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没有图片 机械设计制造及其自动化专业导论论文1 文件大小: 66KB 预览次数: 1297 次 发布时间: 类型: 免费 版权:此模版来源于网上搜集或网友上传,版权归模板作者所有,...

《自动化专业导论》报告 题 学 班 姓 学 目 院 级 名 号 自拟 电气信息工程学院 指导老师 日 期 贺乃宝 2014 年 10 月 10 日 1 自动化控制系统在城市生活污水处理中的应用 摘要：城市生活污水是城市发展过程中的产物，早期的城市生活污水处理主要是通过污水 收集系统排放到附近下游水体之中，利用水体的稀释以及水体自净作用来进行简单的处理， 但是随着我国国民经济的迅猛发展，城市规模不断扩大，人口数目增长迅速，随之而来的是 城市生活污水的水量不断加大， 水质也越来越复杂， 仅仅依靠稀释及水体自净作用处理过的 污水已经无法满足达标排放的要求，会对下游水体产生较大的污染和影响。在这种情况下， 我们就不得不采取措施加大对城市生活污水的处理力度，以改善不断恶化的水环境污染趋 势。

本文以广东省湛江市赤坎水质净化厂为例， 简要介绍了自动化控制系统在该厂污水处理 工艺过程中的应用情况，并提出了尚需解决的问题。

关键词：水体自净 水环境污染 一、城市污水情况简要 在城市污水处理厂的管理方面，早期主要是由技术人员现场检测、调试,由 于处理厂的处理构筑物较多，需要进行实时检测的项目指标多而复杂，例如：进 出水 pH 值、进水流量、曝气池溶解氧量等等，如要对这些指标逐一实时检测， 无疑会耗费大量的人力物力。

随之我国工业化进程的迅速发展，自动控制系统渐 渐应用到污水处理工艺过程监测过程当中，并且取得了相当好的效果，既节省了 人力资源又节约了能源，有着广阔的发展前景。近年来，各地相继利用外资建设 了一批城市污水处理厂， 将先进的工艺及设备引进国内，在提高工艺设备技术水 平的同时， 控制系统和管理水平也有了很大的提高。结束了以往污水处理全部用 人工或简单的电器控制的落后局面。

发达国家在二级处理普及以后投入大 量资金和科研力量加强污水处理设施的监测、运行和管理，实现了计算机控制、 报警、 计算和瞬时记录。

美国在 20 世纪 70 年代中期开始实现污水处理厂的自动 控制， 目前主要污水处理厂已实现了工艺流程中主要参数的自动测试和控制。80 年代以来在美国召开了两次水处理仪器和自动化的国际学术会议， 会上发表的数 百篇论文反映出水处理自动化已发展到实用水平。与国外相比，我国污水处理自 动化控制起步较晚，进入 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。 2 二、赤坎水质净化厂简要概况 赤坎水质净化厂是湛江市的重点工程，一期工程日处理量为 5 万吨/天，主 要生物处理工艺采用的是“A2/O 微曝气氧化沟”法。该厂采用的自动化控制系 统主要包括以下几个部分：中央控制室监控设备，可编程控制器(PLC)部分，检 测仪表部分，避雷部分，闭路监控部分。目的在于使厂方能够及时了解和掌握污 水厂处理过程的运行工况、工艺参数的变化及大小、优化各工艺流程的运行，保 证出水水质，降低处理成本，节省能耗，提高运行管理水平，使污水处理厂能长 期正常稳定地运行，取得最佳效益。

三、系统控制说明 该厂主要在以下工艺过程中设置了自动控制系统：

（一）在粗、细格栅前后均设置了超声波液位差计，并在现场及中央控制室 电脑显示器上实时显示粗、 细格栅前后液面的液位差值。根据本厂的处理水质水 量设定了工艺值，当前后液位差值大于或等于该工艺值时，可以自动实现对粗、 细格栅的连锁启停。

（二）在进水管中安装了电磁流量计，实时测量进水流 量并在现场及中央控制室电脑显示器上显示预处理进水泵站的液位值， 并自动根 据该液位值的高低控制三台进水提升泵的启停， 使三台提升泵的运行时间基本上 保持平衡， 并在电脑上显示出各台提升泵的启停状态。在调节池中设置了 pH 计， 可以测定瞬时进水 pH 值， 以反映进水水质是否符合处理要求。进水 pH 值的设定 要求范围是 4.0～9.0，当进水 pH 值不在此范围内时，中控室电脑上会发出声光 报警信号，并自动关闭进水闸门，以保证出水水质。

