自动化控制技术在水处理工业中的应用

自动化控制技术在水处理工业中的应用

发表时间：2016-07-11T15:10:59.270Z 来源：《基层建设》2016年8期作者：李清文

[导读] 本文主要介绍自动化控制技术在水处理工业中的应用。

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摘要：随着现代技术的不断进步，计算机网络技术也在不断发展，所以自动化领域也在不断的延伸。为了更好地实现水资源的可用性和可再生性以及为人们的生产生活提供更好的水资源保障，把自动化技术投入到水处理工业中，能够发挥其控制与监测性作用。所谓的水处理指的是以物理和化学以及生物等手段，对水质进行治理以及为了满足特定环境及回用的用途。本文主要介绍自动化控制技术在水处理工业中的应用。

关键词：自动化控制；水处理；应用

引言

为了实现水的可用性和可再生性，为人类的生产活动提供水资源保障，水处理工业成为城市发展中不可或缺的重要组成部分。随着现代社会自动化程度越来越高，加强对自动化控制技术的深入研究，对于实现水处理企业自动化生产运行，具有极为深远的积极意义。一、我国的水处理行业的基本现状

水处理主要包括净水处理和污水处理，而污水处理又分为工业废水处理和生活污水处理。2014年全国总供水量6095亿m3。其中，地表水源供水量4921亿m3，占总供水量的80.8%；地下水源供水量1117亿m3，占总供水量的18.3%；其他水源供水量57亿m3，占总供水量的0.9%。2014年我国规模以上自来水生产和供应行业企业数量为1495家，资产总计8717.14亿元，主营业务收入1713.53亿元，利润总额达151.22亿元。自来水生产与供应行业快速发展，但与此同时自来水的安全性问题也随之而来，全国各地发生多起自来水安全事故。同时随着水源地水质下降、自来水厂处理工艺落后，二次供水设施存在设备老化、不能定期清洗，自来水被污染的几率大大增加。2014年全国废水排放总量716.2亿吨。其中，工业废水排放量205.3亿吨、城镇生活污水排放量510.3亿吨。废水中化学需氧量排放量2294.6万吨，氨氮排放量238.5万吨。全国投运的城镇污水处理设施共4436座，总设计处理能力1.71亿m3/日，平均日处理水量1.35亿m3。

二、水处理的具体流程

在水的处理过程中，第一道工序就是除去水中的大量杂质和有害物质，水中存在的悬浮物、胶体以及细菌等危害人类健康的有害成分都是需要清除、净化的对象。取得水源后按照实际的生产需要采用合理的生产工艺，根据工艺参数等条件科学地进行混凝剂的配制。在向水中加入混凝剂的同时还要通入氯气，利用氯气的消毒杀菌作用对水中的微生物、细菌进行消杀。在药剂的作用下，水中杂质形成颗粒状的凝体，这个过程称之为混凝。在这一过程中，三氯化铝、硫酸铝等水处理药剂被大量使用。之所以使用含铝药剂，主要是因为铝具有很强的吸附能力，可以促进水中的杂质和悬浮物的聚集。实际使用过程中，水处理药剂溶解在水中后，析出大量铝粒子，在其作用下，许多常态下难以沉淀的杂质颗粒等形成絮粒状，并在重力的作用下向下沉淀，再将这部分沉淀与水主体分离，从而达到除杂的目的，主要使用沉淀池进行这一过程。水加入药剂后先导入沉淀池，进行沉淀，达到处理效果后再导入下一工序。随着生产时限的增长，沉淀池中沉淀的污物越来越多，必须使用石英砂等具有孔隙的颗粒物将它们排除过滤，并利用滤料层的粘附性拦截水中的悬浮颗粒。在这一过程中，水中的细小杂质、细菌、有机物等都得到了较好的净化处理。但由于石英砂吸附的杂质不能自动消除，必须定期清洗，才能保证过滤层的工作效率和质量。

三、自动化控制技术在水处理工业中的应用

1、无线网络的应用

无线网络的运用与有线网络的用途十分类似，其中两个数据网络都是在近距离的连接运用红外线技术和射频技术。然而，无线网络和有线网络有相似的地方，但最大的不同就在于传输媒介的不同，就是无线网络可以扔掉数据线的链接，而有线网络则必须依赖网线。所以，在水处理工业中，广泛的利用无线网络实现对水质等参数的无线远程监测是自动化技术在水处理工业中最主要的应用措施。并且，无线网络的功率消耗低，分布方式和组织特点都比有线网络更加广泛和方便，所以采用远程无线通信和3G等远程无线通信技术相结合的方式进行远程监控。此外，远程监测可以通过测定设备在运行过程中所反映出来的特征常数，来检查其状态是正常还是异常。远程监控还能了解以及掌握设备在使用过程中的状态，确定水处理系统的整体布局和结构是否都正常或者有异常的地方，如果有异常的地方能够尽早的发现故障原因和水处理系统存在的详细问题，可以对这些问题进行及时的处理和维护。

2、工业以太网的应用

在工业控制的领域中运用以太网可以有效的保证在生产过程的可靠性和实时性，并且在运用的过程中能够保证数据的完整性，所以在水处理工业中，运用工业以太网是非常频繁的。这种的应用方法，所展现的通信速率提供比现场总线更快，并且实现了工业控制网络与企业信息网络的无缝连接，形成了水处理工业企业级管控一体化的全开放网络。另外，以太网的网络的接入方式也是相当方便，主要是以工业控制网络和企业信息网络进行无缝连接并且积极引入，将可以控制系统的设备仪器提供可以后续发展的可能性。与此同时，在自动化技术在水处理工业中的应用中，大部分的工作人员对工业以太网的操作不是很熟悉，以至于水处理工业都需要进行研究投入。针对这一点，其实水处理公司无需要担心，这种技术的操作非常快捷和简单，以至于所有的现场总线技术都没有办法可以比较，并且它的智能技术已经发展为更高能的网络通信技术同时还拥有更高的宽带性能。另外，它的通信协议有更高的灵活性，这些要求以太网都能很好的满足，进而更好的运用在水处理工业中。

3、PLC与DCS技术的融合应用

近年来随着技术的发展，PLC和DCS两者互相靠拢，功能越来越接近，水处理工业中采用的PLC已经普遍具备了相当强大的模拟量处理能力。这种技术上的融合，既发挥了PLC逻辑控制响应速度快的优势，又吸收了DCS善于进行复杂计算的优势。针对水处理系统的不稳定性、不确定性、多变量、非线性、时变性、随机性，实现了数据的快速采集与处理，以及各种复杂控制策略的应用。在控制出水指标、抑制外部环境干扰对处理过程的影响中，发挥了较高的功效。

结束语

近年来，社会对水资源净化、回收、利用的需求和增长是稳定的，尤其是随着产业升级、环保升级、节能升级、消费升级、生活质量