自动控制技术在污水处理中的应用研究

[摘 要 ]随着我国城市化进程的不断推进，污水的排放量也在大幅度增加，在此情况下，必须加强自动控制在污水处理中的运用研究，有效提升污水处理的效率。基于此，对污水处理中的自动控制展开研究，从污水处理以及自动控制系统运行的特点出发，对自动控制的运用成效以及问题进行讨论，并提出了完善系统运行、摆脱限制因素及打造高素质人才队伍等优化策略，为提升污水处理的生产力奠定基础。

[关键词：]污水处理;自动控制;运用

在传统的污水处理模式下，通常以半自动化处理与人工处理为主，但这两种方式在实际运行的过程中都存在着一定弊端。随着科技水平的不断提升，自动控制系统逐渐在污水处理中投入使用，进而有效地避免了传统污水处理模式所引发的弊端。同时，自动控制系统在污水处理过程中的运用还可以大幅度提高工作效率，进一步降低相关环节所需要的成本，因此加强对自动控制系统的研究有着很强的现实意义。

1 污水处理及自动控制系统运行的特点

1.1 污水处理特点

在污水處理的过程中主要存在三方面的特征;

（1 ）所需要的周期较长，整个污水处理流程一共需要经历机械处理、生物处理以及深度处理三次处理，因此有必要对处理工艺做出进一步优化。

（2 ）相关参数的离散性较强，导致设备在运转时很难获取溶解氧、pH值等参数的系统线性关系。

（3 ）传统的污水处理方式主要依靠经验开展，不仅耗费了大量的人力物力，对自动控制系统的发展也会造成阻碍。

1.2 自动控制系统运行特点

自动控制系统的发展不仅对污水处理有着强烈的现实意义，同时也是污水处理必然的发展方向，自动控制系统的运行需要大量的自动化技术得以实现，在污水处理的过程中，自动控制系统的运行体现出了较强的复杂性，而其中涉及到的各类模拟量、数字量也大大提升了自动控制系统的运行难度。现阶段，自动控制系统主要包括开环、闭环以及时间控制等多种控制方式，同时由于污水处理对城市发展的重要影响，各个环节的参数与指标必须严格符合污水处理的相关标准，这也进一步提升了自动控制系统的运行难度。

2 污水处理中自动控制的运用成效

2.1 酸碱度的控制

污水与普通生活用水在酸碱度上会存在着一定的差异，并且还有可能呈现出一定的波动趋势，为进一步提升对污水的处理效果，就需要借助自动控制系统加强对酸碱度的控制。对酸碱度进行控制的主要流程为：系统会先对污水的酸碱度进行检测，如果污水的酸性较强，系统会对相应的数据加以记录，并标记出其中的误差与错误率。接着再根据之前的数据分析结果打开碱液阀，对污水的酸碱度进行调整，这样根据污水的酸性强度控制碱液阀进而有效实现了污水处理的自动控制。另外，系统还可以针对污水的酸碱度加以计算，针对其非线性部分提供相应的增益补偿，最大限度地提升污水处理工作的有效性。

2.2 曝气池的控制

在污水处理的过程中因为污水中含有着较多的微生物，而且其中一部分微生物的代谢需要消耗氧气，因此有必要开展对污水的曝气工作。相关工作的完成主要涉及到以下重点环节：首先要对污水进行好氧处理，通过将曝气池中污水与活性污泥混合的方式加速其中有机物的降解。其次，在第一步完成之后污水里面的有机物会附着于细胞上，从而进一步提升曝气池中的好氧成分，这样的环境给污水中微生物的代谢提供了良好的条件，帮助微生物可以处在一个最佳的储存状态;最后，要针对污水处理的曝气量加以模糊控制，完成曝气池氧气浓度的检测工作以及有机物的评估工作，进而准确计算出污水处理需要的各项信息数据。

2.3 厌氧系统的控制

在污水有机负荷程度比较高的情况下原有的处理方式就不再适合对其进行处理，而这时厌氧处理方法成为了最为主要、有效的处理方法。在此过程中，应先对污水的主要构成成分以及污水浓度加以检测，如果各个因素的变化幅度较大则需要开展更为有效的厌氧控制。针对厌氧系统的控制需要对厌氧消化池的情况加以检测，得出污水中各类物质的含量并控制产物的酸碱度关系，使其可以更好地发挥出线性控制作用，推动系统的协调有机负荷，提升污水处理的稳定性。

