的水环境污染趋势。自动控制系统在城市污水处理系统中至关重要，目前已经逐步应用到污水处理工艺过程及出水水质监测过程当中，并且取得了很好的效果，这样不但节约了能源，而且有着广阔的发展前景。

关键词污水处理 控制系统 污水处理厂 运行管理 发展趋势

中图分类号 X703文献标识码 A文章编号2095-672X（2014）03-0105-02

Abstract： With the development of our national economy and city urbanization， city scale expands unceasingly， the city"s rapid population growth， followed by the city life sewage water is increasing. Therefore， the future China should intensify efforts to deal with the city sewage， water pollution trend to improve the deteriorating. Automatic control system is essential in the city sewage treatment system， has been gradually applied to the sewage treatment process and effluent quality monitoring process， and achieved very good results， so that not only save energy， but also has broad prospects for development.Key words： Sewage treatment； Control system； Sewage treatment plant； Operation management； Development trend

1自控系统在城市污水处理厂的应用

我国在污水处理系统中应用制动化控制系统相对国外起步较晚，美国在20世纪70年代中期开始实现污水处理厂的自动控制，目前主要污水处理厂已实现了工艺流程中主要参数的自动测试和控制。我国进入90年代以后污水处理厂才开始引入自动控制系统，最近几年各地引进外资建设了一批城市污水处理厂，将先进的工艺及设备引进国内，在提高工艺设备技术水平的同时，控制系统和管理水平也有了很大的提高。目前我国自动控制系统在污水处理厂应用自动化控制系统主要包括以下几个部分：中央控制室监控设备，可编程控制器（PLC）部分，检测仪表部分，避雷部分，闭路监控部分。目的在于使厂方能够及时了解和掌握污水厂处理过程的运行工况、工艺参数的变化及大小、优化各工艺流程的运行，保证出水水质，降低处理成本，节省能耗，提高运行管理水平，使污水处理厂能长期正常稳定地运行，取得最佳效益。

1.在格栅前后设置超声波液位差计，并在现场及中央控制室电脑显示器上实时显示粗、细格栅前后液面的液位差值。可以根据污水处理厂处理水质水量设定相应的工艺值，当前后液位差值大于或等于该工艺值时，可以自动实现对粗、细格栅的连锁启停。

2.在进水管中安装了电磁流量计，实时测量进水流量并在现场及中央控制室电脑显示器上显示预处理进水泵站的液位值，并自动根据该液位值的高低控制进水提升泵的启停，使提升泵的运行时间基本上保持平衡，并在电脑上显示出提升泵的启停状态。在调节池中设置了pH计，可以测定瞬时进水pH值，以反映进水水质是否符合处理要求。进水pH值的设定要求范围是4.0～9.0，当进水pH值不在此范围内时，中控室电脑上会发出声光报警信号，并自动关闭进水闸门，以保证出水水质。

3.在厌氧池中设置氧化还原电位（ORP）在线测定仪，在现场及中控室电脑上均可实时显示测定值。当监测到的实时值不在设定值范围内时，中控室电脑上会发出声光报警信号，工作人员可据此决定鼓风机开启的台数和曝气量，在保证溶解氧在正常范围内的基础上为用户节省了能源消耗。并通过切换主机、副机的运行状态，使鼓风机的累计工作时间基本相等。

4.在好氧池中设置污泥浓度计，实施监测好氧池中的污泥浓度，当池中污泥浓度较大时，会及时减少二沉池中的污泥回流量，增加排泥；当浓度较小时，会适当增加污泥回流量。以上控制过程均可以在中央控制室内根据监测数据进行远程控制。

5.在出水池中设置pH计、COD在线测定仪、污泥浓度计，并在现场及中控室实时监测显示测定值，工作人员可随时掌握出水水质情况，并判定出水是否达标排放。

6.水泵控制系统，水泵的控制系统中，根据水泵的运行时间，设定成自动将水泵换为备用泵、启动泵。在此系统中，可预设水泵的开泵顺序，如果一台不够，另一台会及时启动。这样能够根据污水处理厂外的水量，及时、准确的对水泵的运行状态进行调整，从而减轻设备的运转，同时也能减少工作者的劳动量。 2未来自控系统在城市污水处理应用发展趋势

自动化控制，在城市污水处理的过程中，可以减少人为因素带来的隐患和减轻工作者的劳动强度，保证了污水处理的效果和有效的节约了资源。但在自动化控制的应用中，还存在一些问题，需要对其进一步的研究。

1.传统水处理设备自动控制系统要求建立精确的数学模型，并且提出必须遵循一些比较苛刻的线性化假设，然而实际水处理设备系统由于存在复杂性、非线性、时变性、不确定性和不完全性等，一般无法获得精确的数学模型和与实际相符的假设，因此采用传统控制理论建立的污水处理自动控制系统在实际工程应用上存在出水水质波动较大等问题。

2.污水处理自动控制系统中所采用的一些自动化检测设备、仪表的功能目前还很不完善，在实际检测中达不到预期效果、误差很大，因此依靠这些检测设备判断污水处理情况并实施自动控制。

3.国内外许多学者为提高污水处理厂的处理效率和降低能耗开展了许多实时控制研究，如采用ORP、DO和pH值作为控制参数来控制出水水质和减小曝气量，但这些方法也存在一些问题，例如控制污水处理厂硝化-反硝化过程所使用的ORP就很难判定，因此绝大多数基于ORP控制的污水处理厂也执行时间控制，作为当控制器无法找到ORP特征点时的应急控制，这样就导致许多污水处理系统实际上仍然采用的是按时间控制整个处理过程。

3结束语

城市污水处理过程中自控系统能够保证处理过程中的出水水质 、提高水处理效率 、提高水处理厂管理效率，因此如何使自控系统更好地为水处理厂服务，提高处理效率是污水处理系统发展的趋势。根据已积累的污水厂运行管理经验，目前动控制系统在实际工程应用上存在很多问题，如何解决这些问题， 是城市污水处理自控系统的发展方向。

参考文献

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收稿日期：2014-03-11

作者简介：张冬云（1969-），女，大学本科，副高级工程师，主要从事环境监测工作.