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1污水處理工藝與電氣控制

污水處理工作，是城市建設中不可忽視的重要組成部分，有助于優化配置城市水資源，合理調控水資源循環狀態，其系統自動化的實現，不僅有利于污水處理系統的管理與控制，及時發現排除故障，還能全面提升污水處理效率、質量，具有積極的經濟效益和社會效益。

1.1污水處理工藝

污水處理工作需要先對污水源頭進行細致的調查分析，結合調查結果制定科學、可行的污水處理方案，借助相關設備和技術措施形成污水處理系統，通過自動化控制手段實現污水的有效處理。污水處理系統的基本設施設備主要包括初次沉淀池、反應池和排水裝置。污水處理工藝流程主要包括兩方面內容，一方面是污水的納入，污水池內水位低于指定水位時自動打開電動閥門引入污水，到指定水位后自動關閉電動閥門；另一方面，通過曝氣法等技術手段使污水脫色、除臭、平衡菌值，達到污水處理的質量要求后排出，完成一次循環。

1.2電氣控制

污水處理系統的電氣控制，首先需要結合污水處理系統的自動化控制要求，科學的制定電氣控制方案，根據電氣控制系統的要求選擇電氣設備和相關配件，完成安裝后進行試運行，驗收無誤，實現污水處理系統的電氣控制。對于電氣控制的設計，首先根據需要確定電氣設備，在充分考慮控制系統要求的基礎上，確定電磁閥、電動機、斷路器、隔離變壓器等設備和元件；其次，繪制好設計圖紙，包括電控箱電氣板元件布置圖、電氣接線圖等，確保圖紙的科學、準確；再次，根據圖紙的要求，明確電器元件尺寸、位置等要求，需要加工的按圖紙要求加工；最后，設計電控箱。

2污水處理系統的電氣控制方案

2.1方案研制要求

隨著社會的發展工業、農業等的污水量越來越大，嚴重污染著我們賴以生存的水環境，為了符合環境保護的要求，需要借助污水處理系統使處理后的污水達到國家相關標準要求，在這一過程中電氣控制措施起著重要的作用。污水處理系統電氣控制方案的研制要求是，在大溫差、強烈電氣干擾和電壓波動的惡劣環境下，保證污水處理系統持續穩定、可靠的工作，實現信息化管理、現場集中自動控制和在線連續監測控制記錄液位、溫度、電導率等參數，從而實現污水處理全過程全系統的自動化。

2.2電氣控制系統特點

本文所研究的電氣控制系統，采用上中下三級計算機結構，分別進行監測、控制和管理，各分級可獨立工作，某一級出現故障問題不會影響其他級的正常工作。在這種控制結構下，控制參數預置與現場情況顯示可在控制器上實現，也可由上位機通過通訊來實現。

2.3系統的構成

污水處理電氣控制系統的構成主要包括一臺上位機和中位機、下位機各若干臺，還有電機、閥門控制器、信號放大器等裝置。其中上位機采用工業級計算機，采用VISUALBASIC編制界面軟件，凈化水路、氣路等都用分色動態顯示，電機、閥門等的工作狀態也用動態顯示，擁有智能故障處理系統，處于故障狀態時能夠顯示故障原因、部位及處理措施，液位、溫度、流量等參數用直方圖顯示，可以通過鼠標控制分頁放大，能夠顯示一定時間的曲線圖，可以同步監視現場狀態并隨時打印所需數據。中位機用可編程序控制器，主要負責邏輯控制，能夠與上、下位機進行通訊，執行污水處理的總體邏輯控制。具體設計是將各控制器的模擬量變為標準信號，由A/D轉換器送入可編程序控制器，再送入上位機，可編程序控制器內采用抗干擾措施，強電與可編程序控制器分柜安裝。下位機是智能儀表，有輸入按鍵和顯示器，可以獨立完成液位、pH值等信號的采集工作。作為PID調節控制器和智能控制儀表，下位機與中、上位機都是控制系統的重要組成部分，其擁有掉電保護數據存取區，能夠長期完整保存數據參數，并采用了出錯陷阱、光電隔離等技術來增強抗干擾能力，能夠不受電壓波動等干擾的影響。

