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自动化控制系统处理城市生活污水

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城市生活污水是城市发展过程中的产物,早期的城市生活污水处理主要是通过污水收集系统排放到附近下游水体之中,利用水体的稀释以及水体自净作用来进行简单的处理,但是随着我国国民经济的迅猛发展,城市规模不断扩大,人口数目增长迅速,随之而来的是城市生活污水的水量不断加大,水质也越来越复杂,仅仅依靠稀释及水体自净作用处理过的污水已经无法满足达标排放的要求,会对下游水体产生较大的污染和影响。在这种情况下,我们就不得不采取措施加大对城市生活污水的处理力度,以改善不断恶化的水环境污染趋势。

在城市污水处理厂的管理方面,早期主要是由技术人员现场检测、调试,由于处理厂的处理构筑物较多,需要进行实时检测的项目指标多而复杂,例如:进出水pH值、进水流量、曝气池溶解氧量等等,如要对这些指标逐一实时检测,无疑会耗费大量的人力物力。随之我国工业化进程的迅速发展,自动控制系统渐渐应用到污水处理工艺过程监测过程当中,并且取得了相当好的效果,既节省了人力资源又节约了能源,有着广阔的发展前景。近年来,各地相继利用外资建设了一批城市污水处理厂,将先进的工艺及设备引进国内,在提高工艺设备技术水平的同时,控制系统和管理水平也有了很大的提高。结束了以往污水处理全部用人工或简单的电器控制的落后局面。

发达国家在二级处理普及以后投入大量资金和科研力量加强污水处理设施的监测、运行和管理,实现了计算机控制、报警、计算和瞬时记录。美国在20世纪70年代中期开始实现污水处理厂的自动控制,目前主要污水处理厂已实现了工艺流程中主要参数的自动测试和控制。80年代以来在美国召开了两次水处理仪器和自动化的国际学术会议,会上发表的数百篇论文反映出水处理自动化已发展到实用水平。与国外相比,我国污水处理自动化控制起步较晚,进入90年代以后污水处理厂才开始引入自动控制系统,但多是直接引进国外成套自控设备,国产自动控制系统在污水处理厂应用很少。

自动化控制应用于污水处理工艺过程,在国外已有许多成功范例和典型工程实例,近年来,我国也有许多污水处理厂借鉴国外先进技术,将自动化控制合理地应用到污水处理工艺过程当中,并且取得了良好的效果。但是在两者相结合的过程中仍然存在许多问题,现作如下总结:

1.污水处理自动控制系统中所采用的一些自动化检测设备、仪表、阀门的功能和精度目前还很不完善,在实际应用中达不到预期的效果,误差很大,因此,如果单纯依靠这些检测设备来判断污水处理情况并实施自动控制,往往很难达到处理水质达标排放和节约能源的目的。

2.虽然许多污水处理厂采用ORP、DO、pH值作为参数来控制出水水质,调节曝气量,但是当控制器无法找到ORP特征点时,污水处理系统仍然会按照时间来控制整个处理过程。

3.污水水质的监测与控制存在滞后问题,例如根据好氧池中的DO来控制鼓风机的曝气风量,由于生化处理系统本身是处于动态平衡当中的,操作人员通过在线实时监测发现DO偏低(或偏高),并通过调节鼓风机叶轮转速来实现增加(或减少)曝气量,在此过程中,DO值监测与鼓风机风量调节之间的滞后可能会导致鼓风机无法准确地根据好氧池中实际溶解氧的浓度来提供曝气量,难以真正达到节能的目的。

4.仪器设备维护难度大。例如pH计、污泥浓度计、泥位计等仪器均有严格的使用维护要求,包括接触探头的定期清洗、标定,设备损耗维修等等,并且现阶段我国污水处理厂大都采用是进口设备仪器,价格昂贵,这也在一定程度上增加了污水处理厂的投资费用。

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