污水处理自动化的发展与趋势

　　城市污水处理的特点

　　城市污水处理就是利用各种设施设备和工艺技术，将污水中所含的污染物质从水中分离去除，使有害的物质转化为无害的物质、有用的物质，水则得到净化，并使资源得到充分利用，其生产工艺流程是比较庞杂的。

　　污水处理过程控制是以物料平衡调度为主的连续性较强的慢处理过程。在污水处理过程中要用到大量的阀门、泵、风机及刮泥机等机械设备，它们常常根据一定的程序、时间和逻辑关系定时开、停。主要控制对象为：栅格、总泵房、沉砂池、生物反应池、沉淀池、加氯间、污泥处理装置、发电机房等。

　　因此，基于现场设备自动化功能的全厂综合自动化的主要目标重点不仅仅是保证生产处理质量，而更现实的是减轻劳动强度、方便生产管理、提高设施设备的利用率、节能降耗、减员增效。一些发达国家的城市污水处理厂无不例外均配置了自动化技术水平愈来愈高的全厂综合自动化控制系统，其显著效果就是其运营人员数量的大幅度减少，节省成本。

　　据了解，污水处理厂建设自控系统，成本一般占设备的10%，包括控制仪表、流量计这些等等都在内。原来污水处理厂的管理控制是粗的控制，有了自控系统之后能够做到精确控制，避免很多失误，并且能够减少能源消耗、降低成本。自动化产品在污水处理领域的市场前景十分广阔。

　　由于现代污水处理厂规模越来越大，所以自动化程度要求越来越高。污水处理自动化控制系统应具有全自动逻辑控制、在线工艺状态显示及参数记录、运行故障诊断记录、生产报表显示记录等功能。系统能长周期安全无故障运行，具有高可靠性。

　　污水处理自动化现状

　　我国污水处理自动化控制起步较晚，进入20世纪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。早在70年代，我国的水行业就开始应用自动化技术，到90年代，自动化、信息化在水行业受到了普遍重视。近20年来，我国水行业在自动化技术和信息化技术应用方面得到了长足的发展，创造了良好的经济效益和社会效益。

　　过去的二十年，自动化技术与信息技术已经广泛地应用于水行业中。尤其是自动化技术，应用于闸门泵站的自动化改造、水厂和污水厂的SCADA系统、城市供水调度系统。随着无线通信技术，互联网技术和视频技术等不断发展和普及，已基本实现了水行业的“可视化”。

　　但是，与国际水平相比，我国的自动化和信息化技术还相对滞后，整体上还处在国外80-90年代的水平。主要体现在发展的不平衡和应用水平方面。以智能决策为目标的信息化技术则相对迟缓，“信息孤岛”现象依然严重，自动化技术和信息化技术缺乏融合，大量的过程数据都静静地“躺”在现场，而没有发挥其应有的作用。

　　污水自动化产品的需求

　　节能减排作为当前水行业发展的重要任务之一，其工作的进展备受瞩目。而自动化与信息化技术作为水行业发展中的后助力量，保障着节能减排工作的有续进行。它将解决生产水、供水、排水处置及污水处置的过程控制与管理智能化，从而最大限度地减少水资源的浪费，基本实现水资源的优化配置，最大限度的让水资源循环利用起来。

　　在新的形势下，污水处理对于自动化产品提出了更高的要求。良好的质量控制，使产品能够高效稳定的运行，为保证水厂高效稳定运行，污水处理对控制系统的高可靠性要求，要求PLC支持多种冗余方式，能够更好的提高系统的可靠性，提高水厂、污水厂的运行效率，为更严格的水质达标提供保证。

　　为保护用户的初始投资，要求系统具有很好的开放性，能够为世界各大著名厂商（如Siemens、AB、GE、Schneider等）的设备提供完备的驱动程序库；支持DDE、OPC（Server及Client）、ODBC等标准，支持SQL语言、ActiveX控件；提供大量的函数，可使用VB、VC++、Delphi等开发工具进行第三方开发。

　　为了降低系统的能耗、药耗，要求系统具有丰富的控制算法，如过程控制算法、模糊控制等高级过程控制算法、变频调节控制算法等，能够集成电能管理、智能控制水泵。同时，具有灵活的开放性。就水处理工程特点而言，在一个项目中可能包含多家供应商的产品，要求电控系统具有强大的包容性，并符合IEC国际标准。

　　为了节省成本、减少系统维护的工作量，要求控制系统具有易用易维护的特点，要求所有模块均支持带电插拔、可通过SD存储卡对系统程序进行升级、备份，背板上设计有防混销以避免插错模块，独特的接线端子设计，并提供预接线系统。因为水行业自动化专业人员相对较为匮乏，大部分技术人员主要从事工艺维护，因此希望自动化系统稳定、可靠，既便出故障也只需简单操作就能快速使系统恢复，最大程度的减少对连续供水或污水处理的影响。

　　典型自动化产品的趋势

　　监控软件

　　随着自动化控制在污水处理中已得到的广泛应用，监控软件也有了飞速的发展。中央监控系统已经成为污水厂日常监控、运营管理和维护的中心。目前在国内污水处理市场占有率较高的监控组态软件分别是GE Fanuc的iFix、Wonderware的Intouch、西门子WinCC等。国内厂商以亚控、力控等为主。

　　我国目前对广域污水自动监控系统的逐步建设和完善也越来越重视。监控软件正朝着大型化、信息化和网络化的方向发展。结合中小型污水处理厂的特点，广域监控是今后污水厂监控系统重要发展趋势之一。业内人士表示，监控组态软件最好能增加具有操作系统核心防护功能，能应对各种意外情况，尽可能防止系统崩溃！

　　自动控制系统

　　污水处理厂的自动控制系统要求能够实现“集中管理、分散控制”的监控模式，使得局部故障不影响主体正常运行，将风险分散，确保系统的可靠性。系统内部的配置和调整灵活，构建弹性化，可根椐不同工艺处理要求及用户需求进行优化。并具备很好的开放性、兼容性和扩展性，可应用不同品牌的软硬件进行整合，可无缝的把分期建设的系统融为一体。

　　自控系统要充分考虑与厂外污水厂、泵站、水务局自控系统接口，可采用多种通信解决方案，组成广域网统一监控。并实用、完整的系统监控管理功能，能有效的实现工艺处理的控制、诊断和调度，采用先进的节能降耗控制技术，节能效率高。

本文转自中华工控网 http://www.gkong.com