摘要：随着我国工业经济的快速发展，城市化推进的不断加快，城市污水以及工业污水越来越多，这已经严重影响着人们的正常生活。因此，高效率的污水处理系统在城市建设中占有很重要的地位。电气控制自动化的应用是提高污水处理效率的一种有效手段，其能高效实时地控制污水处理的过程，从而提高污水处理的质量和效率。本文结合污水处理的相关工艺着重介绍城市污水处理系统中的电气部分。
关键词：污水处理；电气控制；自动化
自改革开放以来，我国经济快速发展，经济的快速发展带给人们的不仅仅是生活水平的提高，同样带给人们的是环境污染的加剧，尤其是水污染，大量的生活和工业排放的污水严重污染河流湖泊及地下水，危害人类健康。污水处理也越来越受到国家的重视。污水处理系统已经引入到城市化建设中，基本以净化生活废水为主，降低饮用水中的工业污染成分。但是现在的污水处理系统的效率低下难以适应高速发展的现代社会。在这中大环境下，电气自动化就被引入到污水处理系统中的控制部分，以达到充分利用电气自动化控制的优势提高污水处理效率的目的。
一、污水处理系统
污水处理是指将污水进行净化，使污水达到国家或地方规定的排放标准或者方便污水的二次使用。常见的污水处理方法有物理法、化学法、物理化学法、生物法。污水处理工作进行前要对污水源进行细致调查分析，确定污水的主要成分，然后根据之前的调查结果制定可执行的污水处理方案，根据制定的方案选择污水处理的相关设备对污水进行相关净化处理，形成系统的污水处理体系，同时通过自动化控制各个相关设备，提高污水处理效率，并取得相应的成果，进一步促进了污水处理的发展。
二、电气控制
（一）自动化技术概述
在运用自动化电气控制污水处理系统的过程中需要注意的问题有以下几个：第一，污水处理系统对于自动化控制的高标准与严要求。不同的污水处理系统对于自动化技术的标准与要求各不相同。但是，每个污水处理系统对自动化控制技术都有相应实际应用性的要求标准，故在对污水处理系统的电气控制进行设置时,要同时兼顾污水处理效果及系统的实际需求，制定科学及有效的处理方案。第二，污水处理系统对于设备的配置要求。传统的污水处理系统一直着重强调的是自然净化的特点，这种处理的最大弊端就是效率较低下。电气设备在电气控制自动化系统中是必不可少的，故将电气控制引入污水处理系统的同时，相应的电气设备也是必不可少的。这些电气设备需要专业的设计，以保证其在污水处理中的效果及其科学性。电气设备及零件要根据电气控制系统进行选择，要在整体上保证电气系统的正常运行。第三，试验监督。将设备和零件按照相关安装说明及设计图纸进行正确的安装，当发现设备及零件不匹配时，要及时对其进行加工处理，等安装结束后，必须对系统进行试运行，以保证该系统对污水处理效果。在试用的过程中，对该系统的各个性能进行实时监督，并对实际出现的问题做好记录并进行相应处理。在保证污水处理系统能够正常运行时，该电气自动化控制系统就可以直接应用到污水处理中。电气自动化控制方案设计中的注意事项：第一，根据系统后期预期的整体性能选择相应的设备与配件。第二，图纸需要按照相应的要求设计，为后期的设备安装提供方便。第三，必要的情况下应该对二次设备根据图纸进行仔细的勘验，防微杜渐。第四，应该由经验丰富的工程师或者科学家来专门设计电控箱。
（二）电气自动化控制系统要求
伴随着近年来我国科技实力的显著增强，涌现出了一批新型污水处理系统的自动化应用技术，使用电气完成自动化控制只是众多新技术中的一项。该技术最早应用在工业生产中，实现工业生产的自动化控制。在环保意识不断增强的现在，在污水处理系统中应用电气自动化技术，是污水处理发展过程中必然的趋势。在污水处理中，由于污水的特殊情况需要对电气控制系统提出以下几点要求：1、电气控制系正常工作在环境较为恶劣的条件，这是因为污水性质较为特殊，其酸碱度及离子含量均超于正常指标；2、在污水处理过程中，电气控制系统能够灵敏的捕捉实时变化情况，并能够对污水中的实时信息化进行监控，保证自动化在污水处理的整个过程中能正常进行；3、电气控制系统能对污水处理中的相关参数进行实时测量并记录，其中包括污水的水位、温度及电导率等。
