1 引言
再生水系統指污水經適當處理后達到一定水質指標，滿足某種使用要求，可以進行有益使用的系統。
對於城市污水處理廠再生水工藝系統來說，要實現既保證水質，又可節約藥劑；既能降低電能，又要保證供水量和服務水平；既能節省勞動力降低職工勞動強度，又能夠保證安全供水的污水處理廠再生水，因此，自控系統的安全穩定運行，不僅能提高企業的經濟效益，還能帶來社會的巨大效益。
2 重要工藝單元的控制
2.1 反應池控制
把加藥處理過的水的沉澱濁質除去，使用氣動刀閘閥，排泥是按周期進行程序控制的，其效果比用氣動蝶閥好，能關嚴，並有開關狀態反饋。在池末端使用了水下攝象技術，監視投藥效果。
2.2 沉澱池控制
由反應池來的濁質雜物通過斜板沉澱到池底，池中的六台刮泥機將其颳走送至泥料斗中，然後從沉澱池的氣動刀閘閥門排掉，刮泥機開、停操作由計算機控制，其工作、停止、正行到位、逆行到位、正行超限、逆行超限、剪力銷保護等狀態量均要輸送到計算機中。
準確地控制沉澱池運行情況，就是正確控制沉澱池排泥周期，這是沉澱工藝中的關鍵，目前國內外大部分凈水廠都採用定時排泥運行方式，很難保證沉澱池出水完全達到要求，有時因排泥周期短而浪費了水量。我們根據多年運行經驗，總結出沉澱池出水濁度與其泥位的高低定量關係，同時將沉澱泥渣受排放時間影響的因素考慮進去，我們建立起了數學模型。採用這種以泥位高低與時間參數複合控制排泥周期，不僅提高沉澱池出水濁度合格率，而且降低了排泥對水的消耗量。
沉澱池全部引進氣動蝶閥，不受潮濕環境的影響，運行中不會出現任何事故，計算機能準確地控制氣動蝶閥的開啟與關閉，濾池大小虹吸所採用的真空罐是引進國外最先進的設備，該設備體積小，實用性強並可靠，易於實現濾池自動控制。氣動系統是用來開啟與關閉氣動蝶閥的裝置，該設備體積小，沒有噪音，是一個完全閉環控制的氣動系統。
2.3 濾池控制
採用的是v型濾池工藝。濾池運行控制目的，是使濾池出水達到國家飲用水質標準。要想實現該目的，關鍵是準確地控制濾池反衝洗周期。一般凈水廠是用人定時反衝洗濾池，主要憑經驗控制，這樣保證不了濾池出水水質合格率，而且有時也浪費沖洗用水。我們則是把每個濾池濾阻與其出水濁度建立起定量的數學關係，這樣，就可以根據濾池的濾阻與運行時間，使濾池出水始終在最佳工況中運行，確保水質合格。運行實際表明，採用這種複合方式控制方式，確實提高了濾池出水濁度的合格率，同時也降低了反衝洗用水，每年節約反衝洗用水費用相當顯著。v型濾池自控系統如圖1所示。
圖1 v型濾池自控系統圖
2.4 加藥加氯控制
先採用統計的方法，將水質條件（濁度、ph值、鹼度、水的電導率、水溫等到）和相應的電導率做成數據文件存入計算機，再用計算機進行統計處理，得出加入率與各個變數的函數關係，將這個關係公式化或做成表記憶在計算機中。在線時，把水質分析器測出的各變數的數據套入計算機得出的函數，即可計算出加藥率。但是採用這種方法時，必須要在計算機中記錄長期間的統計處理數據，而且做為凝固好壞的重要參數，絮狀體的情況不易定量化，因此，這個方法需進一步完善。
加氯控制過程中對傳統的用電子調節器自動加氯的方法進行了改進，將plc通過現場匯流排連接到中控室主站，直接控制加氯機內針型閥的三相伺服馬達。這樣可以實現對採用比例投加方式的前加氯，和複合環路投加或數學模型投加的后加氯過程，均由plc控制，並可用plc解決安裝遲后及反應遲后，取消了價錢貴又易損壞的電子調節器。
