电气技术在水处理行业的应用

1、电气技术在水处理行业的应用电气技术在水处理行业的应用 讲座内容大纲讲座内容大纲O 我国水资源状况。O 电气技术在净水处理中应用。O 电气技术在污水处理中的应用。O 水处理行业面临的问题。O 水处理行业迫切需要解决的控制问题。O 我们能做些什么。O 水处理行业的发展历程。 我国水资源状况我国水资源状况 我国是个干旱缺水严重的国家。淡水资源总量为28000亿立方米，占全球水资源的6%，仅次于巴西、俄罗斯和加拿大，居世界第四位，但人均仅2200立方米，仅为世界平均水平的1/4、美国的1/5，在世界排名列121位，是全球13个人均水资源最贫乏的国家之一。 扣除难以利用的洪水径流和散布在偏远地区的地下水

2、资源后，中国现实可利用的水资源量则更少，仅11000亿立方米左右，人均仅900立方米，并且分布极不均匀。到20世纪末，全国600多座城市中，已有400多座城市存在供水不足的问题，其中比较严重的缺水城市达到110个，全国缺水总量为60亿立方米。 生活废水和工业废水的处理比例低，导致80%以上的地表水和地下水被污染。日趋严重的水污染不仅降低了水的使用功能，进一步加剧了水资源短缺的矛盾。严重威胁到城市居民的饮水安全和人民群众的健康 地表河流和地区的污染图地表河流和地区的污染图 政府为解决缺水问题的努力政府为解决缺水问题的努力 南水北调工程O 南水北调工程，旨在缓解中国华北和西北地区水资源短缺的战略性

3、工程。我国南涝北旱，南水北调工程通过跨流域的水资源合理配置，促进南北方经济、社会与人口、资源、环境的协调发展，分东线、中线、西线三条调水线。O 南水北调东线工程就是从江苏扬州三江口通过扬州江都水利枢纽提水，通过途径江苏、山东、河北三省向华北地区输送生产生活用水。中线工程重点解决河南、河北、天津、北京4个省市，沿线20多座大中城市提供生活和生产用水。西线工程是从长江上游调水至黄河补充黄河水资源不足，解决我国西北地区干旱缺水，促进黄河治理开发的重大战略工程。O 河南省处于南水北调中线工程，国家分配我省南水北调中线一期工程水量指标为37.69亿立方米,其中刁河引丹灌区分配水量指标为6亿立方米。扣除刁

4、河引丹灌区分配水量和总干渠输水损失后,我省受水区各口门分配水量指标共29.94亿立方米。 南水北调工程示意图南水北调工程示意图 政府为解决水污染做的努力政府为解决水污染做的努力O 近年来增强了法制约束力，加大了处罚力度，违规行为得到法律制裁，增强民众的环保意识。O 不断调整产业和布局，将主要需水工业搬迁到水资源较为丰富的地区，减轻缺水地区的负担。O 建立水资源保护区，建立不同类型和不同级别的保护区的水资源保护区，整体上解决我国水资源恶化问题。O 通过综合防治和开展生态农业示范工程等措施进行控制农业面源污染。（包括农村生活源、畜禽养殖业、水产养殖的污染。）O 加强水资源的规划管理，合理制定水资源

5、规划。将地表水、地下水和污水资源统一开发利用。O 不断完善城市的污水处理系统，逐步实现城市污水集中处理。 水处理需求及工艺水处理需求及工艺我国饮用水水质标准我国饮用水水质标准 水质是指水及水中杂质共同表现的综合特性。水质好坏的衡量标准和尺度。水质标准表示水中杂质的种类和数量，它是判断水质能否满足某种特定要求的具体衡量尺度。同时针对水中存在的具体杂质或污染物，提出了相应的最低数量或浓度的限制和要求，即水质的质量标准。这些水质指标和水质标准着重于保障人体健康、保护鱼类和其他水生生物资源等。 水质指标的物理指标有水温、嗅与味、颜色和色度、浊度、固体含量和电导率等，化学指标有PH值、酸度和碱度、硬度、