（三）电控污水处理系统的构成及特点
运作过程中的电控污水处理系统可以分为监测与控制两大主要部分。先分级控制，将不同层次的状况在控制器上显示，并监测每个机位的独立工作情况，并完成具体的控制工作。污水处理中的电气控制自动化系统主要通过上、中、下三级来实现污水的处理的控制，该系统中配有电机及阀门控制器等相关配套设施。该系统中每个部分独自连接，部分发生故障时，则不会影响其整体的运行，这就具有较高的整体效率。上位机：主要以工控机的运作为主，其整个运行过程需要借助计算机高级语言来控制，借助电机、泵及阀门等部分来实现。工作人员还可以依据上位机显示的动态状况，及使发现电气故障并对其进行分析，并制定有效的抢救措施，操作人员通过鼠标给系统下达命令。所有参数都能够准确的在上机位中显示并可以直接打印检测数据，从而使得各个参数得到准确的控制；中位机：中位机是逻辑单元的控制中心，也是电控污水处理系统中的核心。中机位主要任务是上下机位的信息传递、检测数据的记录及处理，保证系统的总体执行。将收集来的电控污水处理系统数据完成分析与处理后进行相应地运算并且传送，从而完成系统的逻辑控制；下位机：下机位是由智能仪表组成的，其具有最强的独立性,具有自身独立的显示器与操作器。电气控制系统的三个机位将污水处理进行分级分别控制，各个机位独立完成各自的工作，即使某个或两个机位出现故障，皆不会影响其他机位的正常工作运行。
（四）参数测量与控制
污水处理系统需要测量及处理的参数数据有污水的液位、酸碱度、温度、溶氧量等方面的内容。1、液位的测量与控制。如果污水处理池面积较大或者腐蚀成分较多时，一般采用超声波物位仪。如果处理池面积小，则采用静压式传感器液位仪对污水的液面进行测量，扩散硅传感器为液位变送器。两者的测量原理略有不同，前者利用回声原理进行工作，当发射出来的超声波与液面接触后会反射相应的超声波信号，传感器检测到该信号后再将信号传送到电控污水处理系统中的控制器；后者是则是将由传感器检测出的液体静压力发送至隔离管，然后由隔离管将接收到的液体静压力信息传递给对应的传感器，最后经由传感器将压力信号转变为与液体静压力对应的电信号送至控制器中。2、酸碱度的测量与控制。对于污水处理过程，污水的酸碱度通常采用电位法来测量，当测量电极上的玻璃触头接触氢离子，由于该玻璃触头其对酸碱值反应非常灵敏，即产生电势，与氯化银中的银丝对比可得到电势差。但是酸碱度传感器输出电势差只有几十毫安，需要对其进行放大，在经过V/F转换将信号转换成频率信号，采用脉冲的方式传寄给控制器。由于信号采用的脉冲信号，通过光电隔离前级信号与控制器，这样能够有效的解决长距离传输和干扰问题。3、溶氧量的测定与控制。溶氧量的测定在污水处理中占有重要地位，科学的确定曝气池的配置方案需要溶氧量的相关数据。传统的Clack型氧量测量传感器使用隔膜覆盖，一般用金和铂制成工作电极的阴极，银作为阳极，其中阳极还可以作为反电极及参比电极。在工作中，电极浸没在KCl等电解质中。为了避免电解质溢出及外来物质的污染，使用隔膜将被测液体和电极电解质隔离。
三、结束语
近年来我国的工业发展速度急速提高，随之而来的就是污水排放相应地逐年增多，科学并且十分合理地进行污水处理在当代的发展中尤为关键。有效科学的污水处理方案是污水处理的关键，而抬高污水处理的工作效率的关键是电气自动化的应用，其设计与安装的科学性及专业性是系统的高效运行的保证。在今后的日常生活中合理地选择污水处理设备，充分而高效地提高自动化处理效率，以改善居民的日常生活环境，同时促进我国社会经济的长足发展。
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作者：吴勇远 姜均达 单位：桂林市排水工程管理处