投氯過程也是建立前饋和反饋數學模型的過程。前饋給定量數學模型，是根據投氯點后余氯、出廠余氯、管網末稍余氯範圍的對應關係，運用多年實際運行資料，用數理統計方法得出前饋給定量範圍（m1，m2）；反饋調節量數學模型，是運用凈水廠出廠水余氯最優控制範圍（m3，m4）與實際出廠水余氯對比，得出反饋調節量。順利運行一年多來，出水廠細菌總數、大腸菌總數、余氯合格率均達到100%，氯耗降低10%左右，節省氯耗費用相當可觀。
2.5 鼓風機系統控制
鼓風機服務於水廠的凈水工藝過程，可為氣動閥門提供壓力空氣，操作閥門；同時為濾池氣沖服務。由於氣動閥門操作氣體和反衝壓力不一樣，需要兩個空氣罐的壓力來控制，即壓力信號送計算機，計算機控制開停。
2.6 反衝洗回收水泵站控制
反衝洗水泵服務於水廠的v型濾池，順序控制同時為濾池反衝洗時提供沖洗水；回收水泵同樣服務於水廠的v型濾池，回收水泵將濾池排出的污水送回穩壓井，按回收水池水位進行順序控制。
反衝洗控制流程如圖2所示。
圖2 v型濾池反衝洗控制流程圖
2.7 送水泵房控制
泵站水泵電機、高低壓電器設備採用的是國內的優質產品，電機採用10kv時水泵電機效率高，運行可靠。變頻調速因為設備簡單，對電網沒有污染，選用的是利得華福設備。採用主水泵調速的方式，為一拖一方案。
想把凈水泵站每台水泵實現優化運行，就要研究其定性與定量的運行規律。我們根據城市用水曲線、出廠壓力與管網壓力控制點、清水池水位等參數，建立了優化控制數學模型，在此基礎上，定量控制凈水泵站速度和變頻調速機組優化運行時的流量、揚程、效率變化。這樣就可以根據用戶對用水量與揚程的要求，實現優化自動控制，同時也能滿足用戶對水量、水壓的需要，降低電耗。
3 結束語
在水廠的設計與運行中，我們積累了一些經驗：
（1）氣動蝶閥若開關控制，一定選用雙控二位五通電磁閥做先導閥，特別對進水選用雙控三位五運電磁閥做先導閥，出清水閥一定選用調節型電氣閥門定位器精度要高，國內有的水廠沒這樣做，但在停電時，工藝上會造成很大損失；
（2）反應池，沉澱池一定要選用氣動刀閘閥，否則閥門關不嚴；
（3）推廣水下攝像技術的應用，對監視投藥作用很大；
（4）多採用匯流排技術。加氯、加藥、污泥脫水控制系統的plc要有現場匯流排，要遵守國際規約tcp/ip，modbus profibus，否則實現不了與中控室的通訊。
今後盡量採用嵌入式技術，將過去的fcs、dcs、plc、gis、oas辦公自動化系統、現場測控系統、主工藝流程和所引用的先進控制技術（如未來兩遠測，模糊神經技術在線監控的加藥系統，污性物廢氣處理的人工智慧防真閉環監控系統等等）都納入到internet+rte+tcp/ip協議為主要模式的信息控制一體化系統中去。嵌入式系統是實現工業信息控制一體化不可分割的一部分。
今後我們要繼續學習水行業新技術，採用優質新設備，與時俱進，精益求精，為國家設計出更好的水廠。
作者簡介
左宏生（1981-） 男 工程師，電氣及自動化專業。現就職於中國市政工程東北設計研究總院第一設計院，參與過東北地區多項污水處理工程和給水工程的電氣設計工作。
參考文獻(略)
作 者：國市政工程東北設計研究院 左宏生 張致國 魯 剛 曾光榮 張亦男
