電氣自動化控制技術(shù)在污水處理廠曝氣量控制中的應(yīng)用

潘會友

（太原市排水管理處， 山西 太原 030006）

引言

隨著我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，在污水處理廠引進電力自動化控制技術(shù)是非常有必要的，可以實現(xiàn)對曝氣量控制的有效優(yōu)化，這對于企業(yè)的安全生產(chǎn)以及穩(wěn)定發(fā)展非常重要?，F(xiàn)階段，我國的污水處理行業(yè)工藝技術(shù)有了很大的進步，污水處理領(lǐng)域?qū)ζ貧饬康目刂撇呗匝芯恳沧兊酶佣鄻踊疚闹饕治隽艘韵挛宸N常見的自動化控制解決策略，即：恒曝氣量控制、分時段恒曝氣量控制、溶解氧串級控制、恒溶解氧分布控制以及精準化曝氣控制。

1 恒曝氣量的控制

對于恒曝氣量控制來說，主要是從曝氣池供氣量恒定的角度來制定控制策略，這種控制方式在我國現(xiàn)階段的污水處理廠當中有非常廣泛的應(yīng)用。此種控制方式在實際應(yīng)用的時候，其操作步驟并不復(fù)雜，主要適用于進水量以及生產(chǎn)工藝較為穩(wěn)定的企業(yè)使用，這樣才能夠體現(xiàn)出更加理想的效果，恒曝氣量控制主要是通過安裝空氣流量計來實施，其輸出信號為PLC控制的反饋信號，這種控制器是非常重要的，可以對風機導(dǎo)葉或安裝在空氣管線上的電動閥門進行調(diào)節(jié)，從而使其狀態(tài)更加理想，當曝氣量達到設(shè)定值的時候，就會保持恒定狀態(tài)。此種控制方法在我國已經(jīng)應(yīng)用了很長的時間，隨著時代的不斷發(fā)展，所涉及到的工藝技術(shù)也有了很大程度的改變，在實際應(yīng)用的過程中，技術(shù)側(cè)重點會與以往不同，在行業(yè)未來的發(fā)展過程中，一定還會實現(xiàn)更多方面的優(yōu)化。

2 分時段恒曝氣量的控制

分時段恒曝氣量的控制技術(shù)主要是針對一天內(nèi)不同時間段所制定出的優(yōu)化策略，這種優(yōu)化策略有很強的規(guī)律性，通常情況下，在城市的污水處理廠當中比較適用，在實際操作的過程中會涉及到較為復(fù)雜的環(huán)節(jié)步驟，并且分時段恒曝氣量自動控制方式的應(yīng)用與時間段有直接的關(guān)系，不同時間段的應(yīng)用效果也有一定的不同[1]。同時，還應(yīng)該注意對調(diào)節(jié)閥進行準確的調(diào)節(jié)，在調(diào)節(jié)的過程中應(yīng)該注意遵循以下原則。首先，調(diào)節(jié)閥時間段的設(shè)定應(yīng)該為整點調(diào)節(jié)，并且在實施調(diào)節(jié)的時候應(yīng)該對區(qū)域進行硬性規(guī)劃，從而避免出現(xiàn)設(shè)備運行損壞的情況。其次，在進行整點調(diào)節(jié)的時候，通常會將其分為24個時間段，并且設(shè)定與其對應(yīng)的流量值，這是非常重要的。此外，此種控制方式其自身也存在一定的缺點，主要體現(xiàn)在曝氣值的設(shè)定需要相關(guān)生產(chǎn)操作人員在實際工作當中進行探索，并且好氧區(qū)的工藝段也會經(jīng)常出現(xiàn)一定的變化，會隨著季節(jié)以及當?shù)氐乩憝h(huán)境條件的不同發(fā)生一定的改變，因此，在對此項技術(shù)展開應(yīng)用的時候，往往有一定的難度，從而導(dǎo)致其實際應(yīng)用效果與預(yù)先的判斷存在一定差別。在對最優(yōu)曝氣值進行設(shè)定的時候，要通過曲線數(shù)值來進行修正，這通常會消耗大量的時間，才能夠?qū)崿F(xiàn)曝氣值運行控制的最優(yōu)化。

