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摘要：在当前我国城市建设的高速发展之下，我国的污水处理厂设施也在逐渐的增加之中，为了较为科学、高效、稳定以及污水处理泵站的建设，建设自动化控制系统为核心的污水泵站则是实现本站管理科学化的基础，本文从实际出发分析了当前城市污水处理提升泵站自动化控制系统。
关键词：城市污水处理；提升泵；自动化控制
中图分类号： F407 文献标识码： A
引言
随着社会的发展越来越快，带来的水污染也就越来越严重，如何保护好我们赖以生存的环境，污水处理的重要性就凸显出来。可利用的水资源也在逐步匮乏，把从污水处理达标排放模式转变成水资源的可再生利用，以达到真正意义上的合理利用资源、节能减排的目标。就以城市污水厂为例，来探讨PLC控制系统在污水厂的集散控制和智能化运用的效果。城市污水是通过下水管道、中继提升泵站收集到的所有排水，是排入下水管道系统的各种工业废水、生活污水和城市降雨流经的混合水，其质量特征是废水水质波动大，尤其是工业区，工业废水可循排放无规律性，污染来源相对比较复杂，如何合理地处理好这些污水，对合理利用资源、节能减排及保护生态环境具有重要意义。
1、污水提升泵站自动化控制系统概述
从我国目前大部分城市污水处理厂的污水处理泵站运行情况来看，污水处理的工作流程归纳为:首先把厂区外的污水经过主污水管道、中继提升泵站，使其进入污水处理厂格栅;然后通过格栅机使污水进入水泵房进而进入沉砂池、反应池以及二沉池等一系列环节，中间对可利用污水进行一定的净化实现污水的回收与再利用。值得注意的是污水提升泵站在进行污水处理时的核心工作是在水泵房环节，该地方为污水厂区标高的最低位置，进水泵房在底部放置若干台潜污泵以供自动化系统的正常运行并备用一台潜污泵，以防止运行过程中潜污泵出现损坏等问题，留以备用。其工作性能主要是把污水抽到高处使污水运用重力的作用顺利的流经到各个污水处理工序。这种运行方式是运用液位的控制来实现污水的排放和处理其主要的缺陷在于水泵的启动频率和泵的损坏程度不一致，导致水泵在工作期间，不断地出现问题从而大大降低了水泵的工作效率。另一方面，由于城市污水量的逐步增加污水巨大的冲击力量也对污水提升泵站造成了巨大的磨损，从而不利于污水处理泵的长期使用，致使泵站的工作效率降低不利于城市污水的彻底处理。
2、污水提升泵站自动化控制系统结构
2.1、主站
主站的自动化控制系统采用的设备是西门子一系列，并通过数据传输系统对个子站进行实时数据的收集和管理，同时还为其预设了一个多余的通信端口，以便以后把污水提升泵系统和整个污水处理厂进行联接。并通过两台工控机和主机进行实时通信，以便把收集的泵站数据传输给主机，从而把实时的数据显示在显示器上。
2.2、提升站（子站）
子站采用摄像头、硬盘机、液位计、流量计来对集水井内的水位情况进行数据采集，同时把这些数据通过子站的计算机传送到主站，从而实现指挥中心的远程控制。
3、泵站自动化控制系统控制流程
3.1、污水泵的自动控制
在集水井内安装一台超声波液位计，测量集水井液位。潜水泵根据集水井液位，按照预定的运行方案自动增减水泵开启台数。具体运行模式如下。
3.1.1、在PLC自动控制模式下，PLC按照集水井液位设置点自动起动或停止相应台数的进水泵。
3.1.2、由低至高，集水井液位包括以下设置点。低液位设置点：当液位降至此设置点以下时，PLC发出低液位报警，并停止所有自动运行的污水泵（无论强制自动还是遥控自动）。
3.2、格栅的自动控制
格栅前后也安装了超声液位计，从而准确的识别栅格前后的位差格栅机根据前后液位差或设定的运行时间与运行周期自动运行，时间和周期均可根据进水杂质情况调整。具体如下第一，控制系统，可以根据时间设定和液位差来进行栅格的开启或者停运。第二，栅格根据时间模式的设置来运行，当一天栅格运行时间达到设定值，就会自动停止，并启动这台栅格的下一次工作周期。栅格停止时间达到预设时也是相同。第三，液位差大于预设时，就启動栅格，相反，就停止栅格。
