基于电气集中控制与污水处理自动化的实现探索

杨帆

摘  要：随着相关技术的不断完善，电气集中控制系统已在相关领域中得到了相对广泛的应用。污水处理的数量与质量将直接影响到各地区的生态水体质量以及环境污染程度，而水和电则成为了21世纪的今天民众不可缺少的生活资源，节水节电同样成为了社会经济发展的大趋势。城市生活用水肆意排放的问题已经得到了人们的广泛关注，对于污水处理技术的研究同样呈现出了不断发展、优化的态势。笔者从现阶段污水处理的具体工艺入手，对污水处理自动化系统电气设计方面的问题进行了总结。

关键词：电气集中控制  污水处理  工艺要求  自动化系统  设计

中图分类号：TM571.6                              文献标识码：A                          文章编号：1672-3791（2019）03（a）-0057-02

1  污水处理工艺的技术要求分析

了解污水产生的源头是实现高效率污水处理的重要前提，如此才能够在污水处理过程中做到突出重点、有的放矢。虽说传统污水处理系统的自动化程度并不高，但机器还是能够替代人工完成一些复杂而且危险性大的工作。工作人员操作处理系统，处理系统按照预先设定的程序完成对于相关设备的操作便可以完成最终的污水处理作业。经过处理之后的废水可能难以达到饮用标准，但依旧能够在相关领域中实现“二次利用”。具体来说，污水处理工艺的技术要求主要体现在以下方面。

1.1 灭菌技术

灭菌技术是污水处理技术的核心。从污水处理完毕之后的用途分析，做好灭菌工作能够让其在后续使用中不至于出现过多不良问题，从而影响对于污水的“二次利用”。处理完毕之后的污水可以被用到农田浇灌作业之中，当然，利用处理之后的污水完成城市内绿化植物的浇灌作业也是绝佳的选择。这种就地二次利用的方式极大降低了污水的储运成本，更实现了对于闲置资源的集约化利用。

1.2 过滤技术

过滤是污水处理过程中较为常用的技术，主要用以分离工业废水和生活污水中的固体废弃物，分离完毕之后的污水才能够进行进一步处理。过滤技术也能够单独用来处理污染性较弱的污水，具有方便快捷、灵活高效的特点，能够达到一定的污水处理效果[1]。

2  污水处理系统电气集中控制工艺设计

具体来说，污水处理系统的电气集中控制工艺设计主要包括以下内容：（1）在原有的处理系统内安装电气集中控制系统。若需要在污水处理系统中安装电气集中控制系统，则需要充分考虑电气设备结构和控制系统等方面的限制因素。基于此才能够着眼于整体做好电气元件的布局工作，进而确定电控箱内部装配板和控制面板上需要安装的电器元件。除电箱之外，此次设计需要安装的电器元件及动力设备主要包括电磁阀、电动机以及水位开关。电控箱内部电器板上安装的电气元件主要有熔断器、断路器、中间继电器和隔离变压器。（2）绘制电气集中控制系统的工艺图纸。参照用户对系统操作便捷性以及美观度的要求并本着均匀布局、操作简便的原则绘制出相应的工艺图纸可以为后续工作的开展打下坚实的基础。这里涉及到的“图纸”主要包括电控箱电器板元件布置图、电气接线图和电器面板元件布置圖。实际工作中，需提高对这类问题的关注度，用科学、严谨的工作态度来完善其中的细节。（3）自动控制系统的设计。此次研究中涉及到的污水处理站主要由3个MCC控制中心构成，MCC1设置在了管理用房的中控室内部。此外，中控室内部还设有一个PLC柜。MCC2设置在了风机机房内部，而MCC3则设置在了脱水机房内部。系统运行状态下，主要由MCC1向MCC2和MCC3进行单路供电，相关辅助生产设施的单路供电也同样由MCC1负责。此外，MCC1还负责完成提升泵、风机、刮泥机以及加药泵等设备的控制工作。MCC2主要负责控制电动阀，MCC3则主要负责控制脱水机。对于电机的控制可以有手动以及自动两种选择，手动方式下可以实现MCC以及就地控制，正常运行状态下则以PLC控制为主。在电机容量大于15kW时则采用软启动器启动，该系统中涉及到最大电机容量，污水站的最大电机容量为风机37kW，全部采用变频的方式运行[2]。

