环球市场信息导报ｅｍｓ９５８６＠１６３．ｃｏｎｒ 土地与环境资源 污水处理自动化控制系统的应用研究 冯锋（江苏省金州恒智工程有限公司 江苏南通 ２２６００９） 摘要：自动化控制系统在污水处理工艺中，能够有效地节能降耗。当前在我国污水处理厂应用自动化控制系统势在必行。该 文结合某污水处理厂实际情况研发的自动化控制系统，分析其特征和优势并对应用前景进行了预测分析。 关键词：污水处理；自动化；控制系统；应用 根据英国《每日邮报》报道，今年１０月，人类人口将进入 艺值，一旦前后液位差值出现异常，自动启动相关程序，实现对 ７０亿时代，本世纪末将突破１００亿。这样一来，水资源危机将日 粗、细格栅的连锁启停。 趋严重。为了保护环境，节约用水，我国近年来对城市污水处理 在旋流沉砂池里面设置ＰＨ计，实时监测瞬时进水ＰＨ值。根 的投入大幅度增加，在一般的大、中城市都建立起了污水处理厂。 据设计要求，我们根据测算，确定科学合理的ＰＨ值为４．０—９．０， 但限于各方面的原因，大部分的污水处理厂都是人工操作状态，技 当ＰＨ值出现异常时，中控室电脑就会发出声光报警信号。 术和管理跟不上，运行成本也相当惊人。据有关调查资料，目前 在进水管里面安装电磁流量计，实时监测进水流量。如果液 我国各地区污水处理的平均电耗为０．２９ＫＷ・ｈ／ｍ ，比发达国家 位值出现异常，我们设计的自动化系统，会发出报警信号，自动 落后１０到２Ｏ年，电耗差不多是发达国家的两倍。如何提高我国 启动相关程序，实现对五台进水提升泵的启停。 城市污水处理自动化控制水平，是亟待解决的问题。本文根据自 在缺氧池里面设置溶解氧（ＤＯ）在线测定仪１台，在好氧池 己工作中的实际，结合某厂实际，提出城市污水处理自动化控制 中也设置１台。然后确定合理的监测溶解氧数值（缺氧池１．Ｏｍｇ／ 系统的设计，希望对普遍的自动化控制系统运用提供启发。 Ｌ左右：好氧池２．０￣２．５ｍ＃Ｌ左右），当ＤＯ值出现异常时，中控 １．自动化控制系统的总体构成设计 室电脑就会发出报警信号。此时，操作人员根据需要，打开所需 在总体设计中，应充分考虑污水处理工艺流程各个部分的特 的曝气机，使溶解氧恢复到正常范围内。 性，覆盖污水处理的各个环节，如沉砂池一最初沉淀池——反 在好氧池中设置两台污泥浓度计，实时监测污泥浓度，根据 应槽——最终沉淀池——消毒设备——污泥处理等。这一自动化 监测值，在控制室内，远程控制，增加排泥或者是增加污泥 控制系统应该包括控制室监控系统、可编程控制器（ＰＬＣ）、 回流量。 检测仪表、闭路监控、避雷等。该系统应该能够及时全面地反映出 在出水池中设置多台辅助测试仪器，包ＣＯＤ在线测定仪括、 污水处理过程的运行工况、工艺参数的变化等信息，保证适用性 ＰＨ计、污泥浓度计等，利用这些检测仪器，对现场和中控室进行 强，开放性好，保证出水水质，节省成本，保证提高运行管理水平。 实时监测，确定污水处理后的中水是否达标。正常数值范围内，可 这一系统可以分为现场控制层和管理监控层两个部分。现场 以保证出水要求达到国家二级标准。 控制层通过现场控制器实施控制。这是一个实时监控的体系，２４ ４．设计系统应用的总体评价和存在的问题 小时全方位实现监控。它实现了污水处理所有环节的过程参数和 根据某污水处理厂实际，我们设计了这套系统。选用了一流 设备运行状态监控：它还实现对电气参数的数据采集，对单元过 的硬件，设计了良好的软件，并进行了运行实验，总体评价是实 程、设备进行控制。它利用网络向监控层传送数据，按照监控层 现了最初的设计要求。 的控制指令，实现对现场设备的数据采集、报警、控制和连锁等。 Ａ．该系统主要特色 管理监控层全面采用组态软件，数据传输、通讯通过开放式通讯 ａ．高可靠与高稳定性 协议进行实现。在运行的过程中，将形成实时数据库，同步完成 环形冗余以太网方案可以保证系统有更高的可靠性，单一点 画面的组态设置。不仅如此，这一大监控层，还能参与生产数据 ＮＳ 报表计算和统计，通过大量的数据信息，同步降低管理的强度，使 的链路中断不会影响整个网络通讯瘫痪；专用控制器网络，ＦＩ管理更加科学化、系统化和规范化，有力地促进管理水平的飞跃。 通讯服务，可以保证自控系统在通讯方面更高的稳定性。整个系 ２．自动化控制系统设备选型 Ａ．