2.4參數測量與控制

參數測量與控制是電氣控制系統的重要內容，具體包括對液位、pH值、溫度、溶氧量、電導等參數的測量和控制，下文進行詳細分析。第一，對于液位的測量與控制。液面面積較小的池，一般采用靜壓式傳感器液位儀，選擇擴散硅傳感器作為液位變送器，測量原理是液體內部靜壓傳遞給隔離管，隔離管內中性液體將信息傳遞給傳感器，傳感器將靜壓信息轉變為電壓信號，在通過溫度補償和電壓放大等一系列轉換后變成標準信號，輸送到顯示儀表中，送入可編程序控制器進行控制。液面面積較大或含腐蝕成分多的池，一般采用超聲波物位儀，測量原理同聲學回聲原理，傳感器發出超聲脈沖信號后，液體接收并反射超聲脈沖信號給傳感器，傳感器接收后轉換成電脈沖，經內部的處理芯片計算處理后測算出液位。第二，對于pH值的測量與控制。pH值的測量一般采用電位法，測量電極上的玻璃觸頭對pH值反應十分靈敏，玻璃觸頭接觸氫離子時產生電位，與氯化銀溶液中的銀絲對比可得出電位。pH值傳感器的輸出信號一般只有幾十mV，需要經過放大后再經V/F轉換將信號變為頻率信號，采用脈沖方式傳遞給控制器。因為信號傳輸方式是脈沖信號，通過光電隔離來隔離前級信號與控制器，能夠妥善解決長距離傳輸和干擾問題。第三，對于溫度的測量與控制。溫度的測量一般用Pt100型鉑熱電阻作為傳感器，該傳感器在0℃到100℃區間分辨率可達0.1℃，溫度傳感器侵入深度在200mm以上，與控制儀表距離接近的情況下可以采用三線電路。溫度測量時傳感器把溫度信號轉變為電壓信號，經過放大、A/D等處理后送三路控制，分別是BCD碼和位控制實現LED顯示、控制繼電器報警和控制、D/A轉換后送入控制器調節電動調節閥開度和熱蒸氣量，實現閉環控制。污水處理中溫度控制比較重要，尤其是生化污水處理時需保證活性污泥活性，污水處理池在室外溫差較大，通常選用的PID調節器無法滿足測量與控制要求，可以采用模糊控制方法來保證測量與控制的效果。第四，對于溶氧量的測量與控制。溶氧量測量對于使用活性污泥的生物處理廠十分重要，確定溶氧量能夠科學的確定適宜的污水凈化方法和曝氣池配置方案，傳統Clark型氧量測量傳感器使用隔膜覆蓋，工作電極的陰極一般由金和鉑制成，陽極一般用銀制成，其中陽極發揮反電極、參比電極作用。工作電極浸沒于氯化鉀等電解質中，隔膜分開被測液體與電極、電解質，避免電解質逸出，還可避免外來物質的污染，能夠有效保護傳感器。溶氧量的增加方法主要依靠風機，測量溶氧量低于限值時自動啟動風機鼓風，達到溶氧量要求后自動關閉風機。第五，對于電導的測量與控制。電導的測量是將電解質加入溶液中改變電導，由溶液中的傳感器測量，再經過分析系統得出信號大小，考慮到電導率受溫度影響顯著，分析儀內有熱敏電阻和溫度補償裝置，通過溫度補償調整可得出比較準確的電導測量值。然后再根據測量的電導值控制電機調節液體含鹽量，實現對電導的控制。

3結束語

綜上所述，污水處理系統的電氣控制是實現污水處理自動化的必要措施，需要我們結合污水處理系統的實際情況和需要，科學合理的制定電氣控制方案，進行電氣控制設計，合理選擇電氣設備和儀器。只要采取科學合理的技術措施，就能通過電氣控制實現污水處理系統的全面自動化，提升污水處理工作的效率、質量，進而提升經濟效益與社會效益，為環境友好型社會建設做出積極貢獻。

作者:楊偉 單位:浙江諸暨技師學院