污水處理自動化的發(fā)展現狀與趨勢

2013-01-05

污水處理自動化的發(fā)展現狀與趨勢

核心提示：在節(jié)能減排的新形勢下，污水處理對于自動化產品提出了更高的要求。良好的質量控制，使產品能夠高效穩(wěn)定的運行，為保證水廠高效穩(wěn)定運行，污水處理對控制系統(tǒng)的高可靠性要求，要求PLC支持多種冗余方式，能夠更好的提高系統(tǒng)的可靠性，提高水廠、污水廠的運行效率，為更嚴格的水質達標提供保證。

　　城市污水處理的特點

　　城市污水處理就是利用各種設施設備和工藝技術，將污水中所含的污染物質從水中分離去除，使有害的物質轉化為無害的物質、有用的物質，水則得到凈化，并使資源得到充分利用，其生產工藝流程是比較龐雜的。

　　污水處理過程控制是以物料平衡調度為主的連續(xù)性較強的慢處理過程。在污水處理過程中要用到大量的閥門、泵、風機及刮泥機等機械設備，它們常常根據一定的程序、時間和邏輯關系定時開、停。主要控制對象為：柵格、總泵房、沉砂池、生物反應池、沉淀池、加氯間、污泥處理裝置、發(fā)電機房等。

　　因此，基于現場設備自動化功能的全廠綜合自動化的主要目標重點不僅僅是保證生產處理質量，而更現實的是減輕勞動強度、方便生產管理、提高設施設備的利用率、節(jié)能降耗、減員增效。一些發(fā)達國家的城市污水處理廠無不例外均配置了自動化技術水平愈來愈高的全廠綜合自動化控制系統(tǒng)，其顯著效果就是其運營人員數量的大幅度減少，節(jié)省成本。

　　據了解，污水處理廠建設自控系統(tǒng)，成本一般占設備的10%，包括控制儀表、流量計這些等等都在內。原來污水處理廠的管理控制是粗的控制，有了自控系統(tǒng)之后能夠做到精確控制，避免很多失誤，并且能夠減少能源消耗、降低成本。自動化產品在污水處理領域的市場前景十分廣闊。

　　由于現代污水處理廠規(guī)模越來越大，所以自動化程度要求越來越高。污水處理自動化控制系統(tǒng)應具有全自動邏輯控制、在線工藝狀態(tài)顯示及參數記錄、運行故障診斷記錄、生產報表顯示記錄等功能。系統(tǒng)能長周期安全無故障運行，具有高可靠性。

　　污水處理自動化現狀

　　我國污水處理自動化控制起步較晚，進入20世紀90年代以后，污水處理廠才開始引入自動控制系統(tǒng)，但多是直接引進國外成套自控設備，國產自動控制系統(tǒng)在污水處理廠應用很少。早在70年代，我國的水行業(yè)就開始應用自動化技術，到90年代，自動化、信息化在水行業(yè)受到了普遍重視。近20年來，我國水行業(yè)在自動化技術和信息化技術應用方面得到了長足的發(fā)展，創(chuàng)造了良好的經濟效益和社會效益。

　　過去的二十年，自動化技術與信息技術已經廣泛地應用于水行業(yè)中。尤其是自動化技術，應用于閘門泵站的自動化改造、水廠和污水廠的SCADA系統(tǒng)、城市供水調度系統(tǒng)。隨著無線通信技術，互聯網技術和視頻技術等不斷發(fā)展和普及，已基本實現了水行業(yè)的“可視化”。

　　但是，與國際水平相比，我國的自動化和信息化技術還相對滯后，整體上還處在國外80-90年代的水平。主要體現在發(fā)展的不平衡和應用水平方面。以智能決策為目標的信息化技術則相對遲緩，“信息孤島”現象依然嚴重，自動化技術和信息化技術缺乏融合，大量的過程數據都靜靜地“躺”在現場，而沒有發(fā)揮其應有的作用。

