自动控制技术在污水处理厂曝气量控制中的运用
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气量控制中的应用[J].现代工业经济和信息 化,2018,8(16):58-59. [2] 李娜.污水处理中溶解氧智能控制的研究与设 计[D].辽宁：辽宁科技大学,2012. [3] 沈忱,张玉蓉,李艾莉,张琳洁,张哲文.低曝气 量下好氧颗粒污泥的性能分析[J].工业水处 理,2015,35(10):76-79.
恒曝气量控制，就是指在曝气池供气量固定不
降低生化系统中的溶解氧浓度，不但会抑制消化反
变的基础条件下所构建的一种控制对策。实际上，
应，而且会大量繁殖丝状菌，进而会发生污泥膨胀
在现阶段中的污水处理厂中，恒曝气量控制是一
现象，导致出水水质出现超标现象。综上所述，在
种极为重要的污水处理方法，这种控制对策便于操
116 集成电路应用 第 38 卷 第 5 期（总第 332 期）2021 年 5 月
图1 恒曝气量控制示意图 控制具有十分显著的规律性。对于在城市污水处理 厂来说，选用分时段恒曝气量控制是比较合适的。 不过，分时段恒曝气量控制的操作流程相对要复杂 一些，同时时间段与这种方式之间存在这种极为密 切的关系，在各个不同的时间段选用这种控制方 式，常常会得到不同的处理效果。与此同时，在选 用分时段恒曝气量控制方法时，一定要对阀进行精 准调节，一定要严格计算不同时间段的曝气量，以 保证各个时间段中的曝气量发生变化，但是在统一 时间中的曝气量是固定不变的。将1h选作为一个时 间段，则可以将全天划分为24个整时间段，深入分 析水量规律，并且对曝气量、流量进行合理设定。 不过，在具体操作方面，这种形式的难度是比较高 的，由于各个时段均会表现出显著的变化规律，存 在较多的影响因素，如天气因素、时间因素等，因 此相关工作人员一定要对其中的规律变化进行有效 掌握，并以此为重要依据，对最佳的曝气量值进行 合理设定，同时根据具体情况，能够合理做出相应 的合理调整，所以分时段恒曝气量控制方法具有比 较大的工作难度与工作量，因此在实际中选用这种 方式过程中，最终获取的运用效果常常与预期效果 之间存在比较大的区别与不同。在对最佳曝气值进 行设定过程中，一定要修正曲线数值，这样才能够 更好地优化曝气值运行控制效果。其中，分时段恒 曝气量控制图，如图2所示。
所示。
高的曝气量，便会相应加大污水的处理成本，降低
2.2 分时段恒曝气量控制
污水处理效率；一旦出现偏低的曝气量，则会降低
分时段恒曝气量控制，就是指针对全天中各
氧浓度，产生不能够对消化反应进行完全反应的现
个时间段所构建的一种优化对策。分时段恒曝气量
作者简介：肖琴，中钢武汉安全环保研究院，研究方向：智能控制、自动化。 收稿日期：2021-03-25，修回日期：2021-04-22。
电气自动化控制技术研发出了较多的曝气量控制方
区中会流入过高的溶解氧，导致硝酸盐与氧二者对
法，包括精准化曝气控制、恒溶解氧分布控制、恒
电子供体进行共同争夺，进而会反硝化反应产生抑
曝气量控制、分时段恒曝气量控制等。
制作用，同时会极大程度增加能量消耗量与运行费
2.1 恒曝气量控制
用。如果曝气量控制偏低，在这种情况下，极易会
0 引言
象，与此同时，会繁殖出大量的绪类菌体，最终会
在我国污水处理厂好氧（Oxic）工艺中，曝气
严重恶化水质的质量。
量是一种极为重要的调节参数。如果曝气量控制偏
2 自动化技术在污水处理厂曝气量控制中的应用
高，在这种情况下，便会击碎活性污泥絮体，相应
到目前为止，在污水处理方面，我国通过利用
地，出水水质会出现超标现象，与此同时，在缺氧
Abstract — This paper describes the aeration rate control of sewage treatment plant, including precise aeration control, constant dissolved oxygen distribution control, constant aeration rate control, constant aeration rate control in different periods, to realize the electrical automation control of parameter adjustment. Index Terms — electrical automation, control technology, sewage treatment plant, aeration rate.
