機械設備及自動化技術在污水處理中的應用

吳 鏑

（國能遼寧環保產業集團有限公司西部污水處理廠，遼寧沈陽 110000）

1 自動化技術在污水處理中的重要性

污水處理是一項至關重要的環境保護任務，旨在將廢水轉化為安全可排放或再利用的清潔水。隨著城市化和工業化的不斷發展，污水處理的需求不斷增加，這也意味著需要更高效、更可靠的處理方法。在該背景下，自動化技術的應用變得至關重要，其在污水處理中發揮著不可或缺的作用。

1.1 提高處理效率

傳感器和監測系統的使用使操作人員能夠實時監測處理過程中的各種參數，如水質、流量、溫度等。這種實時監測允許及時采取措施來調整處理過程，以確保其在最佳狀態下運行。例如，自動化系統可根據傳感器測得的水質數據自動調整化學藥劑的投加量，以維持適當的水質標準，不僅提高了處理效率，還減少了化學藥劑的浪費。

1.2 降低運營成本

自動控制系統能夠根據實時數據調整處理參數，減少了人工干預的需求，從而減少了人工成本。此外，自動化系統還可以優化設備的維護計劃，降低維護成本。例如，其可根據設備運行狀態和故障歷史自動預測維護需求，從而減少了停機時間和維修費用。

1.3 減少環境風險

污水處理涉及處理大量廢水，其中可能含有有害物質。自動監測系統可及時檢測到水質異?；蛟O備故障，并發出警報，使操作人員能夠迅速采取措施，避免污染的擴散。此外，自動控制系統可確保污水處理過程的穩定性，從而減少了不穩定因素對環境的潛在影響。

1.4 提高安全性

自動化技術還可以提高污水處理廠的安全性。其可監測危險情況，如氣體泄漏或設備故障，并采取自動化措施來保護工作人員的安全。此外，遠程監控系統可使操作人員不必親臨現場即可監控和控制處理過程，免受潛在危險的影響[2]。

2 污水處理中機械設備及自動化技術的應用優勢

污水處理過程中，機械設備和自動化技術的應用具有顯著的優勢，可提高處理效率，減少人為干預，降低運營成本，同時確保排放水質達到規定標準。以下為機械設備和自動化技術在污水處理中的主要優勢。

2.1 提高處理效率

機械設備及自動化技術可加速污水處理過程，使其更高效。自動化控制系統可實時監測和調整處理參數，確保各處理單元運行在最佳狀態。這種精確的控制有助于提高廢水的凈化效率，減少處理時間，從而減輕處理設施的負擔。

2.2 減少人為錯誤和風險

人工操作可能受操作員的主觀因素影響，容易出現誤操作或操作不當，而自動化系統則可按照預定程序執行任務，降低了處理過程中的人為干預，減少了操作失誤的可能性，有助于確保廢水處理的可靠性和一致性。

2.3 節省人力資源

自動化技術可減少對人力資源的需求。傳統的污水處理過程通常需要大量的人工干預和監測，而自動化系統可減少操作員的工作負擔，不僅降低了人工成本，還減少了操作員潛在暴露于有害環境條件的風險。

2.4 實時監測和報警

自動化系統可實時監測廢水處理設施的運行情況，并在發生異常情況時發出警報，幫助操作人員及時采取措施解決問題，防止處理過程中的緊急情況，從而提高處理系統的穩定性和可靠性。

2.5 遠程監控和操作

自動化技術允許遠程監控和操作污水處理設施，即操作員可在不必親臨現場的情況下監測和控制處理過程，從而提高了操作的便捷性和安全性。特別是在應對緊急情況或難以訪問的地區，遠程監控可發揮重要作用。

3 污水處理的挑戰和問題

3.1 技術實施中的障礙

污水處理技術實施中存在一系列挑戰和障礙，影響著處理效率、成本和環境。

（1）資金限制。污水處理設施的建設和維護需要大量資金投入。許多地區面臨著有限的預算，導致設施的滯后升級和維護，影響處理水質和性能。

（2）老化設備。許多污水處理廠使用老化設備，這些設備效率低下、易損壞，并需要更頻繁的維護。升級設備需要時間和資源。

（3）技術復雜性。污水處理技術通常非常復雜，需要專業知識和經驗豐富的人員進行操作和維護。而在部分地區，人才短缺是個問題。

（4）環境法規。不同地區的環境法規和排放標準各不相同，需要符合各種不同的法規要求，增加了污水處理廠的管理難度。

3.2 改進和解決方案

（1）投資和資金籌集。政府、國際組織和私營部門可以合作，提供資金支持，以確保污水處理設施得到足夠的資金支持。創新的融資模式，如公私合作伙伴關系，可幫助緩解資金限制。

（2）設備升級和現代化。更新和升級老化設備是改善處理效率和性能的關鍵。采用更先進的技術和設備，可降低維護成本，提高能源效率。

（3）培訓和技術轉讓。投資培訓和技術轉讓，以確保操作員和維護人員具備必要的技能和知識，以有效地運行和維護污水處理設施。

（4）準化和合規性。制訂統一的標準和法規，以簡化污水處理設施的管理和監督。推動國際間的合作，以確保污水處理符合最高的環境和健康標準。

3.3 污水處理的可持續性考慮

在污水處理中，可持續性是一個至關重要的考慮因素。

（1）資源利用。污水中含有有機物質和養分，可被回收和再利用，例如用于農業灌溉或能源生產。通過資源回收，可減少浪費并促進可持續發展。

（2）能源效率。污水處理設施通常需要大量的能源來運行，因此提高能源效率是關鍵。使用能源高效設備和技術，以及采用可再生能源，可降低環境影響。

（3）減少排放。污水處理后的排放物對環境有潛在影響。減少有害排放物和化學品的使用，以及提高水質的標準，有助于降低環境負擔。

（4）社會接受度。污水處理設施應考慮社會接受度，包括降低異味、噪音和景觀影響?？膳c當地社區和利益相關者合作，建立共識和支持，有助于可持續經營。

污水處理面臨著挑戰，可通過合適的改進和解決方案，克服這些問題。同時，可持續性的思考對于確保污水處理的長期成功和環境保護至關重要。通過綜合考慮資源利用、能源效率、排放減少和社會接受度，可實現可持續的污水處理，促進經濟社會和環境保護的發展。

