自動化才是水處理的核心技術
理解這一點,可以從探討水處理的基本任務開始。簡而言之:水處理的基本任務是在達到水質標準的前提下,盡量降低運行費用??梢愿爬椋核|達標,節能減排。自動控制的任務是幫助流程達到預期的目標,或者可以說是使水處理過程的操作指標達到最佳。
國內水利行業實現儀器儀表自動化,尤其是水處理工藝過程的實現還處于起步階段,與其它流程工業相比,幾乎落后了一個階段。像石油化工等過程工業一樣,在初始階段需要解決特殊參數,特別是關鍵工藝參數的測量問題,繼之實現最簡單的定值調整,得到基本穩定的操作條件。
雖然水處理工藝過程屬于流程工業,但它與化工過程中有些相似,但也有其獨特之處,這就形成了專門為水處理工藝服務的儀器和自動化系統。水質監測儀器已逐步形成獨立的體系,產品種類不下數十種,但仍有許多重要水質參數尚無成熟的自動檢測儀器供工程選擇。
當前,我國水工業測控技術存春間題主要集中在以下幾個方面。
其中,國產水質監測儀器的種類、精度、可靠性、穩定性、實時性、維修性、通用性等技術指標,在實現水處理工藝過程優化的過程中,缺乏對時尚感的控制。
二是水質監測儀器由于使用中由于自身質量或者由于缺少備件,或者由于維護力量跟不上等原因而無法正常運行。
三是已安裝的自控系統未起到預期作用,運行維修員對自控基礎知識不夠了解,又缺乏實際操作經驗,在運行中出現異常情況時束手無策。
第四,設計中生搬硬套引進項目或其它工程的控制方案,未經因地制宜的適應性修改,導致自動控制系統從一開始就無法正常運行;或者在工程驗收時勉強通過,但經不起長期運行考驗,陷于“開始自動,后來不動”的局面。
五是在過程控制領域,主要集中在DCS、PLC、現場總線、工業以太網、無線傳感網絡等方面取得的新成就,而忽視了從自動控制理論和工程實踐的角度對典型水處理工藝過程數學模型和先進控制算法進行研究,因此很少見典型水處理工藝過程的樣板工程。這一狀況可能演變成一個誤解,即認為水處理過程非常簡單,非常輕視,以至于認為污水處理廠的自動控制不那么復雜。
反過來說,污水廠工藝過程自動化控制其實是極其復雜的,人們離徹底了解和掌握工藝過程的內在規律,離改善現有調節系統品質的目標還存在著相當大的差距。
謝天謝地,有些探索性的工作很有意義。其中包括水處理工藝過程的現代控制技術,如模糊控制、神經網絡控制、自適應控制等,在實驗室和小型試驗臺上都取得了可喜的成果,對今后的推廣應用起著不可忽視的積極作用。
當然,這些工作只是探索性的個案,有些還處于實驗室或初步試驗階段,離推廣應用還有一段距離。通過這一過程,還需要更多的具體案例匯集起來,以點帶面,推動水利測控技術的全面發展。
為盡快提高我國水處理工藝過程的反應機理、靜、動態特性,實現機組操作自動化,奠定整個工藝過程自動化的技術基礎,是盡快提高我國水處理工藝過程自動化的技術基礎。實際上,各種任務的水處理工程都是通過一些典型工藝精心組合而成的,例如酸堿中和、氧化還原、混凝沉淀、脫氮除磷、曝氣和形成工序化成套裝置的反滲透(R0),煙氣濕法脫硫等。顯然,如果對這些典型工藝過程的測控方案進行深入的研究、試驗和工程應用,那么整個流程的測控方案就會水到渠成。