6、总含盐量和有机污染物综合指标等。 面对水源质量不高，确保提高自来水的水质，是城市供水行业的重要任务。净水厂的生产过程采用自动化技术，不仅节省人力，还加强各个环节的合理调度，保证水量、水压，提高水质，节约动力和投药量，消灭事故，积累运行资料，提高供水的可靠性和管理水平。 超滤膜原理及技术超滤膜原理及技术 超滤膜的技术原理超滤膜的技术原理 超滤膜技术作为一种绿色物理分离技术，它利用超滤膜的筛分作用可以实现溶液的分离、浓缩和净化。 超滤膜的技术介绍超滤膜的技术介绍 超滤膜是一种孔径大小一般为0.0010.02m的微孔过滤膜，其孔径规格要保持一致。在外力的作用下，超滤膜的筛选作用使得小于膜孔径的溶质分

7、子透过超滤膜，同时分离其分子量大于500道尔顿或是颗粒直径大于220nm的颗粒物质。 超滤膜主要应用在医药产品、生物制品的分离、浓缩和净化工艺中，同时在生活废水处理、血液处理以及城市水厂净水处理工艺中也得到普遍应用。 超滤膜技术原理如图超滤膜技术原理如图 超滤膜过滤原理： 超滤膜净水工艺超滤膜净水工艺 超滤膜技术不但很好的保护了饮用水的微生物安全性，而且极大地提高了饮用水的化学安全性。同时，它还具有使用寿命长、产水品质高、运行费用低以及便于操作的优点。目前，国外的净水厂的水处理工艺已经步入大规模使用超滤膜的时代，然而在我国的净水厂在使用超滤膜净水工艺方面还处于初步阶段。因此，对于我国净水行业技

8、术的发展而言，建设大规模的超滤膜净水工程将具有深远意义。超滤膜净水工艺是一种极其复杂的工艺，为了实现超滤膜系统长期稳定的运行，需要建立一套可靠的、便于操作以及值得推广的自动控制系统。 水厂超滤膜净水工艺中的控制系统包括：（1）使用单片机作为控制器的超滤膜净水工艺自动控制系统；（2）使用PLC作为控制器的超滤膜净水工艺自动控制系统。 单片机是一种集成电路芯片它利用超大规模集成电路技术将中央处理器CPU、程序处理器ROM、数据处理器RAM、定时器和计数器，各种I/O端口以及中断等功能集成在一小块硅片上组成的一个高度集成的微型计算机系统，其广泛应用于工业控制领域。由单片机组成的控制系统具有集成程度高

9、和成本低等特点，但是它也具有抗干扰能力差、硬件设计复杂、维护相对麻烦等特点。 超滤膜净水工艺拓扑图超滤膜净水工艺拓扑图 PLC具有硬件配置完善、各种功能齐全、用户应用方便等优点。同时，它还具有体积偏小、抗干扰能力强、可靠性强、功耗极低以及通信连网能力强等特点。PLC不但大规模的应用于机械制造、冶金、电子、化工、纺织、食品加工等工业领域。PLC已经普遍的应用于城市水厂供水系统、城市污水处理系统以及超滤膜净水处理工艺。净水工艺如图2-2电气技术在超滤膜净水工艺中的应用电气技术在超滤膜净水工艺中的应用 系统控制对象统计系统控制对象统计 超滤单元中的设备包括不同种类的受控设备和监测仪表。超滤膜净水工艺

10、自动控制系统按照编程的程序对这些受控设备和检测仪表进行有序的协调控制，以此来实现产水系统和清水系统的自动化生产。 系统的受控设备主要有：进水泵、网式过滤器、超滤膜反冲洗水泵、超滤膜组器、反洗过滤器、化学清洗泵、化学清洗药罐、化料器、电加热器、化学清洗药罐搅拌机、氢氧化钠储药桶、氢氧化钠计量泵、次氯酸钠储药桶、次氯酸钠计量泵、中和池排水泵、气擦洗空压机、气擦洗储罐、仪表空压机、冷干机、储气罐、过滤器、设备间的排水泵、进水圆闸门、闸门。 系统中的检测仪表主要有：电磁流量计、热式气体流量计、压力变送器、超声波液位计、温度测量仪、PH测试仪、在线温度计和颗粒计数仪。 送水泵房送水泵房 超声波液位计超声