3.3、PLC自动控制系统的运用
PLC自动控制系统在污水厂的应用最主要的功能就是能够实时监控现场设备、工艺流程进行在线监测，最终反映污水处理的效果，也是对出水数据的最直观的感受。进出水数据监控污水处理的初步分析称之为拐点分析，如果出水中的某个数据出现了超标或者无数据。首先分析确认设备是否正常运行，如果是设备原因故障而导致数据超标，可以通过数据有效性分析，报修数据监控的维护公司。为了能够确保DCS系统数据传输的正确性和稳定性，可以通过日常比对确保数据有效性。对于进出水数据和进出水流量是一天两次比对，过程仪表采取一天一次数据比对，可对数据进行分析和比对。设备运行监控工艺图之间的转换更多是巡查设备是否运行正常，输出信号线是否正常运行，及时了解在线设备的开停时间、能否正常开启，便于及时维修达到控制出水的水质情况。
3.4、出水数据分析
3.4.1、污泥体积指数对于出水水质的影响。污泥体积指SVI的大小能反映出生物池中活性污泥的疏散程度和凝聚沉降的性能大小。污泥体积指数SVI过低，会导致污泥颗粒细小紧密，颜色深黑。
3.4.2、温度对出水水质的影响。通过实际运行污水厂的参数，我们发现曝气池的温度对于污水处理有着密切的联系。比如，一年中北方温差虽然较大，但他们每家都有暖气供应，曝气池中的水一般稳定在9℃-21℃的范围内，而南方出水水质受温度的影响比较明显，曝气池中的水可能在4℃-30℃的范围内，所以北方出水水质要比南方污水厂稳定，由此可见曝气池内的水质温度影响着出水水质。
4、城市污水处理自动化技术的改进和发展
随着城市污水处理问题受到的关注越来越多，人们开始重视起城市建设和污水处理等问题。针对城市污水处理所存在的问题，应该做出相应的改进。在科技高速发展的时代，自动化过程中所使用到的仪器设备也在不断地更新和换代，这就要求技术工作人员应提高自身的专业知识，做到与时俱进，不断地丰富自身的学识，提高对技能的掌控力。同时城市污水处理自动化的发展也带动了相关的一些科技产业的革新。很多企业通过考察，开始注意到这个问题，并且着重于污水处理自动化的技术研发，加强了对污水处理系统的升级和技术的完善。自动化控制在污水处理过程中的广泛应用使得监控软件等设备技术的研发也得到了飞速的发展。目前我国污水处理虽然较其他发达国家还比较落后，但是同过去相比也取得了很大的进步。针对城市污水处理这个一问题，我国也开始越来越重视，政府部门开始支持和倡导相关技术的研发工作，并加强了对污水处理的管理力度。中央监控系统也逐渐成为了对污水处理工作进行监控、管理和数据分析的中心，它要求能够实现“集中管理和分散控制”的监控模式，从而达到中控室集中控制，局部不影响主体正常运行的目的，合理调配污水排放与处理的矛盾。这也在一定程度上确保了系统的稳定性，分散了故障发生的风险性。不同的污水处理厂也应该根据自身情况作出相应的工艺流程要求，并针对用户需要作出相应的调整，应保证自动化控制系统内部配置的灵活性和合理性。同时也应该做到紧跟时代的步伐，根据要求规范系统操作，把相关技术相结合。
5、结语
随着污水处理厂、泵站自动化系统的日益完善，智能化控制及对控制设备的综合保护等优势逐渐体现出来，越来越多的污水提升泵站已经将上述技术功能作为泵站自动化系统的设计蓝本。泵站自动化系统也将在未来的污水提升泵站控制领域得到广泛应用。
参考文献
[1]杨新宇.城市污水处理厂控制系统开发与综合评价[D].清华大学,2012.
[2]陈功,周玲玲,戴晓虎,董滨.城市污水处理厂节能降耗途径[J].水处理技术,2012,04:12-15.
[3]毛慧欧,柴天佑,乔金华.城市污水处理计算机控制系统的应用研究[J].环境污染治理技术与设备,2001,05:32-36.
