基于网络技术的过程控制在污水处理中的应用和发展.pdf

第五届水处理行业热点技术论坛论文选登 基于网络技术的过程控制在污水 处理中的应用和发展 文 / 庞洪涛　谢峰　万众华 （北京安恒测试技术有限公司　北京　100048） 　　摘要：ICA技术的概念，即水处理的仪器化（Instrumentation）、控制化（Control）和自 动化（Automation），ICA的技术核心是检测仪器、数学模型和过程控制系统。基于现代网络 技术的污水处理系统的ICA技术近年来发展很快，国外专家普遍认为监控和污水厂处理系统 的综合性控制将是ICA技术在2010年以后的主要应用方向。 　　关键词：ICA技术　过程控制　网络技术 一、引言 二、污水处理中过程控制的目的 随着我国经济的高速发展和人民生活水平的提 污水生物处理的过程十分复杂，污染物质的多样 高，环境负荷日益加重，水环境污染的形势十分严 性和水质水量的多变性导致了生物处理过程中许多因 峻。为了控制水环境污染，实现污水资源化，我国 素的模糊与不确定性，污水生物处理系统中微生物的 的城镇污水处理厂建设正以前所未有的速度发展。截 巨大缓冲能力导致了废水生物处理系统成为多因素、 至2009年10月，已建设污水处理厂数量达到1817座， 大滞后的复杂体系。污水处理厂的设计基本上是按照 总处理能力为9958万m3/d ，目前在建的污水处理厂还 稳态运行考虑的，一般对于非稳态现象的影响是通过 有1986座，设计规模达5530万m3/d 。我国已建和在建 适当增加反应器的容积来解决的，对于单纯去除有机 污水处理项目的总处理能力将接近1.6亿m3/d ，这与 碳的活性污泥系统，这种方法可以解决部分问题，但 美国整个国家的污水处理能力相当。与发达国家相 是对于具有硝化、脱氮和除磷功能的系统效果就很 比，我国在污水处理的基本理论、工艺流程和工程 差。因此，利用过程控制解决好非稳态问题不仅可以 设计等方面并不明显落后，但在运行管理和自动控 保证污水处理厂的正常运行，还能为节能降耗创造条 制方面却存在着较大差距。国际水质协会（IAWQ ） 件。对城市污水处理厂进行过程控制有以下目的：① 在七十年代提出了ICA技术的概念，即水处理的仪器 协调稳态设计与动态运行的矛盾；②预测水质水量变 化（Instrumentation ）、控制化（Control ）和自动化 化对系统的影响；③提高单位反应器的处理能力；④ （Automation ），ICA 的技术核心是检测仪器、数学 保证最佳的出水水质；⑤降低运行成本。 模型和过程控制系统。ICA 的概念从提出到现在已有 为了满足逐渐严格的污水排放标准，过程控制技 四十多年，实践证明，应用ICA技术的污水处理工程 术在新建、改扩建污水厂的应用方面具有显著优势。 设施比单纯由人工操作的系统具有很大优势。这种优 如果污水厂的进水量增加，应用过程控制技术可能无 势体现在系统反应更为快捷，操作更为精确，可以有 需扩建即能满足出水水质要求，从而大大节约系统的 效地节省能源和药剂，减轻冲击负荷对处理系统的危 基建费用和运行费用。当前普遍认为仪表是污水厂实 害，提高系统运行的稳定性。通过对污水处理工艺进 施过程控制的最薄弱环节，随着科学技术的发展，在 行过程控制，优化污水厂的运行管理，降低运营成 线仪表的性能和可靠性大大提高，可以直接应用在许 本，将为我国的水污染控制带来巨大的环境效益和经 多控制程序中[1] 。此外，应用过程控制技术可以降低 济效益。