3  系统的主要设施及组成设备

污水处理自动化控制系统设计中涉及到了一系列新设施、设备，这类设施及设备的应用不仅保障了污水处理的实际效果，更缓解了当前淡水资源使用情况紧张的尴尬局面。具体来说，其主要设施及组成设备主要包括以下内容。

3.1 设施的基本组成

实现自动化控制的污水处理站在原则上不需要设置初次沉淀池。小型污水处理站具有设备构成简单、维护管理较为集中的特点，因此较为适用文中提出的电气集中控制方法。虽说可以不设置初次沉淀池，但还是要确保反应池的容积能够留出一定的富余量，或采用设定运行周期的方法开展整体设备的运行管理工作。对于污水流量变化较大、人流相对密集或空间较为狭小的场合来说，需根据前期投入的资金以及后期使用阶段的维护管理模式优化流量调节池的设计工作。

3.2 反应池的基本概述

基于污水处理自动化设计的出发点分析，反应池通常为完全混合型，整体结构十分紧凑、占地较少。反应池的形状大都以矩形为主，池宽和池长比大概为1∶2，水深大约为4～6m。若反应池的深度超过理想标准，将会在无形中延长反应以及池水流出的时间，这类问题所产生的影响将体现在污水处理的实际成本之上。

3.3 排水装置

污水处理自动化系统中用到的排水装置主要包括以下3种：（1）潜水泵单点或多点排水。这种排水防水的耗电量较大，而且排水时潜水泵的吸力容易带出水中沉积的污泥，所以为保证污水处理效果一般不会采用这种方式。（2）池端多点固定阀门排水。该装置通常按照由上自下的控制原则开启阀门，操作不简便是限制其推广应用的首要因素。由阀门带出的污泥量虽说比不上潜水泵，但同样会对污水的处理与净化效果产生影响。（3）专用设备滗水器。这是一种技术含量较高的排水装置。它能够跟随水位变化自动进行调节，因为排水口淹没在了水面之下，所以可以在一定程度上防止浮渣进入。

4  未来发展趋势探究

在污水处理自动化控制系统研究不断深入的今天，生活污水以及工业废水处理技术的应用范围同样在不断扩大。船舶污水处理是较为值得关注的新课题，虽说相关技术的不断发展，船舶污水处理在近些年已取得了显著的研究成果。这方面的实践为海洋环境的优化保护做出了突出贡献。船舶卫生系统的排泄周期较短，所以排放出的污水尚未得到有效分解。其污水处理设备的实际处理状况将受到船舶类型、航行时间以及航行路线等因素的影响，眼下对于船舶污水的处理主要是通过电化学法、物理化学法以及生物处理法来完成的，想要实现对于处理过程的自动化控制就必须要在造船环节下功夫。目前西方国家在这方面的研究已走在了世界前列，我们需要在整合现有技术资源、条件的基础上迎头赶上，从而扩大污水处理自动化技术的应用范围，为祖国的环保事业贡献属于自己的一份力量。

5  结语

污水处理净化是实现水资源合理利用、维持生态平衡目标的重要工作。基于电气集中控制的污水处理自动化控制系统研究对提高污水处理效率有着非常重要的意义，有效克服了传统污水处理净化系统的缺陷。再者，这方面的实践能够使其达到良好的灭菌、过滤效果，最終强化污水处理，符合当前所倡导的经济可持续发展的宏观发展趋势。上文中笔者从技术原理、系统设计入手对此类问题进行了分析探究，希望对进一步推进相关工作的优化改革有所帮助。

参考文献

[1] 甘国强.污水处理自动化控制系统的控制策略[J].电子技术与软件工程，2018（16）：109.

[2] 李波，梁春沅，黄健泉.自动化控制技术在污水处理过程中的应用和发展[J].广西糖业，2017（2）：19-22.

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2019-09-23