[4]何志平.城市污水处理厂污水提升泵站自动化控制系统[J].企业技术开发,2013,05:107-109.
关键词：城市污水处理；提升泵；自动化控制
中图分类号： F407 文献标识码： A
引言
随着社会的发展越来越快，带来的水污染也就越来越严重，如何保护好我们赖以生存的环境，污水处理的重要性就凸显出来。可利用的水资源也在逐步匮乏，把从污水处理达标排放模式转变成水资源的可再生利用，以达到真正意义上的合理利用资源、节能减排的目标。就以城市污水厂为例，来探讨PLC控制系统在污水厂的集散控制和智能化运用的效果。城市污水是通过下水管道、中继提升泵站收集到的所有排水，是排入下水管道系统的各种工业废水、生活污水和城市降雨流经的混合水，其质量特征是废水水质波动大，尤其是工业区，工业废水可循排放无规律性，污染来源相对比较复杂，如何合理地处理好这些污水，对合理利用资源、节能减排及保护生态环境具有重要意义。
1、污水提升泵站自动化控制系统概述
从我国目前大部分城市污水处理厂的污水处理泵站运行情况来看，污水处理的工作流程归纳为:首先把厂区外的污水经过主污水管道、中继提升泵站，使其进入污水处理厂格栅;然后通过格栅机使污水进入水泵房进而进入沉砂池、反应池以及二沉池等一系列环节，中间对可利用污水进行一定的净化实现污水的回收与再利用。值得注意的是污水提升泵站在进行污水处理时的核心工作是在水泵房环节，该地方为污水厂区标高的最低位置，进水泵房在底部放置若干台潜污泵以供自动化系统的正常运行并备用一台潜污泵，以防止运行过程中潜污泵出现损坏等问题，留以备用。其工作性能主要是把污水抽到高处使污水运用重力的作用顺利的流经到各个污水处理工序。这种运行方式是运用液位的控制来实现污水的排放和处理其主要的缺陷在于水泵的启动频率和泵的损坏程度不一致，导致水泵在工作期间，不断地出现问题从而大大降低了水泵的工作效率。另一方面，由于城市污水量的逐步增加污水巨大的冲击力量也对污水提升泵站造成了巨大的磨损，从而不利于污水处理泵的长期使用，致使泵站的工作效率降低不利于城市污水的彻底处理。
2、污水提升泵站自动化控制系统结构
2.1、主站
主站的自动化控制系统采用的设备是西门子一系列，并通过数据传输系统对个子站进行实时数据的收集和管理，同时还为其预设了一个多余的通信端口，以便以后把污水提升泵系统和整个污水处理厂进行联接。并通过两台工控机和主机进行实时通信，以便把收集的泵站数据传输给主机，从而把实时的数据显示在显示器上。
2.2、提升站（子站）
子站采用摄像头、硬盘机、液位计、流量计来对集水井内的水位情况进行数据采集，同时把这些数据通过子站的计算机传送到主站，从而实现指挥中心的远程控制。
3、泵站自动化控制系统控制流程
3.1、污水泵的自动控制
在集水井内安装一台超声波液位计，测量集水井液位。潜水泵根据集水井液位，按照预定的运行方案自动增减水泵开启台数。具体运行模式如下。
3.1.1、在PLC自动控制模式下，PLC按照集水井液位设置点自动起动或停止相应台数的进水泵。
3.1.2、由低至高，集水井液位包括以下设置点。低液位设置点：当液位降至此设置点以下时，PLC发出低液位报警，并停止所有自动运行的污水泵（无论强制自动还是遥控自动）。
3.2、格栅的自动控制
格栅前后也安装了超声液位计，从而准确的识别栅格前后的位差格栅机根据前后液位差或设定的运行时间与运行周期自动运行，时间和周期均可根据进水杂质情况调整。具体如下第一，控制系统，可以根据时间设定和液位差来进行栅格的开启或者停运。第二，栅格根据时间模式的设置来运行，当一天栅格运行时间达到设定值，就会自动停止，并启动这台栅格的下一次工作周期。栅格停止时间达到预设时也是相同。第三，液位差大于预设时，就启動栅格，相反，就停止栅格。
3.3、PLC自动控制系统的运用
