污水处理厂提升泵站自动化控制系统

摘要：城市污水处理厂，一定要重视污水处理技术的革新，加强污水处理泵站的科学性与稳定性，达到提升城市排污能力的效果。提升泵站在更新了自动化控制系统之后，就能在运行管理上实现全自动化，自动设置各种来自调度指挥中心的指令，达到自动化处理的效果。文章在论述城市污水处理问题的基础上，对提升泵站自动化控制系统结构进行分析。

关键词：污水处理；提升泵站；自动化；控制系统

引言

基于宏观角度而言，我国很多城市的污水处理系统，基础都是污水处理泵站。近年来，随着社会经济总量的攀升，传统经济发展方式对城市环境造成的损害越来越不容忽视，因此，城市对污水处理的重视程度也在与日俱增。需要注意的是，污水处理频率的提升，对污水运转带来的冲击力也在增加，对处理设备也会带来过量冲击力，减少设备使用年限，减低工作效率，对城市污水处理技术的革新也会带来阻碍作用，这也是提升泵站自动化控制系统应用与开发、提升污水处理效率的现实意义[1]。

1城市污水处理问题

城市化进程的不断推进，使城市居民的生活质量不断提升，相应产生了更多污水排量，影响不容忽视。关于整体污水处理的动态过程监控技术，尚处在试用阶段，未能与世界范围内的城市污水处理技术保持较高协调性，也因此引发了诸多问题，主要有以下几点。首先，主要污水处理设备稳定性不强，设备内部的仪表准确性与稳定性达不到标准，未能适应现代计算机技术的要求；其次，系统自控系数不高，无法达到智能化全自控要求；第三，该系统在实际运行阶段，对外界要求较高，很多环节不具备灵活调解性；另外是人为因素，技术人员未能对其技术应用保持较高学习热情，对技术的利弊、应用价值不能很好掌握，影响到了实际的控制操作。除了以上原因，还有资金问题，污水处理工作需要很多资源、资金支持，足够的资金投入是保障污水处理工作正常开展的必要条件。但是很多地方经济发展相对落后，导致在资金投入方面未能达到标准，令污水处理设备与技术跟不上时展要求，导致污水处理效率与技术革新止步不前[2]。最后，还包括污水再生利用程度较低的原因，淡水资源的利用率并不高。我国城市中很多污水处理技术都没有达到应有标准，城市污水在处理方面，未能重视达到二次利用的标准，再加上过分看重经济效益，导致城市污水处理厂在进行污水处理时，仅将其中的杂质进行过滤，未能达到深度处理的要求，导致排放量巨大的污水无法进行二次利用。这既是资源上的巨大浪费，又容易对环境产生污染作用。

2宏观角度下的污水提升泵站自动化

基于污水处理厂角度考虑，欲实现污水泵站自动化控制功能，首先应对污水提升泵站自动化控制系统进行改进，以求提升泵站内部电子设备处理污水的效率，保证各个系统运行的正常性与稳定性。举例来说，某市处理污水的智能控制系统中，在污水管道的铺设上充分和外部因素相结合，在结构上纵横交错，通过智能化控制系统，实现了管网之间联通输送效果的优化。通过案例说明，在污水达到国家标准之前，应重点关注流量问题，同时也不能对监测信息中存在的反馈属性有所忽视。我国现阶段在污水处理设备的架设技术上较为统一，通常都会用到远程监测设备、智能仪表设备、PLC控制模块等机构。对主站而言，其系统主要接收来自各个子站系统的信息反馈，对存在的信息资源进行分析与解读，无论是信息的收集或反馈量都很大，而子站则主要对主站起到辅助作用。除此之外，污水提升泵站自动化控制系统结构的建设，也会随着城市结构的变化产生变化。单指通讯方式，如果城市外部环境相对空旷，无疑会为有线通讯设施的架设提供极大便利性，与之相对的，若城市环境相对复杂，则会为建设过程增加更多困难，也会导致投入更多成本。基于此，在建设通讯设施时，应当基于当地地理环境，具体选择有线或无线通讯设施。若采用无线通讯方式（GPRS、电话网络对接、CDMA、互联网对接等），应由工作人员基于城市外部因素，重视通讯方式的选择。最后，城市之间的建设环境往往会呈现出较大差异，在不同背景之下，主系统与子系统之间在连接建设上往往会有所区分，但是其本质却十分相似。大致模式都是殊途同归的，都是对地下管网中存在的污水进行监测，利用提升泵站进行监测审核，经过过滤之后送至污水集中井，在污水集中井水位蓄满之后，传输到提升泵中，在提升泵之中经过多次过滤，最后流至污水处理厂。尽管子系统在收集、分析与处理信息问题上，采用的架设方式存在差异，但大体都需要提升泵、格栅机、除污机等，利用建立设备的方式，实现子系统之间的互相连接，提升污水提升泵站控制系统的自动化水平。