2.4 混凝剂的控制

针对污水中分散的胶体物质，在进行污水处理的过程中需要使用到混凝剂。为了可以更好地让混凝剂在污水处理的过程中发挥作用，需要事先在净水中进行实验，分析反应池中的絮凝现象，并结合分析数据得出最为合理的混凝剂投入量值，进而最大限度地降低污水的浑浊度，保证污水处理的合理性。另外，还需要通过建立化学氧化模型对污水酸碱度与吸附剂效果进行评价，进而在后续的处理过程中提升控制效果。

3 污水处理中自动控制运用的问题与建议

3.1 自动控制系统的运行问题

3.1.1 稳定性不强

随着科学技术的不断发展，各个领域都受到了明显的影响，各行各业都开始将信息化技术引入其中，其中也包括污水处理的自动控制系统。污水处理的相关技术经过快速的革新与发展，PLC、DCS等技术也得到了显著的提升，在这部分因素的影响下，自动控制系统较之前也产生了明显的转变，功能运行的系统性与稳定性都发生了不同程度上的提升，污水处理的效率与质量也随之进步。以现阶段的发展情况来看，在污水处理过程中自动控制系统的运行仍然存在着一些问题，由于污水处理自动控制的过程非常复杂，其中需要涉及到大量的专业技术与数据参数，同时这部分数据参数的不断变化也给污水处理自动控制系统的运行带来了巨大难度。因此在当前的污水处理过程中并不能完全依靠自动化控制来实现，其中的一部分环节仍然需要依靠工作人员完成，并根据处理过程中的变化进行人工调整，进而导致了污水处理效果的不稳定性。

3.1.2 限制因素过多

由于污水处理的过程非常复杂，进而对其中的设备运行情况与基础设施建设情况都有着较高的要求，其中所涉及到的专业技术也要达到一定的应用标准。这样的严格要求使得很多地区在进行污水处理时面临着不容乐观的局面。其中主要的影响原因有很多，例如污水处理设备的先进性以及运行效果难以满足当前自动控制系统运行的需求等，而像这样的污水处理厂设备问题将会对污水处理效果与效率产生直接的影响，对自动系统的运行与发展也会产生一定程度的阻碍。

3.2 自动控制系统的优化措施

3.2.1 完善系统运行

在原有的自动控制模式下仍存在着较多限制与弊端，因此为进一步提升污水的处理效果，有必要对系统加以改进。就当前采集与输出的数据来看，主要包括脉冲量、开关量与模拟量，但对于污水处理的进一步发展来说是远远不够的，因此还要对系统进行优化，进而完成对图片、音频以及视频的采集与输出。同时，对系统的各个功能还应完成进一步的拓展，其中包括对信息的逻辑处理功能;整数、实数、二进制等各类信息数据的运算功能;以及对时间的运算功能，进而有效实现对延时与定时的有效控制。另外，在原有的基础上进一步提升高速计数的频率，保证输入和输出过程中的反应速度与精细化程度。最后是增加系统的存储容量，保证数据生成与储存的安全性;完善开放式网络通讯模块的调节，以保证远程控制的稳定性。

3.2.2 摆脱限制因素

就现阶段的发展趋势来看，加强污水处理的技术创新、提升自动化控制效果才是推动污水处理水平提升的唯一出路。由于我國在自动化技术的研究上起步较晚，因此在当前污水处理领域中自动控制系统的运行情况仍与发达国家相比存在着较大的差距。这样的情况就会导致我国进行污水处理的相关技术仍然受制于其他国家，部分污水处理设备还需要从国外进口。

通常情况下，这部分设备的内部结构与维修程序都非常复杂，如果我国工作人员不能有效处理则会对污水处理工作产生严重的阻碍。因此，我国应该进一步加强对自动化技术的研发，更好地将自动化技术引入到污水处理中，最大限度地减少技术层面所带来的限制。同时，相关自主研发设备维修与应用的简易程度大大提升，这对于污水处理的发展也具有着至关重要的意义。

3.2.3 打造高素质人才队伍

相关专业人才是推动污水处理发展的重要动力，实际上，污水处理对人才需求量非常大，其中还包括了污水处理设备操作人员以及自动化控制人才等。因此为了进一步提升污水处理效果，应加强人才的培养力度，进而通过发挥人才队伍的积极作用满足污水处理行业的发展需求，从而更好地为城市化建设提供动力。同时，对于人才培养还要注重自动化知识与污水处理工程的结合，不断提升人才的实际操作能力。

4 结束语

综上所述，自动控制在污水处理中的普及不仅可以有效避免传统污水处理方式，还对污水处理质量与效率的提升起到了至关重要的作用。为进一步提升自动控制系统的运行水平，有效满足国家的相关标准，在实际的运行过程中，应加强对其的研究力度，有效掌握自动控制系统的运行特点并针对现存的运行问题加强系统的完善与限制因素的解决，进而使自动控制系统的作用可以得到最大限度地发挥。