工業(yè)污水處理中機械設(shè)備及自動化技術(shù)的關(guān)礙和解決措施分析框架構(gòu)建摘要：工業(yè)廢水如未經(jīng)妥善處理直接排放，將對自然生態(tài)帶來極大的危害，擾亂生態(tài)系統(tǒng)的平衡，這與倡導的綠色循環(huán)和低碳發(fā)展理念相悖。鑒于此，強化對工業(yè)廢水處理的監(jiān)管力度，不斷進行技術(shù)層面的改進與提升變得非常關(guān)鍵。文章通過運用分析及綜合的研究手段，對工業(yè)廢水處理過程中機械設(shè)備以及自動化技術(shù)所遇到的難題及其解決途徑進行探討，旨在為提升工業(yè)廢水處理的工作效率和質(zhì)量提供一定的借鑒和實踐指導。關(guān)鍵詞：工業(yè)污水處理；機械設(shè)備；自動化技術(shù)隨著生態(tài)文明都市構(gòu)建的不斷深入，公眾對環(huán)境保護的關(guān)心程度日益提升。工廠排放的廢水成為水資源污染的主要源頭，因此，嚴格實施工業(yè)廢水的處理工作是執(zhí)行綠色發(fā)展、循環(huán)低碳生活理念的根本環(huán)節(jié)，同時也是環(huán)保規(guī)劃中的核心任務(wù)之一。為了提升工業(yè)廢水處理的效能，必須對現(xiàn)有處理流程中機械設(shè)備和自動化技術(shù)的問題進行有效解決，進一步拓展這些設(shè)備和技術(shù)的應(yīng)用范圍及其在深度上的運用。一、工業(yè)污水處理中的機械設(shè)備及自動化技術(shù)1、工業(yè)廢水處理中的關(guān)鍵設(shè)備工業(yè)廢水凈化的過程中，常用的關(guān)鍵設(shè)備包括臥式螺旋離心分離機、層疊螺旋式污泥濃縮脫水機、渦凹曝氣機、微濾機、溶氣氣浮機等。依據(jù)廢水的性質(zhì)、流量以及凈化的具體需求，選擇適宜的設(shè)備，須針對廢水中的污染物特性來匹配相應(yīng)的處理設(shè)備以完成凈化處理。2、工業(yè)污水處理中的自動化技術(shù)在我國的污水處理環(huán)節(jié)，自動化的運用已經(jīng)實現(xiàn)了從半自動化到全自動化監(jiān)控的跨越。這一進程主要依托多項自動化技術(shù)，包括自主開發(fā)的PLC編程技術(shù)、實時的在線監(jiān)控技術(shù)、依托MCGS組態(tài)平臺的遠程污水處理監(jiān)控技術(shù)以及基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的智能化控制系統(tǒng)。所謂的半自動化監(jiān)控，是指在監(jiān)控過程中部分環(huán)節(jié)需要人工參與，通常適用于必須由具備專業(yè)知識的技術(shù)人員對設(shè)備運行狀態(tài)進行判斷，這就要求技術(shù)人員運用其豐富的經(jīng)驗和邏輯判斷能力進行詳細的分析與決策。而全自動化監(jiān)控則大幅度減少了對人工的依賴，只需對系統(tǒng)的核心部件進行操作，依據(jù)預(yù)設(shè)的標準和軟件程序來自動完成設(shè)備的控制與現(xiàn)場操作任務(wù)。二、工業(yè)污水處理中機械設(shè)備及自動化技術(shù)關(guān)礙分析1、機械設(shè)備精度較低，自動化技術(shù)水平應(yīng)用有限當前，在我國工業(yè)污水處理領(lǐng)域，所采用的設(shè)備與先進國家相比，仍存在一定的距離，其成因可歸納為以下四個關(guān)鍵因素。（1）供需之間的矛盾依然顯著，工業(yè)污水處理設(shè)備的整體生產(chǎn)能力尚未能充分滿足實際污水處理的需求。像離心機，作為工業(yè)污水處理中用于固液分離的關(guān)鍵設(shè)備，在一些企業(yè)中數(shù)量不足，導致污水中固體雜質(zhì)無法及時有效分離，影響后續(xù)處理流程。（2）目前機械設(shè)備面臨的問題包括品種單一、設(shè)計過時和技術(shù)研發(fā)不足，而高端精密設(shè)備的研發(fā)既費時又耗資，同時自主研究和創(chuàng)新能力不足。例如，在調(diào)節(jié)池方面，液位控制設(shè)備品種有限，多為傳統(tǒng)設(shè)計，無法精準根據(jù)污水流量變化進行液位調(diào)控。氣浮池的溶氣釋放器等關(guān)鍵設(shè)備，技術(shù)陳舊，溶氣效率低，直接影響氣浮效果。