PLC自动控制系统在污水厂的应用最主要的功能就是能够实时监控现场设备、工艺流程进行在线监测，最终反映污水处理的效果，也是对出水数据的最直观的感受。进出水数据监控污水处理的初步分析称之为拐点分析，如果出水中的某个数据出现了超标或者无数据。首先分析确认设备是否正常运行，如果是设备原因故障而导致数据超标，可以通过数据有效性分析，报修数据监控的维护公司。为了能够确保DCS系统数据传输的正确性和稳定性，可以通过日常比对确保数据有效性。对于进出水数据和进出水流量是一天两次比对，过程仪表采取一天一次数据比对，可对数据进行分析和比对。设备运行监控工艺图之间的转换更多是巡查设备是否运行正常，输出信号线是否正常运行，及时了解在线设备的开停时间、能否正常开启，便于及时维修达到控制出水的水质情况。
3.4、出水数据分析
3.4.1、污泥体积指数对于出水水质的影响。污泥体积指SVI的大小能反映出生物池中活性污泥的疏散程度和凝聚沉降的性能大小。污泥体积指数SVI过低，会导致污泥颗粒细小紧密，颜色深黑。
3.4.2、温度对出水水质的影响。通过实际运行污水厂的参数，我们发现曝气池的温度对于污水处理有着密切的联系。比如，一年中北方温差虽然较大，但他们每家都有暖气供应，曝气池中的水一般稳定在9℃-21℃的范围内，而南方出水水质受温度的影响比较明显，曝气池中的水可能在4℃-30℃的范围内，所以北方出水水质要比南方污水厂稳定，由此可见曝气池内的水质温度影响着出水水质。
4、城市污水处理自动化技术的改进和发展
随着城市污水处理问题受到的关注越来越多，人们开始重视起城市建设和污水处理等问题。针对城市污水处理所存在的问题，应该做出相应的改进。在科技高速发展的时代，自动化过程中所使用到的仪器设备也在不断地更新和换代，这就要求技术工作人员应提高自身的专业知识，做到与时俱进，不断地丰富自身的学识，提高对技能的掌控力。同时城市污水处理自动化的发展也带动了相关的一些科技产业的革新。很多企业通过考察，开始注意到这个问题，并且着重于污水处理自动化的技术研发，加强了对污水处理系统的升级和技术的完善。自动化控制在污水处理过程中的广泛应用使得监控软件等设备技术的研发也得到了飞速的发展。目前我国污水处理虽然较其他发达国家还比较落后，但是同过去相比也取得了很大的进步。针对城市污水处理这个一问题，我国也开始越来越重视，政府部门开始支持和倡导相关技术的研发工作，并加强了对污水处理的管理力度。中央监控系统也逐渐成为了对污水处理工作进行监控、管理和数据分析的中心，它要求能够实现“集中管理和分散控制”的监控模式，从而达到中控室集中控制，局部不影响主体正常运行的目的，合理调配污水排放与处理的矛盾。这也在一定程度上确保了系统的稳定性，分散了故障发生的风险性。不同的污水处理厂也应该根据自身情况作出相应的工艺流程要求，并针对用户需要作出相应的调整，应保证自动化控制系统内部配置的灵活性和合理性。同时也应该做到紧跟时代的步伐，根据要求规范系统操作，把相关技术相结合。
5、结语
随着污水处理厂、泵站自动化系统的日益完善，智能化控制及对控制设备的综合保护等优势逐渐体现出来，越来越多的污水提升泵站已经将上述技术功能作为泵站自动化系统的设计蓝本。泵站自动化系统也将在未来的污水提升泵站控制领域得到广泛应用。
参考文献
[1]杨新宇.城市污水处理厂控制系统开发与综合评价[D].清华大学,2012.
[2]陈功,周玲玲,戴晓虎,董滨.城市污水处理厂节能降耗途径[J].水处理技术,2012,04:12-15.
[3]毛慧欧,柴天佑,乔金华.城市污水处理计算机控制系统的应用研究[J].环境污染治理技术与设备,2001,05:32-36.
[4]何志平.城市污水处理厂污水提升泵站自动化控制系统[J].企业技术开发,2013,05:107-109.