　　污水自動化產品的需求

　　節(jié)能減排作為當前水行業(yè)發(fā)展的重要任務之一，其工作的進展備受矚目。而自動化與信息化技術作為水行業(yè)發(fā)展中的后助力量，保障著節(jié)能減排工作的有續(xù)進行。它將解決生產水、供水、排水處置及污水處置的過程控制與管理智能化，從而減少水資源的浪費，基本實現水資源的優(yōu)化配置，讓水資源循環(huán)利用起來。

　　在新的形勢下，污水處理對于自動化產品提出了更高的要求。良好的質量控制，使產品能夠高效穩(wěn)定的運行，為保證水廠高效穩(wěn)定運行，污水處理對控制系統(tǒng)的高可靠性要求，要求PLC支持多種冗余方式，能夠更好的提高系統(tǒng)的可靠性，提高水廠、污水廠的運行效率，為更嚴格的水質達標提供保證。

　　為保護用戶的初始投資，要求系統(tǒng)具有很好的開放性，能夠為世界各大著名廠商的設備提供完備的驅動程序庫；支持DDE、OPC（Server及Client）、ODBC等標準，支持SQL語言、ActiveX控件；提供大量的函數，可使用VB、VC++、Delphi等開發(fā)工具進行第三方開發(fā)。

　　為了降低系統(tǒng)的能耗、藥耗，要求系統(tǒng)具有豐富的控制算法，如過程控制算法、模糊控制等高級過程控制算法、變頻調節(jié)控制算法等，能夠集成電能管理、智能控制水泵。同時，具有靈活的開放性。就水處理工程特點而言，在一個項目中可能包含多家供應商的產品，要求電控系統(tǒng)具有強大的包容性，并符合IEC國際標準。

　　為了節(jié)省成本、減少系統(tǒng)維護的工作量，要求控制系統(tǒng)具有易用易維護的特點，要求所有模塊均支持帶電插拔、可通過SD存儲卡對系統(tǒng)程序進行升級、備份，背板上設計有防混銷以避免插錯模塊，獨特的接線端子設計，并提供預接線系統(tǒng)。因為水行業(yè)自動化專業(yè)人員相對較為匱乏，大部分技術人員主要從事工藝維護，因此希望自動化系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠，既便出故障也只需簡單操作就能快速使系統(tǒng)恢復，減少對連續(xù)供水或污水處理的影響。

　　典型自動化產品的趨勢

　　監(jiān)控軟件

　　隨著自動化控制在污水處理中已得到的廣泛應用，監(jiān)控軟件也有了飛速的發(fā)展。中央監(jiān)控系統(tǒng)已經成為污水廠日常監(jiān)控、運營管理和維護的中心。我國目前對廣域污水自動監(jiān)控系統(tǒng)的逐步建設和完善也越來越重視。監(jiān)控軟件正朝著大型化、信息化和網絡化的方向發(fā)展。結合中小型污水處理廠的特點，廣域監(jiān)控是今后污水廠監(jiān)控系統(tǒng)重要發(fā)展趨勢之一。業(yè)內人士表示，監(jiān)控組態(tài)軟件能增加具有操作系統(tǒng)核心防護功能，能應對各種意外情況，盡可能防止系統(tǒng)崩潰！

　　自動控制系統(tǒng)

　　污水處理廠的自動控制系統(tǒng)要求能夠實現“集中管理、分散控制”的監(jiān)控模式，使得局部故障不影響主體正常運行，將風險分散，確保系統(tǒng)的可靠性。系統(tǒng)內部的配置和調整靈活，構建彈性化，可根椐不同工藝處理要求及用戶需求進行優(yōu)化。并具備很好的開放性、兼容性和擴展性，可應用不同品牌的軟硬件進行整合，可無縫的把分期建設的系統(tǒng)融為一體。

　　自控系統(tǒng)要充分考慮與廠外污水廠、泵站、水務局自控系統(tǒng)接口，可采用多種通信解決方案，組成廣域網統(tǒng)一監(jiān)控。并實用、完整的系統(tǒng)監(jiān)控管理功能，能有效的實現工藝處理的控制、診斷和調度，采用先進的節(jié)能降耗控制技術，節(jié)能效率高。

上海帕特泵業(yè)制造有限公司

2013年01月05日星期六

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