（3）很大一部分設(shè)備的精度不足，迫切需要技術(shù)革新和提升，其中大約30%的設(shè)備屬于限制生產(chǎn)的老舊產(chǎn)品，而40%的設(shè)備亟需技術(shù)升級。例如調(diào)節(jié)池中的攪拌設(shè)備攪拌不均勻，使得污水中成分混合不充分。氣浮池的布水系統(tǒng)精度不夠，導致氣泡分布不均。高密沉淀池的斜管沉淀裝置尺寸精度不佳，影響沉淀效果[1]。（4）在部分污水處理設(shè)施中使用的控制系統(tǒng)相對落后，自動化技術(shù)的水平存在瓶頸，難以滿足工業(yè)污水處理的實際需求。2、污水處理廠提標擴容改造存有局限目前，眾多污水處理設(shè)施由于建設(shè)年代較早，其內(nèi)部裝備及結(jié)構(gòu)布局已難以符合我國最新的污水處理規(guī)范。隨著城鎮(zhèn)化步伐的加快和水污染問題的日益嚴峻，污水處理設(shè)施面臨著更高的處理效率要求。為此，對既有污水處理設(shè)施的合理改造或擴建尤為必要，目的是增強其污水處理效率。在實施污水處理設(shè)施的升級改造過程中，重點是對生物處理系統(tǒng)的革新，同時涉及對二次沉淀池和生物處理系統(tǒng)的改進。改造的核心不僅關(guān)注污水處理效能的提升，還強調(diào)融合互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，推動污水處理設(shè)施向信息化、智能化和數(shù)字化轉(zhuǎn)型，賦予其在線管理與自動控制的能力。這樣的升級既可降低運營成本，又能減少因人為操作不當引起的問題和錯誤。三、改進工業(yè)污水處理流程中的機械裝置與自動化策略1、優(yōu)化機械設(shè)備

??在優(yōu)化污水凈化效率的過程中，普遍的污水處理設(shè)施采納自動控制技術(shù)以及配套設(shè)備對凈化流程進行精細化管理。例如使用離心機為例，可以運用自動化控制系統(tǒng)和離心機轉(zhuǎn)速傳感器、扭矩檢測器等關(guān)鍵部件連接起來，實時監(jiān)測數(shù)據(jù)對數(shù)據(jù)進行分析。根據(jù)污水中的固體雜質(zhì)的數(shù)量和性質(zhì)，可以通過自主對離心機轉(zhuǎn)速以及運轉(zhuǎn)時間的調(diào)整，使得高效分離水固混合，保證濾出來的污泥含水率達到標準，減少后續(xù)污泥處理的難度。通過自動化平臺對監(jiān)測器、傳感器、調(diào)節(jié)裝置等關(guān)鍵部件的數(shù)據(jù)進行實時比對與分析，確保根據(jù)污水特性實時調(diào)整設(shè)備運作狀態(tài)。鑒于不同區(qū)域的具體情況與污水特性各異，各污水處理設(shè)施在設(shè)備規(guī)范上存在差異，這在一定程度上影響了工作的規(guī)范性和一致性。例如，離心機不同地區(qū)機型、處理能力和自動化控制水平不一樣，有的地區(qū)還采用舊機型，自動化水平不高，不能匹配新的自動化體系。另一方面，水泵房里的水泵不同類別和自動化控制水平，也導致實行自動化控制難以統(tǒng)一規(guī)格[2]。此外，設(shè)備的型號和功能多樣性使得工業(yè)污水處理在選擇自動化系統(tǒng)時面臨挑戰(zhàn)，或者選定的自動化系統(tǒng)與現(xiàn)有設(shè)備不兼容，這不僅降低了處理效果，還可能因為缺乏適配的自動化系統(tǒng)而需進行現(xiàn)場調(diào)整，進而推高了運營成本，像氣浮池和高密沉淀池上的一些非標設(shè)備，很難找到完全適配的自動化控制系統(tǒng)，不得不花費額外的成本進行改造和調(diào)試。為促進污水處理廠設(shè)備更新?lián)Q代，邁向自動化與智能化，確保借助自動化技術(shù)提高污水處理質(zhì)量與效率，達成“1+1

大于

