1引言
水污染是我國面臨的最主要的環境問題之一，隨着我國工業的發展，工業廢水也在大量增加，那些沒有達到排放標準的廢水排入水體後，會使地表水和地下水受到污染，而水體一旦受到工業廢水污染，則很難恢復。爲保證人們的宜居環境，工業廢水的處理就顯得尤爲重要。但由於各工廠所生產的產品不同，排出的廢水所含的有毒有害物質也各不相同，這就給廢水的處理增加了技術難度。下面就以某能源廠爲例，介紹自控系統在其處理過程中的應用。
2工藝說明
該能源廠排放兩種工業廢水，分別是含氟、有機廢水和含酸廢水。其中含氟廢水的含氟量達到200-1000mg/L;含酸廢水的PH值不到1.
含氟、有機廢水處理設施包括事故調節池、一級反應池、一級沉澱池、二級反應池、二級沉澱池、沉澱調節池、混合絮凝池、沉澱池、水解池、一級AO生物池、二級AO生物池、貯泥池、均質池和脫水機房。
調節池主要用於對含氟廢水的存儲及水量的調節，由耐腐蝕污水提升泵將廢水提升至一級反應池。若廠家由於意外原因暫停生產，可將部分生產廢水儲存於調節池中，此時調節池爲事故池使用。一級反應池主要去除廢水中的氟離子，反應池中設有攪拌機，在反應池下端設有排污口，可將大顆粒固體沉澱物質或放空池中廢水排至污泥池，小固體顆粒和懸浮物進入一級沉澱池。一級沉澱反應池中形成的大量難溶物質，匯入貯泥池，沉澱上清液由豎流沉澱池邊緣入二級反應池。二級反應池分爲中間池與混凝反應池。一級反應池中投加的'藥劑呈鹼性，所以其出水呈鹼性。利用中間池調節PH值，保證一定PH範圍。混凝反應池內進行廢水的化學混凝反應，透過投加藥品後，去除水中色質SS, COD, BOD及砷、鉛、汞等重金屬離子。二級沉澱池負責將混凝物質與水分離，水進入沉澱調節池，混凝物質進入貯泥池。沉澱調節池主要用於對有機廢水的存儲及水量的調節，其作用與事故調節池相同。混合絮凝池主要用於加藥反應，去除水中的固體懸浮物，並流入沉澱池。沉澱池中的上清液進入水解池，沉澱的其它大量難溶物質排入貯泥池，並透過均質池進入脫水機房。該廠水質中有機物主要爲聚乙二醇等難降解有機物，水解酸化池的作用就是將大分子的有機物降解爲小分子有機物。一級AO生物池，透過厭氧，好氧反應，對水中的有機物、N, P進行去除，二級AO生物池透過同樣的方法將水中的有機物、N, P進一步去除。
根據上圖，含酸廢水處理設施包括含酸廢水間、一級反應池、二級反應池、二級沉澱池、貯泥池和脫水機房。
含酸廢水間主要用於對含酸廢水的存儲及水量的調節，由耐腐蝕污水泵將廢水輸送至一級反應池，一級反應池和二級反應池主要透過多次加藥和攪拌混合，提升廢水的PH值。二級沉澱池負責將混凝物質與水分離，水進入沉澱調節池，混凝物質進入貯泥池。泥液透過脫水乾化處理後外運。
3系統結構
工業廢水自控系統由監控計算機、交換機、可編程控制器和自動化儀表等組成。該系統分爲三層結構，從上到下依次爲資訊管理層、控制層和設備層的金字塔結構，實現系統“集中管理、分散控制”的理念。
管理層在中控室設定兩臺工控機;控制層設定兩套PLC;設備層安裝了氟離子濃度計、PH計、溶解氧、污泥濃度計、COD和氨氮等儀表及工業控制設備。每組PLC可單獨作爲一個分控站，分控站對處理工藝過程進行分散控制。PLC與中控室之間以光纖爲介質，採用環形以太網進行通訊，保證了數據傳輸的可靠性。中央控制室對全廠集中管理。
4控制技術及特點
在含氟廢水處理工藝中，事故調節池安裝了超聲波液位計、PH計和氟離子濃度計。系統透過超聲波液位計對池內的液位高度測量，控制提升泵的執行狀態，並在上位軟件中設定了高、低液位的報警，防止調節池內液位過低導致的潛污泵無水執行，造成設備損壞，或液位過高導致的污水外溢而發生危險。同時，系統透過氟離子濃度計測量的水體氟離子含量值和PH計測量的水體PH值，對一級反應池的藥品投加量進行控制。一級反應池入口、二級反應池的入口和二級沉澱池出口分別安裝了PH計，用於調節鹼性藥劑的投加量，將PH值控制在一定範圍內，保證後續分別投加的絮凝劑與助凝劑能夠進行較好的混凝反應。沉澱調節池安裝了超聲波液位計，用於水位觀測及水泵的執行控制。混合絮凝池根據入口安裝的PH計，控制絮凝劑及助凝劑的投加量。一級AO生物池和二級AO生物池中安裝了溶氧儀，用於測量AO池中曝氣溶氧值，透過該溶氧值控制兩個AO生物池的曝氣量。貯泥池和均質池分別安裝超聲波液位計，實時監測泥位變化，防止污泥外溢。出水口安裝PH計、SS計、COD和氨氮檢測儀，用於測量出水水質。
在含酸廢水處理工藝中，系統實時監測安裝在含酸廢水間的PH計、氟離子濃度計及安裝在二級沉澱池的氟離子濃度計的數據，並將這三組數據與設定數據進行比對、分析。系統根據其比對、分析結果，控制一級反應池和二級反應池的攪拌器的工作狀態，並透過變頻器控制藥品投加設備，實時調節藥品投加量，保證出水水質合格。含酸廢水處理後所產生的污泥與含氟、有機廢水產生的污泥同時進入脫水機房，進行脫水處理後泥餅外運。
該系統同時對多種廢水處理工藝進行監測和控制，PLC分控站實時將各分析儀表的監測數據上傳至控制中心。中心根據各工藝段預設的報警及工藝參數對數據進行分析。對超出報警界限的設備，系統將進行報警提示並對報警資訊進行記錄，同時，對各設備進行聯動控制。
5結論
在該系統中，多種工業廢水的處理是實現系統的一個難點。系統同時對多種工業廢水處理的工藝過程進行監測和控制，由於其進水水質的複雜性和不確定性，藥品的投加類型和投加量就成了整個處理過程的重要控制點。本系統由於採用了先進的自動控制技術，使出水水質達到了設計要求，該系統可在其它工業廢水處理中廣泛應用。