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我國污水處理自動化控制起步較晚，進(jìn)入20世紀(jì)90年代以后，污水處理廠才開始引入自動控制系統(tǒng)，但多是直接引進(jìn)國外成套自控設(shè)備，國產(chǎn)自動控制系統(tǒng)在污水處理廠應(yīng)用很少。早在70年代，我國的水行業(yè)就開始應(yīng)用自動化技術(shù)，到90年代，自動化、信息化在水行業(yè)受到了普遍重視。近20年來，我國水行業(yè)在自動化技術(shù)和信息化技術(shù)應(yīng)用方面得到了長足的發(fā)展，創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
多年來，中國水資源質(zhì)量不斷下降，水環(huán)境持續(xù)惡化，由于污染所導(dǎo)致的缺水和事故不斷發(fā)生，不僅使工廠停產(chǎn)、農(nóng)業(yè)減產(chǎn)甚至絕收，而且造成了不良的社會影響和較大的經(jīng)濟(jì)損失，嚴(yán)重地威脅了社會的可持續(xù)發(fā)展，威脅了人類的生存。而且隨著民眾環(huán)保意識的覺醒，對水污染的關(guān)注程度達(dá)到了空前。
根據(jù)《2013-2017年中國污水處理行業(yè)市場前瞻與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報告》指出，中國13億人口中，有70%飲用地下水，660多個城市中有400多個城市以地下水為飲用水源。但是據(jù)介紹，全國90%的城市地下水已受到污染。
而且受到經(jīng)濟(jì)回暖，國家政策推動以及環(huán)保行業(yè)熱度增長等有利因素作用，污水處理行業(yè)整體生產(chǎn)經(jīng)營狀況較好，而且政府也不斷出臺相應(yīng)的政策扶持污水處理企業(yè)的發(fā)展，加之隨著工業(yè)的持續(xù)增長，污水處理的行業(yè)需求將穩(wěn)定增加。
城鎮(zhèn)化建設(shè)推進(jìn)污水處理產(chǎn)業(yè)的發(fā)展
隨著我國城鎮(zhèn)化建設(shè)的逐步推進(jìn)，大口徑的玻璃鋼夾砂管道、壓力容器等污水處理設(shè)備在市場實踐中不斷提升質(zhì)量，有望迎來歷史性的發(fā)展機(jī)遇期。
近年來，我國的膜產(chǎn)品不僅迅速占領(lǐng)了國內(nèi)市場，還開始大量走出國門。目前，我國的超濾、微濾包括部分反滲透膜由于質(zhì)優(yōu)價廉，已經(jīng)實現(xiàn)大批量出口，出口企業(yè)從最初的一兩家發(fā)展到幾十家，其中海南立升、山東招金、北京坎普爾、貴陽時代沃頓、廈門三達(dá)等企業(yè)的產(chǎn)品遠(yuǎn)銷歐美等高端市場。在全球工業(yè)水處理產(chǎn)業(yè)中，反滲透膜技術(shù)占有率大于80%，而且將帶動大量的環(huán)氧玻璃鋼膜殼應(yīng)用。目前國內(nèi)近50多家企業(yè)中，哈爾濱樂普的膜殼裝置質(zhì)量優(yōu)異，已取得美國、歐盟、日本等國家和地區(qū)的準(zhǔn)入證書，產(chǎn)品深受歡迎。
不僅是反滲透膜，用于污水處理的關(guān)鍵設(shè)備玻璃鋼管道、凈化槽產(chǎn)業(yè)也取得了長足的進(jìn)步。10多年前，張家港威爾森水處理設(shè)備有限公司在FRP(玻璃鋼)制凈化槽開發(fā)上邁出第一步。近幾年，上海原典環(huán)保科技有限公司、舟山市潤潤環(huán)保能源科技有限公司、福建英輝玻璃鋼科技有限公司、深圳市粵圳玻璃鋼有限公司、棗強(qiáng)縣亞新環(huán)保設(shè)備有限公司、合肥華力玻璃有限公司、長沙威嘉環(huán)?？萍加邢薰尽⑽髟h(huán)保工程公司等，在生活污水、工業(yè)污水的高度凈化和循環(huán)使用等方面，擁有各自的知識產(chǎn)權(quán)。
近日，國家發(fā)改委下達(dá)了城鎮(zhèn)污水垃圾處理及污水管網(wǎng)工程項目2013年第二批中央預(yù)算內(nèi)投資計劃，湖北宜都市紅花套污水處理項目獲中央投資700萬元。此前，已有陸城污水處理項目、吳家灣垃圾填埋場項目和環(huán)城污水處理項目分別獲得2200萬元、1300萬元和1800萬元中央投資。
按照計劃要求，紅花套污水處理項目為新建日處理生活污水1.5萬噸的污水處理廠和鋪設(shè)污水收集管網(wǎng)31.7公里，總投資5950萬元，明年全部建成。項目建成運行后，每年將削減排入長江的COD1040噸。
污水處理自動化的機(jī)遇和挑戰(zhàn)
過去的二十年，自動化技術(shù)與信息技術(shù)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于水行業(yè)中。尤其是自動化技術(shù)，應(yīng)用于閘門泵站的自動化改造、水廠和污水廠的SCADA系統(tǒng)、城市供水調(diào)度系統(tǒng)。隨著無線通信技術(shù)，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和視頻技術(shù)等不斷發(fā)展和普及，已基本實現(xiàn)了水行業(yè)的“可視化”。