创新应用 Applications
自动控制技术在污水处理厂曝气量控制中
的运用
肖琴 （中钢武汉安全环保研究院，湖北 430081）
摘要：阐述污水处理厂的曝气量控制，包括精准化曝气控制、恒溶解氧分布控制、恒曝气量控制、分时 段恒曝气量控制，实现参数调节的电气自动化控制。 关键词：电气自动化，控制技术，污水处理厂，曝气量。
集成电路应用 第 38 卷 第 5 期（总第 332 期）2021 年 5 月 117
污水处理厂曝气量控制中，运用电气自动化控制技
作，操作流程比较简单，如果企业的进水量与生产
术是非常有必要的。本文就电气自动化控制技术在
工艺比较稳定，可以选用恒曝气量控制对策，可以
污水处理厂曝气量控制中的运用展开了探讨。
获取非常好的污水处理效果。在恒曝气量控制中，
1 曝气量控制
需要安装空气流量计，将通过PLC控制的反馈信号
在污水处理工艺中，曝气量控制是一个极为重
选作为输出信号，能够对空气管线中的电动阀门进
要的调节参数，污水处理结果与曝气量控制质量两 者之间存在着极为密切的联系[1-3]。一般情况下，
行有效调节。当曝气量上升到设定值时，可以维持 在恒定状态。其中，恒曝气量控制示意图，如图1
一定要将曝气量控制在规定范围之内，一旦出现偏
2.5 精准化曝气量控制 在污水处理厂曝气量控制中，精准化控制是极
为重要的。精准化曝气控制具有经济化、精准化等 特点，通过运用精准化曝气量控制方法，能够显著 提高污水处理的自动化控制水平，选用精准化曝气 量控制方法时，能够精准掌控操作的稳定性，能够 获取较好的操作效果。采用精准化曝气量控制方法 来控制相关参数时，需要利用有关仪表或者仪器在 PLC系统中输入所需控制的参数，然后通过利用计 算机系统来构建相应合理的数学模型，最后通过进 行计算分析，对相关调控指令进行下达。 3 结语
2.4 溶解氧串级控制 在选用溶解氧串级控制方法时，应将控制器
作为着手点，科学设定溶解氧的动态参数，以能够 自动调节曝气值。通过利用主控制器，能够利用采 集获取的出水的氨氮信号，定值分配曝气池的溶解 氧，在对曝气池的溶解氧进行分配过程中，能够设 定溶解氧定值，然后能够有效调节不同区域的曝气 值，主控制器的输入信号就是出水口的氨氮信号， 通过利用溶解氧串级能够对其进行有效控制。
中图分类号：TP273 文章编号：1674-2583(2021)05-0116-02 DOI：10.19339/j.issn.1674-2583.2021.05.050 中文引用格式：肖琴.自动控制技术在污水处理厂曝气量控制中的运用[J].集成电路应用, 2021, 38(05): 116-117.
污水处理厂曝气量控制中越来越广泛运用电气 自动化控制技术，现已获取较好的污水处理效果。 不过，在现阶段中仍然没有实现最佳控制。在未来 研究中需要继续进一步改进电气自动化控制技术。 本文对基于电气自动化控制技术的精准化曝气控 制、恒溶解氧分布控制、恒曝气量控制、分时段恒 曝气量控制这几种控制方法进行了深入研究，以期 对相关工作人员的工作起到一定的借鉴作用。 参考文献 [1] 潘会友.电气自动化控制技术在污水处理厂曝
图2 分时段恒曝气量控制图 2.3 恒溶解氧分布控制
随着我国科学技术水平的不断提高，有效改进 了我国的仪表技术，在我国污水处理工作中，越来 越广泛运用溶解氧检测仪表。在进行曝气值自动控 制过程中，溶解氧是一种极为重要的分析参数。在
Applications 创新应用
推流式的曝气系统中安装与运用溶解氧仪表时，一 定要对多个地方给予特别注意。一般来说，在反应 器末端主要安装溶解氧仪表，不过要想对整个曝气 系统的运行情况进行全面反映，仅安装一台溶解氧 仪表是很难实现的，因此，常常会选用区域划分方 式来安装溶解氧仪表，不但能够对溶解氧仪表的整 体运行带来极大的便利，而且能够便于定期检测溶 解氧仪表。在对参数进行设定过程中，为能够满足 当下工艺生产的运行要求，有效避免对阀进行过于 频繁调节，一定要对多个方面进行深入考虑，同时 需要合理调节PID值。
Application of Automatic Control Technology in
Aeration Control of Sewage Treatment Plant
