文献综述
电气工程及自动化
污水处理的简要概述
摘要：本文主要介绍了污水处理自动控制系统的组成，污水处理的发展、主要工艺、过程、控制技术以及未来发展趋势。不同的地方需要的污水处理技术也大不相同。污水处理采用各种先进工艺，有物理法、化学法、生物法等等，比如MBR膜生物反应器。随着污水处理科技领域的提高，在原来传统工艺的基础上，引入大量科技力量，由人工控制逐渐转换为自动控制。最常用的自控方法为PLC、触摸屏等。技术操作越来越趋向于简单化，清晰明了。培训操作人员方便，容易上手。而未来主要以低消耗、高效率、高品质、高管理等方面发展。关键词：污水处理 PLC 触摸屏自动控制
1．引言
流动的水是有自净的能力，即一种是污染物转变成有用、无害物质的自然能力。但是近几年来，随着人们生活水平的提高，大自然水的自净能力已经无法满足我们人类的需求。为了更好的生存，人们不得不自己动手处理污水，污水处理也成为了城市、工业的必需之一。城市生活用水的排放、再回收利用，也成为现今科技发展热门的课题之一。而随着工业科技的发展，越来越多难以用物理方法处理的问题，迫使污水处理进入一个新的方向，不再单单拘泥于沉淀过滤。
2.污水处理自动控制系统
2.1 发展
污水处理，顾名思义，就是保护我们赖以生存的环境。污水处理是解决水污染的重要途径，它既可以解决部分地区水资源短缺的问题，还可以提高科技水平。目前，我国城市污水处理新兴工艺层出不穷，并以使用外国引入的工艺技术为主导潮流，更方便地利用自动控制设计来实现污水处理的正常运行。
就当前国际上污水处理科技发展现状看，并不存在适用于任何场合、有百利无一害的所谓最先进的技术，每一种工艺都有适应性的问题。比如改革开放以前四合院中的天井，能够将雨水中的杂质沉淀、再利用。近几年，常用的污水处理方法总得来讲有物理法、化学法、物理化学法和生物法等。一般污水处理技术有两个方向：一是对于难处理、难降解废水的高
效处理技术，主要包括膜生物反应器MBR、双膜法（超滤+反渗透）、高级氧化法（微电解、铁氧体、湿式氧化）、基于新的药剂以及新的材料的传统处理工艺；二是可持续、低能耗的污水处理技术，主要包括厌氧氨氧化新型脱氮技术、高效厌氧处理技术、人工湿地等[1-2]。虽然技术很多，但是还是有很多污水是直接排入江河，流向大海，自然净化处理。
2.2 类别与过程
近年来，污水处理系统主要是利用生物法，以化学法和物理法为辅助。其工艺过程主要分为四个阶段：预处理阶段、生化处理阶段、沉淀阶段以及后处理阶段[3]。污水先用物理过程去除水中沙石等粗大的颗粒或悬浮物，利用格栅去除沙粒和油脂，用沉淀池进行重力沉淀去除泥污。然后用化学法和生物法进行酸碱中和处理，进入厌氧池进行生物分解，流入沉淀池进行好氧曝气工艺等。比如常规工艺、MBR技术、LM深度处理技术等。最后再将处理过的水再利用和分离后的污泥进入集泥池等待处理[4]。
常见污水生物处理法主要有：普通活性污泥法及硝化工艺、A/O除磷工艺、A/O脱氮工艺、A2/O脱氮除磷工艺、AB法、卡鲁塞尔氧化沟、双沟式氧化沟、三沟式氧化沟、奥贝尔氧化沟、一体化氧化沟、传统SBR工艺、ICEAS、CAST、DAT-IAT、UNITANK、MBR法等。根据不同的污水情况选择相应的污水处理工艺，比如是否脱氮除磷，适用于大型还是中小型污水处理厂，需要厌氧还是好氧，需求地是否需求紧张，排出污泥量多少等[5]。
MBR，膜生物反应器是有发展前途的污水处理设计之一，是结合了膜分离技术和传统的生物技术而产生的先进高效的污水生物处理技术。MBR具有处理效率高，出水水质好，设备简单紧凑，占地面积小，能耗低，自动控制，管理运行简单，剩余污泥产量低等优点。但是日常维护较高，生物膜的抗性要求也比较高，国内研究起步较晚。随着仿生膜的研究，研制出大量的高效廉价的膜材料，MBR的使用率也得到提高[6-9]。
2.3系统控制和触摸屏技术
污水处理自动控制系统主要用PLC控制。PLC，可编程控制器主要用来代替继电器来实现逻辑控制。常在开关逻辑控制、模拟量控制、过程控制、定时和计数控制、顺序控制、数据处理以及通信和联网等。在污水处理系统中，采集的数据量非常大，包括压力、温度、流量、差压、电流、电压、功率、液位等模拟量，通过传感器采集到中央处理器进行比较处理，利用模块化设计来控制过程、时间和顺序，使污水处理的能够精确有效地运行[10-12]。
随着自动化领域对人机界面的要求提高，人们也逐渐从按钮式开关，进入到触摸屏式开关。触摸屏的开发到使用，涉及到多个领域，拥有及广阔的市场。触摸屏具有良好的外观，触控效率高，安全性能好，而且易于在恶劣的环境下操作。人机界面的使用，使技术操作更
加方便简洁，一目了然，容易上手。
2.4 未来发展趋势
生物处理方法是目前污水处理的发展趋势。例如好氧生物处理方法的效率高、工艺成熟、稳定性好，还有膜生物反应器的绿色环保、高效率和高品质等。污水处理后的再生水主要用于景观环境、农业、牧业、工业、城市非饮用水、地下水回灌等。我国污水处理厂的数量也逐年提高，所需的技术也不断提高。而未来随着城市的发展，土地利用率的提高，占地面积小，水质好，效率高的污水处理厂发展空间极大。而污水处理厂的管理、消耗、产出等也有待提高[13-14]。
3.总结
污水处理技术，不仅仅在净化污水，为缺水的地方以便利，同时也提供了部分就业岗位，也为我国将来的技术发展提供了一条路径。污水处理，既涉及到环境科学，也同样将物理、化学、数学、管理等各方面学科结合在一起。运用不同领域的知识来解决同一个问题，使技术发展更迅速，得到更好的解决，也为我们的生活带来更多的便利。当然，开发各种污水处理技术是为了未来社会和经济的可持续发展，节约用水、减少污水的排放量更是污水处理的必要方法之一。
参考文献
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[2]Edward A. Laws.Aquatic pollution：an introductory text[M].Third Edition.北京：
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[3] 李瑞桂，孟凡华，孟祥廷.PLC在工业污水处理自动控制系统的应用[J].河北企业，
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[4]刘建勇，邹联沛.水污染防治工程技术与实践[M].北京：化学工业出版社,2009,3.
[5] 周雹.活性污泥工艺简明原理及设计计算[M].北京：中国建筑工业出版社，2005,10.7～
11.
[6] 陈兆波，任月明.污水处理厂测量、自动控制与故障诊断[M].北京：化学工业出版社，
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[7]Simon Judd,Claire Judd.The MBR Book：Principles and Applications of Membrane
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