2”的處理效率，務(wù)必依照國家標準，科學合理挑選污水處理設(shè)備。比如在選擇調(diào)節(jié)池的攪拌設(shè)備時，要充分考慮調(diào)節(jié)池的容積、污水流量和水質(zhì)特點，選擇合適功率和攪拌方式的設(shè)備。這些設(shè)備不僅應(yīng)滿足基本生產(chǎn)能力和應(yīng)用要求，還應(yīng)與污水處理廠的實際處理需求相契合。同時，所選設(shè)備必須能集成自動化技術(shù)及系統(tǒng)，保證在整個污水處理流程中，設(shè)備標準化一致，防止在一條處理線上混用多套自動化控制系統(tǒng)，以降低額外的問題和成本。2、完善自動化操作程序在當前的自動控制系統(tǒng)中，普遍采用集中監(jiān)控與分散式控制相結(jié)合的模式來達成自動化的操作效果。特別是在工業(yè)廢水處理的領(lǐng)域，深入挖掘自動化技術(shù)的運用，不僅能顯著增強各處理階段的處理效率，還能降低廢水處理的成本。現(xiàn)階段，一些工業(yè)廢水處理設(shè)施內(nèi)的機械設(shè)備還沒有很好地適配自動化技術(shù)，這無法滿足廢水處理設(shè)施對自動化技術(shù)應(yīng)用的迫切需求。此外，由于缺乏合適的自動化控制系統(tǒng)運行環(huán)境，機械設(shè)備難以保持正常的穩(wěn)定運行狀態(tài)，多數(shù)設(shè)備未能獲得及時且有效的維護，這嚴重影響使執(zhí)行功能、執(zhí)行器調(diào)節(jié)功能的發(fā)揮，信號轉(zhuǎn)換至指令的過程中出現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié)，嚴重情況下還可能導致執(zhí)行器的故障，從而影響廢水處理的效率。鑒于此，由于自動化操作程序的技術(shù)完善和優(yōu)化存在不足，它未能有效地助力機械設(shè)備提升其性能表現(xiàn)。在集散型控制系統(tǒng)、可編程邏輯控制器的輔助下，自動化流程的執(zhí)行效能得以顯著增強。鑒于此，加強對數(shù)據(jù)采集與解析的關(guān)注非常重要，通過深入剖析污水處理站日常處理的污水總量及污染物構(gòu)成，科學調(diào)整設(shè)備性能參數(shù)，進而提高機械設(shè)施在污水處理過程中的準確度，助力污水處理站以更低的成本達成的污水處理效果，從而推動污水處理站的持續(xù)性與健康發(fā)展。至于集散型控制系統(tǒng)，其核心特點在于將控制層與管理層進行分離，其中控制級別主要負責自動化操作現(xiàn)場的可編程邏輯控制層，而管理級層則致力于對污水處理全流程實施監(jiān)督，并搜集設(shè)備運行過程中產(chǎn)生的各類數(shù)據(jù)信息[3]。3、完善智能加藥操控體系在當代工業(yè)廢水處理領(lǐng)域，智能加藥操控體系，也就是智能化加藥設(shè)備，相較于傳統(tǒng)的加藥設(shè)備，智能加藥設(shè)施借助自動化技術(shù)的支持，能依據(jù)廢水處理的實際需求以及不同時間段的廢水狀態(tài)等因素，自動完成加藥操作。該設(shè)施大致包括兩個核心部分，即智能加藥系統(tǒng)和智能配藥系統(tǒng)。目前，智能配藥單元展現(xiàn)出功能多樣化特點，其構(gòu)成通常涉及參數(shù)實時監(jiān)測器、在線電導率測量儀、廢水池池磁翻板液位計、藥液儲存攪拌裝置、一體化混合處理設(shè)備、藥劑混合攪拌裝置以及COD實時監(jiān)測器等關(guān)鍵組件。在智能化藥物投加系統(tǒng)中，操作人員能夠預(yù)先針對不同種類的污水狀況，編制出針對性地處理計劃。隨后，通過污水成分的實時監(jiān)控設(shè)備，對污水成分進行持續(xù)監(jiān)測?；趯崟r監(jiān)測數(shù)據(jù)，系統(tǒng)將靈活運用預(yù)先設(shè)定的污水處理策略。此外，在藥物投加過程中，若遇到藥劑短缺或水源不足等問題，系統(tǒng)將立即觸發(fā)警報，并通過將具體問題信息發(fā)送至管理者的移動設(shè)備，確保管理者能夠迅速掌握情況并采取相應(yīng)措施。同時，系統(tǒng)具備對藥物儲存位置的實時監(jiān)控功能，一旦檢測到藥物溢出，系統(tǒng)將立即中止投加過程，防止因藥物過量使用造成資源浪費。該自動投藥系統(tǒng)主要由ORP在線分析器、自動濁度計、數(shù)控緩沖器、微動安全閥等關(guān)鍵部件構(gòu)成[4]。針對提升工業(yè)廢水處理自動化加藥系統(tǒng)的效能，在實際操作中可先以其算法入手進行改進，接著針對改進后的算法，對水質(zhì)實時監(jiān)測和水量動態(tài)監(jiān)控等功能模塊進行不斷升級優(yōu)化。在這一過程中，可借助大數(shù)據(jù)及自動化技術(shù)構(gòu)建廢水信息即時處理系統(tǒng)，利用廣泛的數(shù)據(jù)搜集與深入的數(shù)據(jù)解析，產(chǎn)出準確可信的結(jié)論，從而確保加藥系統(tǒng)在污水處理過程中的自動化運作穩(wěn)定可靠。