XIAO Qin ( Wuhan Institute of Safety and Environmental Protection, Sinosteel, Hubei 430081, China. )
恒曝气量控制，就是指在曝气池供气量固定不
降低生化系统中的溶解氧浓度，不但会抑制消化反
变的基础条件下所构建的一种控制对策。实际上，
应，而且会大量繁殖丝状菌，进而会发生污泥膨胀
在现阶段中的污水处理厂中，恒曝气量控制是一
现象，导致出水水质出现超标现象。综上所述，在
种极为重要的污水处理方法，这种控制对策便于操
116 集成电路应用 第 38 卷 第 5 期（总第 332 期）2021 年 5 月
图1 恒曝气量控制示意图 控制具有十分显著的规律性。对于在城市污水处理 厂来说，选用分时段恒曝气量控制是比较合适的。 不过，分时段恒曝气量控制的操作流程相对要复杂 一些，同时时间段与这种方式之间存在这种极为密 切的关系，在各个不同的时间段选用这种控制方 式，常常会得到不同的处理效果。与此同时，在选 用分时段恒曝气量控制方法时，一定要对阀进行精 准调节，一定要严格计算不同时间段的曝气量，以 保证各个时间段中的曝气量发生变化，但是在统一 时间中的曝气量是固定不变的。将1h选作为一个时 间段，则可以将全天划分为24个整时间段，深入分 析水量规律，并且对曝气量、流量进行合理设定。 不过，在具体操作方面，这种形式的难度是比较高 的，由于各个时段均会表现出显著的变化规律，存 在较多的影响因素，如天气因素、时间因素等，因 此相关工作人员一定要对其中的规律变化进行有效 掌握，并以此为重要依据，对最佳的曝气量值进行 合理设定，同时根据具体情况，能够合理做出相应 的合理调整，所以分时段恒曝气量控制方法具有比 较大的工作难度与工作量，因此在实际中选用这种 方式过程中，最终获取的运用效果常常与预期效果 之间存在比较大的区别与不同。在对最佳曝气值进 行设定过程中，一定要修正曲线数值，这样才能够 更好地优化曝气值运行控制效果。其中，分时段恒 曝气量控制图，如图2所示。
所示。
高的曝气量，便会相应加大污水的处理成本，降低
2.2 分时段恒曝气量控制
污水处理效率；一旦出现偏低的曝气量，则会降低
分时段恒曝气量控制，就是指针对全天中各
氧浓度，产生不能够对消化反应进行完全反应的现
个时间段所构建的一种优化对策。分时段恒曝气量
作者简介：肖琴，中钢武汉安全环保研究院，研究方向：智能控制、自动化。 收稿日期：2021-03-25，修回日期：2021-04-22。
电气自动化控制技术研发出了较多的曝气量控制方
区中会流入过高的溶解氧，导致硝酸盐与氧二者对
法，包括精准化曝气控制、恒溶解氧分布控制、恒
电子供体进行共同争夺，进而会反硝化反应产生抑
曝气量控制、分时段恒曝气量控制等。
制作用，同时会极大程度增加能量消耗量与运行费
2.1 恒曝气量控制
用。如果曝气量控制偏低，在这种情况下，极易会
0 引言
象，与此同时，会繁殖出大量的绪类菌体，最终会
在我国污水处理厂好氧（Oxic）工艺中，曝气
严重恶化水质的质量。
量是一种极为重要的调节参数。如果曝气量控制偏
2 自动化技术在污水处理厂曝气量控制中的应用
高，在这种情况下，便会击碎活性污泥絮体，相应
到目前为止，在污水处理方面，我国通过利用
地，出水水质会出现超标现象，与此同时，在缺氧
Abstract — This paper describes the aeration rate control of sewage treatment plant, including precise aeration control, constant dissolved oxygen distribution control, constant aeration rate control, constant aeration rate control in different periods, to realize the electrical automation control of parameter adjustment. Index Terms — electrical automation, control technology, sewage treatment plant, aeration rate.