4 污水處理工作的機械設備改造措施

4.1 改造污水處理工作現場的機械設備

經過對機械設備改造，不僅可保證污水處理工作的順利進行，而且還可以提高污水處理的效率和可靠性。所以，在機械設備的改造方面，需要在原有的基礎上加以完善。要盡可能地提高污水處理系統的自動化程度，才能更好地發揮污水處理的功能。還可將具有一定智能功能的監控軟件，與現有監控系統進行聯接，形成一套自動監控體系，以實現數據、信息的共用，從而實現智能化、自動化，以及實現對污水機械作業系統運行及處理狀態的自動控制與分析，讓污水處理設備的操作更有針對性，從而更加高效、經濟與環保。

4.2 優化和完善PLC程序

污水處理系統是污水處理廠的重要組成部分，在對污水進行凈化處理的過程中，會產生大量不同類型的水。因此，為保證水質穩定達標，需要對部分工序采取優化和完善PLC 程序，從而保證整個系統的正常運行管理與控制。PLC 可在計算機控制下自動完成人工無法完成的工作。該系統由測量儀表、執行器、控制電路等組成，實現了對儀器的控制，并能將測量數據通過通信網絡傳輸到監控中心。完善PLC 程序可從以下具體展開：在PLC 輸入和輸出數據的基礎上，完成對PLC 控制程序的顯示，根據預設的條件（如溫度、水量），調整工藝參數等，保證工業廢水處理裝置能夠穩定地運行，從而實現節能；在PLC 系統中，須建立一個強大而穩定的監控數據采集軟件，實現對污水處理過程中的一些關鍵步驟的監控，并在完成處理后，利用自動化操作，調節有關參數，以獲得更好的水質凈化效果。

4.3 改進紫外線的自動化程度

紫外線是一種天然光線，對水中生物無任何危害，因而在水處理領域得到了廣泛的應用。紫外線是污水處理工程中常見的光源之一。由于曝氣池的出水量可調節，所以在工程中常使用自流曝氣池。這種曝氣池通常分為兩部分設備：①通過紫外燈管對紫外燈管的開關進行控制，當紫外燈管的關斷時，紫外燈管的定時釋放紫外光。②紫外光系統的自動開或關，在使用時，主要是按照系統設置的照射時間、照射強度來確定，并且無需頻繁地更換紫外線燈管。

5 機械設備及自動化技術在污水處理中的應用

5.1 污水處理工作中的監控系統

監控系統在污水處理中起著至關重要的作用。其是一種關鍵的工具，用于實時監測污水處理過程中的各種參數和性能指標。監控系統通常包括傳感器、數據采集設備和監控軟件，可幫助操作人員了解污水處理設施的運行情況，并及時識別任何異常情況。在監控系統中，傳感器用于測量污水的各種特性，如pH、濁度、溶解氧濃度等。這些數據被實時傳輸到監控軟件中，操作人員可隨時查看污水處理過程的狀態。如果發現異常情況，監控系統可發出警報，操作人員可立即采取措施，防止問題進一步惡化。

5.2 建立自動控制系統

自動控制系統基于監控系統提供的數據，可自動調整污水處理過程中的各種參數，以確保系統始終處于最佳運行狀態。自動控制系統通常包括控制器、執行器和反饋回路。例如，自動控制系統可根據傳感器測量的污水pH 來自動調整酸堿液的添加量，以保持污水處于適當的酸堿度范圍內，確保污水處理過程中的化學反應得以優化，從而提高處理效率。

此外，自動控制系統還可以實現設備的遠程控制和監視，減少了操作人員的工作負擔，提高了操作的便捷性和安全性。這對于大型污水處理廠尤其重要，因為其通常需要處理大量的廢水。

5.3 大數據技術的使用

通過大數據技術，可對廢水質量的變化趨勢進行分析，并及時作出處理和預警，有效改善廢水的水質。大數據技術能夠有效地分析和預測人們在日常生活和工作中的各種需要，并利用大數據技術，對污水進行有效的處理，減少污染對環境造成的危害。此外，通過對大數據進行分析和處理，可得到大量的污水處理信息，而這些污水處理信息已經成為人們在日常生活中不可或缺的一部分。在大數據環境下，對新技術和新設備的研究日益關注，為實現污水資源化和水環境的高效利用，提高水環境質量提供了新的思路。因此，我們能夠將真實的工作崗位需求與實際的應用環境結合起來，將大數據技術與污水系統進行融合，進而提高污水處理效率；其次，在實踐操作中，通過對數據的搜集和分析，能夠對周邊環境產生較大的影響；采用傳統的處理方式，既能達到最大程度的節水，又能減少對環境的污染；通過本項目的研究，為我國城市污水處理行業的發展提供理論依據和技術支撐。

6 結束語

機械設備及自動化技術在污水處理中的應用對于提高效率、降低成本、減少環境風險和提高安全性具有重要作用，其不斷發展將為創造更加清潔、健康和可持續的環境提供強有力的支持。通過深入研究和積極推廣機械設備及自動化技術，可更好地應對不斷增加的污水處理需求，確保水資源的可持續利用，并保護珍貴的自然環境。