监控系统的选型 统采用的ＰＬＣ模块、成熟定型产品，ＰＬＣ控制柜内的抗干扰和防 雷等技术措施，具有供电冗余功能的中控室、现场控制站设备等， 按照某污水处理厂的设计，采用工业控制机ＩＰＣ６１０（研华股 都可以保证系统的长期稳定和可靠运行。ｂ．高扩展性和开放性 份有限公司生产）作为计算机控制系统中的上位监控计算机。显 示器选用相关配套产品。之所以采用该产品，是因为在以往的实 向下兼容性是工业以太网的重要特性。目前使用的是双绞线 践中，确认其可以在工业应用环境下，有效地提高设备的使用寿 或光纤介质，如果进行系统升级，如把传输速度提升１０倍，一般 命。上位组态软件采用ＲＳｖｉｅｗ监控组态软件包（诶比集团生产）。 来说，不需要改变现有的布线，只更新网络设备就能轻松实现；如 现场控制站内的可编程控制器选用ＣｏｎｔｒｏｌＬｏｇｉｘ系列（诶比集团 果升级主干网，也无须重新铺设光缆，只更新网络传输设备就能 生产），显示器选用该系列的配套产品。工业以太网交换机选用 轻松实现。另外，本系统所有硬件接口和软件协议都按照开放性 ＥＤ６００８系列（摩沙公司生产），其通讯介质为光纤。各个就地控 的标准设计、编制，可以轻松实现设备的增减、系统的调整等变化。 制站选用ＳＬＣ系列控制器（诶比集团生产），通过ＤｅｖｉｃｅＮｅｔ或 ｃ．实用性突出 ＤＨ＋实现与现场控制站连接。 组态软件和编程软件采用的全部为中文界面，图画功能丰富， 用户可以在终端清晰地了解污水处理厂各工段的运行情况，一旦 建议采用进口设备，下列产品经市场检验，为优质产品，如 出现故障报警等问题，第一时间里，操作人员就可以通过鼠标发 瑞士ＺｇＬＬＩＧ公司生产的溶解氧分析仪；美国哈希公司生产的在 布各种指令或换画面。这一系统的实用性还体现在用户可经由上 线ＣＯＤ分析仪表：日本ＴＯＭＯＥ公司生产的电动调节阀门；德 位机的网络，监测网络内任一节点的数据。系统设计的梯形监控 国恩德斯豪斯公司生产的浓度分析仪表；德国莱比信公司生产的 工具也可以监控这个网络，不需要现场操作，就可以控制器网络 空气流量计等。 内各站ＰＬＣ梯形图程序，实现无缝连接。 ３．控制系统设计的细节说明 Ｂ．该系统主要弊端 设置超声波液位差计，在粗、细格栅前后均进行设置，链接 污水处理的自动控制系统中采用了一些自动化检测设备，这 到现场和控制室电脑显示器。通过控制数据，确定合理的工 下转第００５页 Ｂ．仪表选型 ＣＮ１ １－３４５９／Ｆ ＩＳＳＮ１００５．４９０１ 总第４２６期２０１１牟傅 ｌ一０ ０ ９— 环球市场信息导报ｅｍｓ９５８６＠１ ６３．ｃｏｍ 科学发展观和生态文明提倡的全面和协调，主要是指人与自 然和社会全面发展，强调的是协调发展。发展是我国生态文明建 设的根本，实现人与自然的全面协调可持续发展是生态文明建设 的最终目标。生态文明坚决反对人类中心论，追求人与自然的整 土地与环境资源 我国要实现经济发展方式的战略性改变，就必须要实现从资源粗 放型向资源节约型经济增长方式转变，把经济活动对生态环境的 影Ⅱ向和破坏降低到最低限度。调整产业结构，发展环境友好型生 态产业，继续巩固农业的基础地位，发展生态农业；改变过去那 体和谐与共同进化。科学发展观不仅用整体、协调、循环、再生 种高投入、高污染、高耗费的工业发展路子，走科技含量高、经 的生态文明来调节人与人、人与社会之间的关系，而且也用生态 济效益好 资源消耗低、环境污染少、人力资源得到充分利用的 文明来调节人与自然之间的道德关系，调节人的行为规范和准 新型工业化道路；大力建设生态工业园，提高资源和能源的利用 则。 率，实现经济活动的生态化。 Ｃ．生态文明和科学发展观都强调共同进步 Ｄ．推广绿色生活方式和消费方式 科学发展观的根本目的在于实现社会主义物质文明、政治文 明和精神文明共同进步。可持续发展也坚持“代际公平”、“代内 公平”等公平原则，同样体现了共同进步的基本思想。 科学发展观的本质要求是实现人的自由全面的发展，而生态 文明追求的人与自然的和谐相处，则是实现人的自由全面发展的 必要前提。正是由于科学发展观与生态文明的内在一致性，决定 了生态文明建设必须以科学发展观为指导，落实科学发展观必须 建设生态文明。 ４．实施我国生态文明建设的重要措施 在科学发展观的指导下加强生态文明应该做到： Ａ．树立人与自然和谐共处的价值观 建设生态文明符合人类文明的发展趋势，是基于对工业文明 追求过度消费物质资料的批判和否定。