一方面，于廢水凈化操作中，應(yīng)借助自動化手段精準控制藥劑投放時點，依托模塊化設(shè)計思想，將凈化系統(tǒng)中的混合池與溶解池進行模塊化劃分，根據(jù)實際需求每隔一定間距布置超聲波液位檢測器及攪拌裝置；另一方面，須依照廢水瞬時流量靈活調(diào)整攪拌裝置的工作時長，通常狀況下，在向溶解槽投加水或原料時，將攪拌裝置的運作時長設(shè)定為10或15分鐘，以保證混合槽的液位處于預(yù)警界限之內(nèi)。除此之外，還需技術(shù)人員通過自動化控制系統(tǒng)，高效實現(xiàn)各儀器的開關(guān)模塊之間的聯(lián)動，進而達到對整個廢水處理流程自動化開關(guān)的目的。確保操作人員能夠依據(jù)廢水的實時流量，合理地操控各環(huán)節(jié)機械設(shè)備的運行狀態(tài)。4、構(gòu)造全面監(jiān)控體系為了提升工業(yè)廢水處理自動化水平，必須建立一套全方位的自動化監(jiān)控體系。依據(jù)廢水處理廠的特定要求，對監(jiān)控體系的測量儀表功能及操控界面等方面實施精細化調(diào)整。采用可編程邏輯控制器增強監(jiān)控體系的效率，保障監(jiān)控系統(tǒng)能夠利用測量儀表功能對廢水處理過程中各類設(shè)備的運行狀況進行實時追蹤與監(jiān)測。系統(tǒng)還需記錄設(shè)備的運行參數(shù)，構(gòu)建運行數(shù)據(jù)的歷史檔案庫，并將當前設(shè)備參數(shù)與歷史數(shù)據(jù)進行對比分析，以判斷設(shè)備是否存在異常運行狀況。這樣，廢水處理廠設(shè)備維護人員就能獲得準確、完整、可信賴的運維信息，有效防止因設(shè)備性能不良或維護不及時而導致的成本增加問題。此外，技術(shù)人員可構(gòu)建一個網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控體系，依托無線網(wǎng)絡(luò)、5G移動通信技術(shù)等手段，確保監(jiān)控系統(tǒng)將采集到的數(shù)據(jù)實時傳輸至負責管理人員及維護人員的便攜設(shè)備。采用短信警報、應(yīng)用程序推送、視頻監(jiān)控等多種手段，降低污水處理廠在機械維護方面的成本，包括資金、物資和人力資源，防止因維護不及時而引發(fā)的問題，進而顯著提高工業(yè)污水處理廠的處理效能及設(shè)備維護標準。5、優(yōu)化自動化控制系統(tǒng)針對自動化控制系統(tǒng)的優(yōu)化，技術(shù)人員應(yīng)巧妙地運用可編程邏輯控制器及其配套技術(shù)，將這些技術(shù)合理嵌入各類機械設(shè)備中，并有效地整合到網(wǎng)絡(luò)自動化控制平臺，從而助力工業(yè)污水處理廠達成全方位的自動化操控成效。這包括從污泥的回流泵、沉砂池、曝氣池、污水提升泵站到格柵間等多個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在設(shè)計自動化控制系統(tǒng)時，必須圍繞集中化控制的理念和方法，將可編程邏輯控制器及相關(guān)技術(shù)作為核心，與污水處理過程中的各類儀表和電氣設(shè)備協(xié)同工作，保證系統(tǒng)在保留手動控制模式的同時，也能實現(xiàn)自動化的操控功能。這確保了操作人員能夠利用可編程邏輯控制器，實現(xiàn)對其控制效果的精確把握。以自動篩選機為例，借助智能控制系統(tǒng)，能完成對整個篩選流程中水流的即時數(shù)據(jù)監(jiān)控，例如水位等關(guān)鍵指標，進而依據(jù)污水處理的具體狀況，智能決定篩選機的啟動與停止。此外，該系統(tǒng)還可對水泵的啟動與停止、兩側(cè)泵房的切換、污泥回流泵站的運行與停機、沉砂池的清砂操作等進行精準控制，大幅提升了工業(yè)污水處理廠的作業(yè)模式及處理效率。結(jié)語總體來看，加強工業(yè)廢水處理是實施生態(tài)保護、保持生態(tài)平衡的核心舉措。依托機械設(shè)備構(gòu)建的智能自動化系統(tǒng)為工業(yè)廢水處理提供了強有力的技術(shù)保障。為確保工業(yè)廢水處理需求得到充分滿足，污水處理設(shè)施必須嚴格遵守國家污水排放規(guī)范，對控制系統(tǒng)實施技術(shù)革新與提升，