但是，與國際水平相比，我國的自動化和信息化技術(shù)還相對滯后，整體上還處在國外80-90年代的水平。主要體現(xiàn)在發(fā)展的不平衡和應(yīng)用水平方面。以智能決策為目標(biāo)的信息化技術(shù)則相對遲緩，“信息孤島”現(xiàn)象依然嚴(yán)重，自動化技術(shù)和信息化技術(shù)缺乏融合，大量的過程數(shù)據(jù)都靜靜地“躺”在現(xiàn)場，而沒有發(fā)揮其應(yīng)有的作用。
節(jié)能減排作為當(dāng)前水行業(yè)發(fā)展的重要任務(wù)之一，其工作的進(jìn)展備受矚目。而自動化與信息化技術(shù)作為水行業(yè)發(fā)展中的后助力量，保障著節(jié)能減排工作的有續(xù)進(jìn)行。它將解決生產(chǎn)水、供水、排水處置及污水處置的過程控制與管理智能化，從而最大限度地減少水資源的浪費，基本實現(xiàn)水資源的優(yōu)化配置，最大限度的讓水資源循環(huán)利用起來。
在新的形勢下，污水處理對于自動化產(chǎn)品提出了更高的要求。良好的質(zhì)量控制，使產(chǎn)品能夠高效穩(wěn)定的運行，為保證水廠高效穩(wěn)定運行，污水處理對控制系統(tǒng)的高可靠性要求，要求PLC支持多種冗余方式，能夠更好的提高系統(tǒng)的可靠性，提高水廠、污水廠的運行效率，為更嚴(yán)格的水質(zhì)達(dá)標(biāo)提供保證。
為保護(hù)用戶的初始投資，要求系統(tǒng)具有很好的開放性，能夠為世界各大著名廠商（如Siemens、AB、GE、Schneider等）的設(shè)備提供完備的驅(qū)動程序庫；支持DDE、OPC（Server及Client）、ODBC等標(biāo)準(zhǔn)，支持SQL語言、ActiveX控件；提供大量的函數(shù)，可使用VB、VC、Delphi等開發(fā)工具進(jìn)行第三方開發(fā)。
為了降低系統(tǒng)的能耗、藥耗，要求系統(tǒng)具有豐富的控制算法，如過程控制算法、模糊控制等高級過程控制算法、變頻調(diào)節(jié)控制算法等，能夠集成電能管理、智能控制水泵。同時，具有靈活的開放性。就水處理工程特點而言，在一個項目中可能包含多家供應(yīng)商的產(chǎn)品，要求電控系統(tǒng)具有強(qiáng)大的包容性，并符合IEC國際標(biāo)準(zhǔn)。
為了節(jié)省成本、減少系統(tǒng)維護(hù)的工作量，要求控制系統(tǒng)具有易用易維護(hù)的特點，要求所有模塊均支持帶電插拔、可通過SD存儲卡對系統(tǒng)程序進(jìn)行升級、備份，背板上設(shè)計有防混銷以避免插錯模塊，獨特的接線端子設(shè)計，并提供預(yù)接線系統(tǒng)。因為水行業(yè)自動化專業(yè)人員相對較為匱乏，大部分技術(shù)人員主要從事工藝維護(hù)，因此希望自動化系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠，既便出故障也只需簡單操作就能快速使系統(tǒng)恢復(fù)，最大程度的減少對連續(xù)供水或污水處理的影響。
自動化技術(shù)在污水處理的發(fā)展趨勢
隨著自動化控制在污水處理中已得到的廣泛應(yīng)用，監(jiān)控軟件也有了飛速的發(fā)展。中央監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)成為污水廠日常監(jiān)控、運營管理和維護(hù)的中心。目前在國內(nèi)污水處理市場占有率較高的監(jiān)控組態(tài)軟件分別是GEFanuc的iFix、Wonderware的Intouch、西門子WinCC等。國內(nèi)廠商以亞控、力控等為主。
我國目前對廣域污水自動監(jiān)控系統(tǒng)的逐步建設(shè)和完善也越來越重視。監(jiān)控軟件正朝著大型化、信息化和網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。結(jié)合中小型污水處理廠的特點，廣域監(jiān)控是今后污水廠監(jiān)控系統(tǒng)重要發(fā)展趨勢之一。業(yè)內(nèi)人士表示，監(jiān)控組態(tài)軟件最好能增加具有操作系統(tǒng)核心防護(hù)功能，能應(yīng)對各種意外情況，盡可能防止系統(tǒng)崩潰！
污水處理廠的自動控制系統(tǒng)要求能夠?qū)崿F(xiàn)“集中管理、分散控制”的監(jiān)控模式，使得局部故障不影響主體正常運行，將風(fēng)險分散，確保系統(tǒng)的可靠性。系統(tǒng)內(nèi)部的配置和調(diào)整靈活，構(gòu)建彈性化，可根椐不同工藝處理要求及用戶需求進(jìn)行優(yōu)化。并具備很好的開放性、兼容性和擴(kuò)展性，可應(yīng)用不同品牌的軟硬件進(jìn)行整合，可無縫的把分期建設(shè)的系統(tǒng)融為一體。
自控系統(tǒng)要充分考慮與廠外污水廠、泵站、水務(wù)局自控系統(tǒng)接口，可采用多種通信解決方案，組成廣域網(wǎng)統(tǒng)一監(jiān)控。并實用、完整的系統(tǒng)監(jiān)控管理功能，能有效的實現(xiàn)工藝處理的控制、診斷和調(diào)度，采用先進(jìn)的節(jié)能降耗控制技術(shù)，節(jié)能效率高。
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