绿色生活方式完全符合生 态文明的要求，它以提高生命价值为宗旨，倡导绿色消费、鼓励 节约资源。提倡绿色生活方式，要求改变人们不良的食物需求与 消费习惯，简化食物生产、分配、消费环节，避免食物生产与消 费功能的异化。这种绿色生活方式，既有利于人自身的健康，又 有利于生态环境的良性循环。 提倡绿色消费方式，要求人们能以一种健康合理、科学文明的 姿态步入新的生态文明时代，抛弃过度消费、超前消费、高消费的 畸形消费观，从追求繁华、浪费的生活方式中摆脱出来，改变人们 对资源的强烈占有心态，将环境保护融入日常的消费行为中。 Ｅ．强化的生态责任，加强生态环保的制度建设 人类是自然界的一部分，也是历史的创造者和社会实践的主 体。所以，建设生态文明应该注重人的价值观念的转变，走出狭 加强绿色引导和绿色控制的机能，即要加强生态执 隘的“人类中心主义”，从以人为中心的价值观转到人与自然界和 政、生态立法和生态行政，完善生态文明的和法律环境，努 谐共处的整体价值观和生态经济价值观，并以此来实现人的行为 力使生态文明建设成为整体的符合和谐社会建设和可持续发展要 模式的转变。只有这样，才能更充分地发挥人作为生态文明建设 求的新的政治形态。方面：应该逐步建立起合理的国民经济核算体系，树立 主体的积极性与能动性。 起科学的政绩观，建立绿色ＧＤＰ；利用绿色税收对有利于保护环 Ｂ．加强生态环境道德教育 生态道德意识是生态文明的精神依托和道德基础，培育全民 境和节约资源的企业和个人进行补贴，以鼓励他们投资环境保护 生态道德意识，是生态文明建设的一项基础性工程。应该持续开 产业：建立明晰的产权制度，使人们尽可能合理利用资源。法律法规方面：要加强环境法律建设，建立健全保护环境、 要求，通过对全社会成员的生态文明建设的教育，唤起人们对自 维护生态平衡的法律和制度，加强法律约束机制，加大环境执法 然的“道德良知”和“生态良知”，使人们树立起人与人、人与社 力度，为生态文明建设提供强有力的法律保障。展生态教育，把生态教育纳入国民教育体系，按照“面向未来”的 会、人与自然生态和谐进化的生态发展观念，增强环境保护意识， Ｆ．建立健全全国统一的环境监管，完善监督制度和机制 环境监管是依法行政、依法管理的保证，必须加强各级 培养正确的价值观、道德观、发展观、消费观和审美观，调动全 和有关部门生态环境执法的监督，加强司法部门的监督，逐 社会成员的主动性、自觉地参与到生态文明的建设中来。 步建立起完善的环境执法监察管理，真正做到“有法可依，执 Ｃ．大力发展循环经济，转变经济发展方式 大力发展循环经济，是建设生态文明、发展经济的最佳途径。 法必严，违法必究”。上接第００９页 些设备，包括仪表、阀门等，由于各方面的原因，其功能的实 现和产品的精度还很不完善，在现实运行的过程中，存在较大 误差。所以，也不能一味相信这些设备，还是要充分发挥人的 主观积极性。 污水水质的监测与控制系统方面，也存在一些问题。系统反 应、机械传动等都有可能导致控制滞后，有时候，在节能控制方 面的效果不太明显。 另外，由于大量采用国内外先进设备和技术，维护、维修的 化控制系统，这既是大势所趋，也是污水处理行业发展的必然走 向。我们不能因为存在前期投入成本较大，就延误技术升级的脚 步，自主研发设计制造自动化控制系统、采用国产高精度设备的 实践中，将会有效地降低成本。 参考文献 ［１］徐文，罗建中，钱伟．污水处理厂的自动化应用［Ｊ］ 广西轻工业．２００９．１２ 成本相对较大。各种进口的污泥浓度计、ｐＨ计、泥位计等仪器， ［２］赵丽霞．基于ＰＬＣ的城市污水处理控制系统设计［Ｊ】 需要定期做严格的维护和修理，包括定期清洗等。这些设备价格 漳州师范学院学报（自然科学版）．２００８．０２ 昂贵，配件进口也相对较少，从某种程度上说，可能加剧污水处 ［３］赵德申，马从国．基于ＰＲＯＦＩＢＵＳ的污水处理自动化控 理厂的投资费用。 制系统［Ｊ］微计算机信息．２００９．０４ ［４刘志涛．潘北煤矿生活污水处理自控系统的设计与实践 ４］总之，在我国污水处理厂应用自动化控制系统，对污水处理 Ｊ］能源环境保护．２００９．０６ 企业的管理和工艺都大有益处。建议在污水处理厂大力实施自动 ［５．结语 ＣＮ１１．３４５９／Ｆ ＩＳＳＮ１００５．４９０１总第４２６期２０１１牟第ｌ３＝ ｌ一０ ０ ５—