（三） 在氧化沟厌氧池 中设置氧化还原电位(ORP)在线测定仪一台，在缺氧池及好氧池中分别设置溶解 氧(DO)在线测定仪两台， 在现场及中控室电脑上均可实时显示测定值，本厂的氧 化沟厌氧池 ORP 一般在－200mv 左右；缺氧池 DO 一般在 1.0 mg/L 左右；好氧池 DO 一般在 2.0～2.5mg/L 左右。当监测到的实时值不在设定值范围内时，中控室 电脑上会发出声光报警信号，工作人员可据此决定鼓风机开启的台数和曝气量， 在保证溶解氧在正常范围内的基础上为用户节省了能源消耗。并通过切换主机、 副机的运行状态，使三台鼓风机的累计工作时间基本相等。

（四） 在好氧 池中设置污泥浓度计两台， 实施监测好氧池中的污泥浓度，当池中污泥浓度较大 时，会及时减少二沉池中的污泥回流量，增加排泥；当浓度较小时时，会适当增 3 加污泥回流量。以上控制过程均可以在中央控制室内根据监测数据进行远程控 制。

（五） 在二沉池中设置一台泥位计，当在线监测泥位值偏高时，可自 （六） 动调节刮吸泥机、 排泥设备， 将剩余污泥外排， 防止沉淀污泥发生腐败。 在出水池中设置 pH 计、COD 在线测定仪、污泥浓度计各一台，并在现场及中控 室实时监测显示测定值， 工作人员可随时掌握出水水质情况，并判定出水是否达 标排放。赤坎水质净化厂出水要求达到国家二级标准。 四、总体评价及存在的问题 本厂所采用的污水处理自动化控制系统借鉴了国内外先进的计算机软、 硬 件技术，控制理论及算法，实现了污水处理全过程自动智能控制，节省了人力资 源，能够及时、准确地反映工艺过程中各个工艺参数的变化情况，并通过声光报 警， 数据溢出时自动暂停设备等方式提醒工作人员根据参数变化及时做出调整对 策，保证整套处理过程长期稳定、高效地运行。

自动化控制应用于污水处理工艺过程， 在国外已有许多成功范例和典型工程 实例，近年来，我国也有许多污水处理厂借鉴国外先进技术，将自动化控制合理 地应用到污水处理工艺过程当中，并且取得了良好的效果。但是在两者相结合的 过程中仍然存在许多问题，现作如下总结：

（一）污水处理自动控制系统中 所采用的一些自动化检测设备、仪表、阀门的功能和精度目前还很不完善，在实 际应用中达不到预期的效果，误差很大，因此，如果单纯依靠这些检测设备来判 断污水处理情况并实施自动控制， 往往很难达到处理水质达标排放和节约能源的 目的。

（二）虽然许多污水处理厂采用 ORP、DO、pH 值作为参数来控制出水 水质，调节曝气量，但是当控制器无法找到 ORP 特征点时，污水处理系统仍然会 按照时间来控制整个处理过程。

（三） 污水水质的监测与控制存在滞后问题， 例如根据好氧池中的 DO 来控制鼓风机的曝气风量，由于生化处理系统本身是处 于动态平衡当中的，操作人员通过在线实时监测发现 DO 偏低(或偏高)，并通过 调节鼓风机叶轮转速来实现增加(或减少)曝气量，在此过程中，DO 值监测与鼓 风机风量调节之间的滞后可能会导致鼓风机无法准确地根据好氧池中实际溶解 氧的浓度来提供曝气量，难以真正达到节能的目的。

（四） 仪器设备维护 难度大。例如 pH 计、污泥浓度计、泥位计等仪器均有严格的使用维护要求，包 括接触探头的定期清洗、标定，设备损耗维修等等，并且现阶段我国污水处理厂 4 大都采用是进口设备仪器， 价格昂贵，这也在一定程度上增加了污水处理厂的投 资费用。 五、结语 现今我国污水处理厂多是采用国外进口设备与控制系统，价格高，维护 困 难。并且目前我国国产的在线分析测定仪器设备还不能达到精度要求，因此，进 行我国自主研发设计制造自动化控制系统，并提高仪器设备的测量精度和质量， 降低维护费用， 是我们现阶段以及今后污水处理厂自动化控制系统发展的主要方 向。 六、个人未来职业规划 字数不限 参考文献： [1]胡寿松. 2003.自动控制原理简明教程.北京：科学出版社 [2]曹琦.一种节能的变压变频供水系统[J].变频器世界，2006（7）：133-137. [3] 朱 晓 青 主 编 . 过 程 检 测 控 制 技 术 与 应 用 . 北 京 ， 冶 金 工 业 出 版 社 ， 2002 年 . 5 本页不要求打印 版式要求（请务必遵循） 1 . 正文章节采用三级标题排序。一级标题形如一、二、三排序；二级 标题（一）（二）（三）排序；三级标题形如 1 . 2 . 3 . 排序。

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主题为《智能控制在现代科技中的运用》，题目自拟。

4 . 参考文献前需插入个人未来职业规划（与本专业相关）。

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