自动化技术在生活污水泵房中的应用分析

自动化技术在生活污水泵房中的应用分析

曹宁灿 蒋利辉

杭州萧山环境集团有限公司 311200

摘要：自动化技术随着科学的高速发展，已经广泛应用到各项科学领域，其多种的功能类型以及相关的技术特点，在污水处理厂等相关行业，提供了强大的技术支持。本文以自动化技术技术为主要研究对象，结合笔者多年污水处理厂从业经验，进一步梳理出相关的技术要点，以及对应的问题解决措施。仅供参考。

关键词：水泵设备；自动化技术；控制系统

引言：随着水资源的逐渐匮乏，对于提高水资源的利用效率，缓解我国淡水资源的紧缺问题，已经上升到新的管理层级。基于当前自动化技术的重要发展地位，针对污水处理厂的智能化应用，成为了行业内的重要议题，如何提升自动化技术的应用程度以及促进新型自动化设备的使用，成为当前行业内的研究方向。

1. 生活污水处理厂的意义和价值

生活污水是人类发展进程中，无法避免的问题。因此，正因为水资源的珍贵和稀缺性，对生活污水进行必要的过滤和净化，是保证人类得以可持续发展的重要措施。生活污水处理厂的存在，进一步改善了对于水资源的利用程度，同时缓解了部分城市对于水资源的紧缺状态。出于自然环境的保护理念，需要对水资源进行必要的回收和利用。这是对自然生态的最大尊重和敬畏，也是人类生活繁衍过程中必要的控制措施，具有至关重要的作用和意义。

2. 传统污水处理系统的控制和监测

水资源的利用程度取决于污水处理系统的过滤程度，同时基于对水资源的净化效果，决定净化后的水资源的商业价值。例如，处理过后的再生水，可以被利用到城市绿化、地面保洁、车辆清洗等领域中，这些领域对于生活污水的要求较低，进而可以降低城市相关用水的费用。同时基于城市对于水资源的稀缺情况，提高污水处理能力已经是城市发展的重要措施。

在传统的污水处理系统中，对于水质的监测情况是由固定人员进行专项的收集和监控，同时根据污水水位的变化情况来决定水泵的工作效率，但是基于生活污水的规模逐年增大，且分布较为分散，造成污水水量变化不一，造成了不少了污水处理厂管理困难。另外，污水泵房的水泵较多，监管失效的问题屡次发生，造成了不少使用问题。水泵的种类较多划分较多，参照表1。

表 1 水泵的种类

三、自动化技术的必要性

自动化技术，可以有效解决传统水泵房中对于相关设备的控制问题，同时应用智能变频技术，实现了对于设备功率的控制和管理。在污水处理厂中，应用自动化技术是当前发展的主流趋势，同时也是提高水泵设备的使用效率和使用价值，在降低使用耗能的基础上，实现对使用效率最大化、水位监测及时性、水泵切换自动化。基于自动化的技术要求以及相关程序的控制条件，实现对污水处理厂的自动控制，通过系统平台的相关指令，实现对泵房的相关数据的监测和管理，进而为污水处理设备提供了全方位的保障。

四、自动化技术的应用和相关原理

1. 硬件设备

1.变频器

变频器是自动化技术的有效应用形式之一，该设备是介于对水泵类设备设备的使用要求而设定的专业化设备，可以调节具有平方转扭矩特征的机械设备。变频技术的存在已经在领域中发挥了重要作用。对于污水处理设备的智能管控调节，不仅降低了设备使用功率同时延长了设备的使用寿命。尤其针对污水处理厂污水处理的工作量差距变化较大等情况有效控制。变频器是基于变频技术而应用的电气管控设备，在中央空调领域、智能家电领域、汽车驾驶领域多有应用，如表2。是对设备工作功率的自动调节技术，不少国外先进的水泵设备也应用了变频技术，从而来带更为高效的应用模式。

表 2 自动化技术的应用领域

2.PLC控制系统

PLC控制系统是污水处理厂常用的智能控制系统，尤其其结构紧密、通用性强，且在相关设备的配置问题中较为灵活。可以单独使用，也可以与总控制设备联合使用，提高污水处理厂的处理能力。同时，PLC系统具备极为强大的数据处理能力，以及复杂的逻辑管理关系，是当前水泵房工作任务的重要组成部分。

2. 工作原理

自动化技术对于污水处理厂相关工作的管控流程，需要借助控制器与变频器共同完成，同时基于对污水液面的监控情况，实现全方位的动态调控功能。

PLC控制系统利用变频器控制水泵的使用功率，结合污水液面的实时情况，实现对数据的监控，将收集到的数据信息传出系统中与预设的固定值进行比对，进而计算二者的偏差值，实行对应的工作效率^[1]。

简单来说，变频器可以借助检测相关数值实行与既定数值的详细对比，当偏差较大则会发送命令给变频器，加大输出功率，当水泵的加大工作强度后，污水的液面降低，PLC系统会通知变频器降低输出功率，降低工作强度。变频器的安装，有效控制了对于污水的处理能耗，进一步降低了使用能耗。这一控制过程处于智能化的控制阶段，进而减少了人工监测的投入，降低了人工成本，同时由于人为监控可能产生一定的人为误差或者人为失误，进而造成不必要的损失和危害，利用变频器和污水感应器，实现了无人化智能操作。另外对于污水处理厂中，不少水泵房采用双泵排水，这种情况是基于提高工作效率而设定的。而变频器同样可以架设在该系统中，当污水液面的水位超出预设标准较多时，采用两台水泵开展污水处理工作，当水位下降时，可以关闭一台水泵，另一台水泵切换到定频工作，进而促使两台设备的使用寿命可以提高，同时避免由于两台设备同时低功率使用，造成的设备的严重磨损，进而产生不利影响。双台泵的设定，是为了提高工作效率，同时可以解决一台设备损坏，另一台可以持续工作的问题^[2]。

结论：由于自动化技术的自身特点，以及当前科技的发展趋势，实现污水处理厂智能化控制的现代化发展目标，需要在实际应用过程中不断完善，基于当前PLC系统和变频器的使用情况，还可以进一步提高相关设备和系统的使用作用和使用价值，进而提升污水处理厂的作业功率。

参考文献：

[1]潘旭峰,潘震山.水厂泵站改造中的自动化应用[J].电气工程应用,2020(01):38-41.

[2]侯晨芳.电气自动化控制系统在水厂中的应用分析[J].中国新技术新产品,2019(24):107-108.