3 恒溶解氧分布的控制

現(xiàn)階段，我國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進入到了一個新的階段，我國的儀表技術(shù)也有了很大的提升，其溶解氧檢測儀表在污水處理工作中得到了廣泛的應(yīng)用。溶解氧是進行曝氣值自動控制中最為重要的分析參數(shù)之一，在推流式的曝氣系統(tǒng)中，溶解氧儀表的應(yīng)用以及安裝有很多需要特別注意的地方，通常會將其安裝在反應(yīng)器的末端，但是僅僅一臺儀表是很難精準反映整個系統(tǒng)運行情況的，所以，通常會采用區(qū)域劃分的方式對儀表進行安裝，這樣一來，不僅僅方便了儀表的整體運行，同時也方便了對儀表的定期檢測工作[2]。儀表的定期檢測是必不可少的，在對其進行檢測的時候應(yīng)該建立起溶解曲線的模型，然后對模型進行有效的分析，同時還要對各個區(qū)域曝氣調(diào)節(jié)的時間機器情況進行精準把握。由于溶解氧分析儀具有滯后性的特點，在對其進行使用的時候會涉及到多方面的操作，因此，要對其滯后性特點進行精準研究，在設(shè)定參數(shù)的時候，要充分進行考慮，并且要對PID值進行調(diào)節(jié)，從而使其滿足現(xiàn)階段工藝生產(chǎn)運行的實際需求，這樣一來，也可以在很大程度上避免調(diào)節(jié)閥出現(xiàn)頻繁操作的情況。

4 溶解氧串級控制

在對溶解氧串級控制方法進行應(yīng)用的時候，其主要思想是從控制器入手，從而實現(xiàn)溶解氧的動態(tài)參數(shù)設(shè)定，進而完成曝氣值的自動調(diào)節(jié)。對于曝氣值自動調(diào)節(jié)工作來說，對于污水處理廠的意義重大，同時也是保證污水處理廠整體運行質(zhì)量的關(guān)鍵。主控制器是通過采集出水的氨氮信號來對曝氣池的溶解氧進行定值分配，在進行分配的過程中來完成溶解氧定值的設(shè)定，然后對各個區(qū)域的曝氣值進行較為全面的調(diào)節(jié)，出水口的氨氮作為主控制器以及輸入信號，是由溶解氧串級來展開控制，由于生化系統(tǒng)發(fā)生了一定的變化，在實際應(yīng)用的過程中可能會對污水處理產(chǎn)生一定的干擾，這種干擾是很難徹底清除的，從而會在今后的很長一段時間當中導(dǎo)致氨氮的波動量相對較大，從而影響了企業(yè)的正常運轉(zhuǎn)?，F(xiàn)階段，我國在該技術(shù)方面的研究已經(jīng)進入到了一個新的階段，其發(fā)展方向漸漸有所改變，主要傾向于進水參數(shù)引入控制器的研究，在對其開展研究的時候，要以實現(xiàn)事前控制為主要目的，這樣才能夠保證水指標波動的范圍在較為理想的幅度之內(nèi)。

5 精準化曝氣控制

在展開曝氣值控制工作的時候，精準化控制是非常重要的，其涉及到多個環(huán)節(jié)步驟，對于相關(guān)操作人員的自身專業(yè)素質(zhì)有較為嚴格的要求。精準化曝氣控制是一種更加精準化、經(jīng)濟化的控制策略，其整體的自動化程度也有了很大的提升，這種提升是非常明顯，同時，這對于行業(yè)的整體發(fā)展也會有很大的幫助。此種控制方法融合了污水處理工藝、自動化控制技術(shù)以及計算機技術(shù)三種技術(shù)，然后建立起精準的數(shù)學(xué)模型，這樣一來，有效地實現(xiàn)了綜合性以及智能性較強的控制，此種方法可以提前選擇控制策略，并且對其穩(wěn)定性進行精準把握，保證其實際操作效果更加理想。曝氣控制主要是通過分配鼓風機的運行區(qū)域，然后將其導(dǎo)入變頻器當中來完成的，這種壓力信號會在一定程度上起到限制分配的效果，同時也會對其整體運行的安全情況造成一定的影響。在通過此種方式對參數(shù)進行控制的時候，主要是通過相關(guān)儀器或者儀表輸入到PLC系統(tǒng)，然后應(yīng)用計算機系統(tǒng)進行數(shù)學(xué)模型的建設(shè)，最后再通過分析計算下達有關(guān)調(diào)控指令。

6 結(jié)語

電氣自動化技術(shù)在污水處理廠曝氣值控制當中的應(yīng)用效果是非常理想的，以上五種應(yīng)用技術(shù)在很大程度上滿足了我國污水處理廠的曝氣值控制需求，為污水處理企業(yè)未來的發(fā)展提供了技術(shù)支持。