InterDAS流程智能化控制系统在污水处理中的应用研究

摘要：在对污水处理的过程当中，需要消耗一笔相对而言较为庞大的处理成本，因此如何建立一个高效并且节能的城市污水处理控制系统，已经成为了当务之急。本文通过对InterDAS流程智能化控制系统当中，控制流程的运行原理还有如何实现进行分析，加上该系统在某地的实际应用证明该系统本身具有的意义。

关键词：污水处理 节能降耗 智能监控 优化控制

0 引言

随着城市的飞速发展，随之而来的就是各种废弃物的产生，为此我国城镇的污水处理厂不断地进行大规模的建设还有提高对污水处理效率，因此产生的巨大污水处理费用对于我国的污水处理厂正常的生产还有运行都有着很明显的制约作用。在一般的情况之下对污水进行处理的成本当中，能耗大约占据了70%左右。我国当前提倡可持续发展的战略方针，而这样庞大的能耗不但会大幅度的增加污水的处理成本而且对于能量资源等的可持续利用也有很大的消极影响，如果严重的话甚至还会导致能源在生产的过程当中会出现另一个新的环境污染问题，这样也就跟最开始的目的有所违背。所以在目前最为急迫的任务是对城市的污水处理控制系统进行改革，让它变得更加的高效节能，这样具有很重要的意义。

在污水处理当中灵活的运用InterDAS智能监控系统，能够对节能降耗的目标有比较好的实现。在污水处理厂现场存在的PLC控制柜还有智能仪表等都是该系统的硬件载体，它本身监控的范围包括了水泵站的运行状态还有生化池上面的电动调节阀门、鼓风机运行的基本状况还有溶解氧检测数值等；PLC控制柜对于系统本身所需要的各种数据，是以工业以太网交换机接入到中控系统当中并从网络那里获取，这些数据包括了水泵站的运行状态、溶解氧还有鼓风机的运行状态等。根据系统当时的实际情况，对其中的工艺参数进行相关的计算分析，得到最后的优化结果，这个结果是用到系统本身的参数设置以及智能控制当中的，污水厂在进行优化并且自动运行的过程当中达到了节能降耗的效果。

1 污水处理的基本流程及原理

在某市的一个污水处理厂当中，污水处理的工艺是使用在当前比较常见的活性污泥法进行处理。所谓的活性污泥法指的是，利用悬浮生长的微生物来对废水当中的污染物进行处理的方法，在一般情况下指的是好氧活性污泥法。它本身是将存在污水当中的各种有机基质作为营养物，而在溶解氧相对充足的情况之下进行混合微生物群的连续培养，然后以凝聚吸附还有氧化化解等作用将有机污染物当中的废水处理掉。这种方法最经常使用的地方在于城市的生活污水还有工业的有机废水处理。

活性污泥法本身有着多种多样的工艺形式，而最基本的一种就是在有回流的连续流当中，完全的混合曝气池的流程。

最开始的污水在格栅机、沉沙池还有初沉池这些物理工艺环节当中进行了一系列的处理之后进入了曝气池并且和池里面的活性污泥进行混合，在曝气池当中，进行充分而且不间断的曝气。利用曝气本身的搅拌还有混合的作用使得活性污泥能够处在一种悬浮的状态，这个状态之下的活性污泥和本身的污染物还有溶解氧进行极为充分的接触；而除此之外曝气的过程当中混合液还能得到充足的溶解氧，这样更加有利于微生物的生长还有繁殖。污水当中，有机物在曝气池当中会被活性污泥吸附或者是被氧化分解，然后该混合液进入了二沉池当中进行固液的分离，等到污水本身的净化达到了相关的标准之后就能够进行排放。为了保证曝气池当中，有足够数量的活性污泥所以沉淀的污泥有一个部分是通过回流的方式再次回到曝气池当中的，这样也能够更好的起到净化的作用；而没有回流的污泥则是作为剩余污泥排放掉。

2 InterDAS污水处理流程智能化控制系统控制流程的实现

在InterDAS污水处理流程智能化控制系统当中，对于数据的处理还有分析流程主要是包含了以上这几个方面：

首先就是对污水处理控制流程的数据进行校正，还有对数据进行甄别算法，对该流程当中的在线监测原始数据进行分析还有检查，然后对处理之后的数据再进行校正还有统计，这样的做法是为了更好地为控制算法提供相关的数据。