3污水提升泵站自动化控制系统结构

以厦门水务中环污水处理厂为例，共有将近40个污水提升泵站。这些泵站厂外泵站，通过市政管网引污水至厂区，经过各种处理程序，达到标准之后再排放[3]。

3.1主站

主站自控系统的主机型号为西门子S7-200系列PLC，通过轮询方式远程采集来自8个子站的数据，实现控制功能，同时留出1个通讯端口，后续联接全场中控系统。另外，应用2台工控机和主机通信，接收主机泵站的自控数据，实时将数据在显示屏上显示[4]。

3.2子站

子站系统机器和主站型号相同，可实现流量、液位等数据的采集，在无线数传电台的支持下，与主站之间传输数据，实现远程控制功能。

3.3通讯方式的选择

鉴于污水泵站在有线通讯上，投入成本较高，最后决定使用无线通讯方式，加强通讯的实际效果[5]。

4子站自动控制系统

污水泵站在污水处理工艺上普遍一致，首先由泵站格栅机对存在于地下管网的污水进行滤渣操作，然后污水进入集水井和提升泵房，在由多级泵站提升之后，最后送入污水处理厂。其中涉及到控制对象的设备主要包含水闸门、格栅机、提升泵等[4]。

4.1控制方式

控制方式可分成手动与自动两种方式，经过控制屏转换开关切换。自动方式可细分成强制与遥控自动两种方式，由PLC输入端子设置，强制自动在系统出现故障时，可以由PLC全权控制[6]。

4.2污水泵自动化控制流程

1）污水泵自动控制。在集水井之内配备1台超声波液位计，对集水井内液体进行实时测量。潜水泵依照集水井液位情况，在预定运行方案要求之下，对水泵开启台数的增减进行自动控制。具体包含以下几种：第一，PLC开启自动控制模式后，可以在液位计设置情况基础上，控制泵的数量开启情况；第二，对所用泵设置点停止之后，处在该液位之下的泵将会停止运行；低液位设置点，在该液位之下会因此而报警，令泵运行状态停止，启动第二台泵设置点；随后对第三台泵液位进行设置，并设置高液位，若污水的高度超过该液位，则应发出警报；第三，调控泵自动轮换，为了维护泵站运行稳定性，延长泵的使用年限，泵在经过长时间运行之后，应当在系统设置之下及时停止运行，换另一台泵工作；第四，识别与控制故障信号，PLC可以对发出的警报与运行中的故障进行识别，以此控制泵的启停；第五，如果泵的开启应用的是手动方式，PLC可以对泵数量进行自动识别，在开启数量基础上，对开启泵数量进行调整[7]。2）格栅自动控制。在格栅前后同样安装超声液位计，以此对栅格前后位差进行精确判断；格栅机可以在前后液位差基础上，自动在一定周期内运行，同时在识别进水杂质的基础上，可灵活调整时间与周期。具体有以下几种情况：第一，PLC控制系统，可以基于不同液位差与时间设定情况，控制栅格的启停；第二，依据时间模式的不同，栅格的运行情况也会有所不同，如果栅格运行时间达到设定值标准，就会出现自动停止的现象，同时开启下个工作周期，这点在栅格停止时条件依然相同；第三，如果液位差超过预设标准，PLC就会启动栅格，反之则停止[8]。

5结语

综上所述，泵站自从实现了自动化控制，系统运行状况和污水处理效率相较从前，已有了巨大提升，极大减少了工作人员的压力，达到了提高生产力的目的，在管理控制工作落实方面更加科学，为后续的决策调度打下雄厚基础。泵站自动化系统的建设与完善，也是智能化控制设备走上舞台的时代缩影，未来在污水处理提升泵站方面，将会体现出更多技术革新优势，由技术驱动生产力，也将展现出更大应用价值。

参考文献

[1]牛明达，冯波，金婷婷.自动化控制系统在城市生活污水处理中的应用和改造研究[J].北方环境，2011（11）：202.

[2]杨瓯蒙，胡湛波，王璀，等.新型智能化曝气控制系统在生活污水A/O处理工艺中的应用[J].环境工程学报，2016，10（11）：6255-6260.

[3]葛艳，周骥平，高龙琴，等.高效污水处理工艺智能化控制系统的设计[J].机械制造与自动化，2013，42（3）：195-198.

[4]陈益清，尹娟，孟建国，等.深圳市某污水泵站生物除臭工程设计及运行[J].中国给水排水，2013，29（18）：103-106.

[5]郭海山，刘志杰，富兆龙.污水处理过程PLC模糊控制器的设计与应用[J].可编程控制器与工厂自动化（PLCFA），2011（5）：43-45.

[6]董千里，史耀耀，周云端，等.基于模糊自整定PID的布带缠绕机张力控制算法的研究[J].现代制造工程，2006（12）：103-105.

[7]牛明达，冯波，金婷婷.自动化控制系统在城市生活污水处理中的应用和改造研究[J].北方环境，2011（11）：202.

[8]陈益清，尹娟，孟建国，等.深圳市某污水泵站生物除臭工程设计及运行[J].中国给水排水，2013，29（18）：103-106.

作者：汤军 单位：扬州市政管网有限公司