创新应用 Applications
自动控制技术在污水处理厂曝气量控制中
的运用
肖琴 （中钢武汉安全环保研究院，湖北 430081）
摘要：阐述污水处理厂的曝气量控制，包括精准化曝气控制、恒溶解氧分布控制、恒曝气量控制、分时 段恒曝气量控制，实现参数调节的电气自动化控制。 关键词：电气自动化，控制技术，污水处理厂，曝气量。
集成电路应用 第 38 卷 第 5 期（总第 332 期）2021 年 5 月 117
污水处理厂曝气量控制中，运用电气自动化控制技
作，操作流程比较简单，如果企业的进水量与生产
术是非常有必要的。本文就电气自动化控制技术在
工艺比较稳定，可以选用恒曝气量控制对策，可以
污水处理厂曝气量控制中的运用展开了探讨。
获取非常好的污水处理效果。在恒曝气量控制中，
1 曝气量控制
需要安装空气流量计，将通过PLC控制的反馈信号
在污水处理工艺中，曝气量控制是一个极为重
选作为输出信号，能够对空气管线中的电动阀门进
要的调节参数，污水处理结果与曝气量控制质量两 者之间存在着极为密切的联系[1-3]。一般情况下，
行有效调节。当曝气量上升到设定值时，可以维持 在恒定状态。其中，恒曝气量控制示意图，如图1
一定要将曝气量控制在规定范围之内，一旦出现偏
2.5 精准化曝气量控制 在污水处理厂曝气量控制中，精准化控制是极
为重要的。精准化曝气控制具有经济化、精准化等 特点，通过运用精准化曝气量控制方法，能够显著 提高污水处理的自动化控制水平，选用精准化曝气 量控制方法时，能够精准掌控操作的稳定性，能够 获取较好的操作效果。采用精准化曝气量控制方法 来控制相关参数时，需要利用有关仪表或者仪器在 PLC系统中输入所需控制的参数，然后通过利用计 算机系统来构建相应合理的数学模型，最后通过进 行计算分析，对相关调控指令进行下达。 3 结语
2.4 溶解氧串级控制 在选用溶解氧串级控制方法时，应将控制器
作为着手点，科学设定溶解氧的动态参数，以能够 自动调节曝气值。通过利用主控制器，能够利用采 集获取的出水的氨氮信号，定值分配曝气池的溶解 氧，在对曝气池的溶解氧进行分配过程中，能够设 定溶解氧定值，然后能够有效调节不同区域的曝气 值，主控制器的输入信号就是出水口的氨氮信号， 通过利用溶解氧串级能够对其进行有效控制。
中图分类号：TP273 文章编号：1674-2583(2021)05-0116-02 DOI：10.19339/j.issn.1674-2583.2021.05.050 中文引用格式：肖琴.自动控制技术在污水处理厂曝气量控制中的运用[J].集成电路应用, 2021, 38(05): 116-117.
污水处理厂曝气量控制中越来越广泛运用电气 自动化控制技术，现已获取较好的污水处理效果。 不过，在现阶段中仍然没有实现最佳控制。在未来 研究中需要继续进一步改进电气自动化控制技术。 本文对基于电气自动化控制技术的精准化曝气控 制、恒溶解氧分布控制、恒曝气量控制、分时段恒 曝气量控制这几种控制方法进行了深入研究，以期 对相关工作人员的工作起到一定的借鉴作用。 参考文献 [1] 潘会友.电气自动化控制技术在污水处理厂曝
图2 分时段恒曝气量控制图 2.3 恒溶解氧分布控制
随着我国科学技术水平的不断提高，有效改进 了我国的仪表技术，在我国污水处理工作中，越来 越广泛运用溶解氧检测仪表。在进行曝气值自动控 制过程中，溶解氧是一种极为重要的分析参数。在
Applications 创新应用
推流式的曝气系统中安装与运用溶解氧仪表时，一 定要对多个地方给予特别注意。一般来说，在反应 器末端主要安装溶解氧仪表，不过要想对整个曝气 系统的运行情况进行全面反映，仅安装一台溶解氧 仪表是很难实现的，因此，常常会选用区域划分方 式来安装溶解氧仪表，不但能够对溶解氧仪表的整 体运行带来极大的便利，而且能够便于定期检测溶 解氧仪表。在对参数进行设定过程中，为能够满足 当下工艺生产的运行要求，有效避免对阀进行过于 频繁调节，一定要对多个方面进行深入考虑，同时 需要合理调节PID值。
Application of Automatic Control Technology in
Aeration Control of Sewage Treatment Plant
XIAO Qin ( Wuhan Institute of Safety and Environmental Protection, Sinosteel, Hubei 430081, China. )