水处理工艺过程自动化的核心技术探秘

水处理工艺过程自动化的核心技术，可以从探讨水处理的根本任务入手去理解。简单来说：水处理的根本任务就是在水质达标的前提下大限度减少运行费用。概括地说就是：水质达标，节能减排。自动化的任务就是协助工艺达到这一预期目标，或者说是实现水处理工艺过程运营指标佳化。

我国水工业、特别是水处理工艺过程实现仪表自动化的进程尚处于初级阶段，较其他流程工业落后了差不多一个发展阶段。同石化等流程工业一样，在初期阶段需要先解决特殊参数，尤其是关键工艺参数的测量问题，继之实现简单的定值调节，获得基本的稳定操作条件。

水处理工艺过程虽则属于流程工业，且与化工生产工艺有些相像，但又有一些独特之 处，导致服务于水处理工艺过程的仪器仪表及自动化系统别具一格。专用于水处理工程的水 质监测仪器已经逐渐形成独立体系，产品类别不下数十种 ，但仍有很多重要的水质参数尚无成熟的自动检测仪器可供工程上选用。

目前，我国水工业测控技术领域存春的间题主要表现在以下几个方面。

其一，国产水质监测仪器的品种、度、可靠性、稳定性、实时性、可维护性、通用 性等各方面技术指标，在实现水处理工艺过程优化控制时尚感不足。

其二，在用的水质监测仪器因自身品质或因缺乏备品备件、或因维修力量跟不上等原因不能正常运行。

其三，已安装的自动控制系统未发挥预期作用，运行维护人员对自动控制基本知识了解不够，又缺乏实践经验，因此在运行过程中出现异常状况时束手无策。

其四，设计上生搬硬套引进项目或其他工程的控制方案，未进行因地制宜的适应性修 改，导致自动控制系统从一开始就无法正常投入运行；或者工程验收时勉强通过，但经不起 长期运行考验，沦入“开始自动，后来手动，后不动”的局面。

其五，只注重了DCS, PLC、现场总线、工业以太网、无线传感网络等过程控制领域新成就在水处理工程中的应用，忽视了从自动控制理论与工程实践的角度对典型水处理工艺过 程数学模型及先进控制算法的研究，因而很少见典型水处理工艺过程单元自动化的样板工程。这种现状可能会发展成一个误区，那就是认为水处理工艺过程自动化十分简单，不屑一 顾，以至于认为污水处理厂的自动控制不甚复杂。

恰恰相反，其实污水厂的工艺过程自动控制极其复杂，人们距透彻了解并掌握工艺过程 内在的规律，在改善现有调节系统品质的基础上实现优控制的目标还有很大一段距离。

值得庆幸的是，一些探索性工作十分有意义。包括在水处理工艺过程采用模糊控制、神经网络控制、自适应控制等现代控制技术在实验室或小型试验装置上取得了可喜的成果，对 今后推广应用起着不可忽视的积极作用。

当然，这些工作只是探索性的个案，有的还停留在实验室或中试阶段，距离推广应用还 有相当一段路程。在这个过程中，还需要更多的个案汇集起来才能以点带面，推动水工业测控技术的整体发展。

为了尽快提高我国水处理工艺过程自动化的技术水平，重要的工作是深入了解典型水处理工艺过程的反应机理和静态与动态特性，实现单元操作自动化，奠定整个工艺过程实现 自动化的技术基础。事实上，任务各异的水处理工程都是由若干个典型工艺缜合而成的，如 酸碱中和、氧化还原、混凝沉淀、脱氮除磷、曝气以及形成工序化成套装置的反渗透 (R0) ,烟气湿法脱硫等。显而易见，如若将这些典型工艺过程的测控方案进行深层次的研究、试验和工程应用，则整个工艺流程的测控方案便有水到渠成之势。

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