接着就是对数据实行诊断还有对其状态进行识别的计算方法，对于其中的再见检测传感器进行探测并且还对其运行状态分析，在污水处理的流程当中如果发现有非正常状态的出现能够及时地进行识别还有预警；对流程当中非正常的状态识别出来之后，就要及时地实现设备故障的诊断，还有控制模式之间的智能转换，以保证在部分仪表虽然发生了异常情况但是污水厂的运行还是安全的。

然后在污水处理的流程当中始终都要将节能降耗作为前提，在保证水质的污染处理情况之下联合调控全厂区当中所有的控制部件，再加上多参数的智能化运行控制，以此为基础利用已经经过了有效诊断的现场数据，以优化控制算法进行计算，这样就能够得到全流程节能降耗的最好控制信号集并且还能够通过工控网传到相关的设备，以此作为执行的依据。

接着是智能监控系统，该系统当中要建立起多个曝气单元之间协同的控制机制，然后对鼓风机本身的调节起到协助的作用，这样能够有效防止出现纵观因为压力有异常而出现的喘振，这种现象对于鼓风机的使用会有很大的影响。

在运行的过程当中需要对在线检测数据进行数据库的储存以及记录，这是为了满足工艺优化的需要，为其提供必须的历史数据。系统为工艺优化参数所提供的输入种类主要包括了以下几种：泵站前积水池液位本身的变化范围还有各个独立控制单元本身的溶解氧设定的数值，以及出水磷最大的限制。虽然这是主要的数值但是并不仅仅只是限于此而已。

3 InterDAS流程智能化控制系统实现节能降耗的效果

通过该污水处理厂进行调整之后，对其进行能耗结构的调查还有分析，以InterDAS流程智能化控制系统已经存在了的报表系统作为借鉴的依据，对这个污水处理厂的能源利用特点、对本厂当中各种工序主要构建物的消耗能源状况还有直接能源消耗所产生的费用进行评估。

3.1 该厂InterDAS流程智能化控制系统介绍

根据该厂本身运行管理的时候，严格遵守无人守值的要求再加上污水处理本身的工艺特点，在进行污水处理过程中污水处理检测主要是由以下几个部分组合而成：上位监控计算机、可编程控制器PLC主站还有远程I/O站、最后是现场仪表等。在这些部分当中上位监控计算机采用的是SIEMENS当中的WINCC6.2软件。该软件本身是一个开放的并且能够扩展的人机界面，这个软件为应用程序的设计还有制定都提供了很大的灵活性，在这个软件基础上面所开发的应用程序能够很完美的完成对现场数据的分析处理还有储存，甚至还能够达到显示、报警的效果，与此同时还能够根据工艺本身的要求，对全厂的数据运行实现人工的远程控制还有干预等。

在该污水厂当中InterDAS污水处理流程智能化控制系统本身的硬件载体就包括了上述的设备，都是自动化系统包括了上位监控计算机、可编程控制器PLC主站还有远程I/O站等。上位监控计算机在完成了对现场仪表、控制设备数据等设备的采集之后，以局域网的方式传送到InterDAS污水处理流程智能化控制系统的数据分析站当中。

3.2 该厂能耗分析

在这个污水处理厂当中，最为主要的生产建筑物主要包括了以下几种：粗格栅、提升泵房、细格栅、改良型A2/O生化池、变配电间、二沉池、鼓风机房还有污泥浓缩脱水机房等等。在这个污水处理厂进行相关的评估之后，得出如下的结果：该厂本身的潜污泵、混合液回流泵以及鼓风机是耗能最大的。

我们以InterDAS污水处理流程智能化控制系统的方式对该厂进行了优化，优化的时间持续一个月。在一个月之后该厂的吨水电耗有了很大的改善，为0.2kW.h/m3左右，而且设备的利用率达到了56%左右。根据相关的研究表明，我国当前大多数的污水处理厂，吨水电耗平均保持在0.204-0.364W.h/m3之间而它们本身的设备利用率则是在50%-88%之间。在这次的应用过程当中我们能够发现，InterDAS污水处理流程智能化控制系统的使用对于污水厂本身设备的协调性还有灵活性都有着很大的优化效果，而这个效果决定了它对污水处理厂本身的节能消耗有着相当重要的作用。

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