11、波液位计 压力变送器压力变送器 无线温度探测器无线温度探测器 沉淀排泥池沉淀排泥池 加药间加药间 氢氧化钠储藏桶氢氧化钠储藏桶 过滤器过滤器 系统主要设备系统主要设备 PLC及其扩展模块：可编程控制器(PLC)是一种集控制技术、计算机技术以及信息通讯技术等先进科技为一体，以微处理器为核心部分的控制器。它以可靠性强、功耗极低、抗干扰性强、通信连网能力强大以及便于用户使用等优势，在工业应用领域获得了及其广泛的应用。 世界生产PLC的厂家主要包括德国西门子（Siemens）公司、美国通用电气（GE）公司、日本欧姆龙（OMRON）公司和三菱公司、法国施耐德（Schneider）。 西门子PLC与其他制

12、造商的PLC产品相比较，它的结构设计更加紧凑、价格更加便宜、性价比更加优越、指令系统更加强大及功能模块更加丰富，这些优势使得它能够完成更加复杂工艺系统的设计，并占据了我国大部分市场份额。同时，其产品研发也完全与当今世界工业自动化领域中先进的现场总线技术的发展方向保持一致。 西门子S7300 PLC 西门子西门子S7300 PLCS7300 PLC 西门子S7300 PLC配置的接口模块包括IM360、IM361和IM365，其中接口模块IM360通常作为S7300PLC系统中的中央机架的IM模块，而接口模块IM361通常系统中扩展机架的IM模块，其数据信号利用通信电缆在IM360和IM361之

13、间互相传送，不同机架上的IM361也可以进行数据传送。接口模块IM365只能扩展一个机架。 右图为西门子S7300PLC： 变频器变频器 变频器变频器 变频器是一种结合了微电子技术和变频技术等先进科学技术，并以改变电动机工作电源的频率来实现对交流电动机变频控制的电力设备。变频器具有能够实现交流电动机的变频调速、软启动、功率因数改变、过电压保护、过电流保护以及过载保护等功能。 系统中需要变控制的有大功率进 水泵和小功率的计量泵 。 右图为三菱公司E700变频器： 人机接口（人机接口（HMIHMI） 人机接口（人机接口（HMIHMI） 人机接口（HMI）又称人机界面，它主要实现了控制系统信息与人类

14、之间的信息交换的功能，并且可以完成工业现场各种设备仪表的工作状态参数的显示与记录，以及及时就地处理由于设备故障或其他原因导致的系统非正常工作的状况。 HMI系统具备以下几方面的基本功能：（1）实时将系统数据资料显示在屏幕上；（2）自动完成系统数据资料的记录与储存；（3）工作人员能够利用屏幕对应图形操作直接控制现场设备；（4）自动将数据资料生成报表形式并能够直接打印；（5）历史数据资料的趋势显示；（6）自动进行故障报警以及记录故障信息。 目前市场上存在的HMI产品有德国西门子公司生产的TP/MP系列HMI、美国GE公司生产的Quickpanel系列HMI、法国施耐德生产的Maglis系列HMI，

15、还有世界上专门生产HMI产品的公司主要产品有EView和PROFace等。 西门子公司生产的TP/MP系列HMI产品安装了功能十分强大的画面软件Wincc Flexible,其不但可以拥有图形画面与动画的连接、趋势曲线与其他曲线的显示、比较完善的控件系统和报表系统以及报警与事件系统等设计功能，而且是与西门子PLC完成硬件设备配置的最优产品。 右图为西门子公司的HMI产品： 系统控制电路分析与设计系统控制电路分析与设计 系统控制电路分析与设计系统控制电路分析与设计 超滤膜净水工艺自动控制系统的主控制器是PLC，设计合理的PLC系统控制电路是保证整个自动控制系统安全、稳定以及可靠运行的基本原则。

16、为了保证PLC模块安全，系统控制电路的设计必须要完善地解决强电与弱电的隔离问题，从而增加PLC系统运行的安全性和可靠性。其PLC模块输出端子并不能够与交流接触器直接相连，通常把中间继电器放在交流接触器与PLC的输出端子之间，PLC利用控制中间继电器的接通与断开间接地控制交流接触器线圈得电或失电，从而控制水泵电机的启动或停止以及阀门的打开或关闭。 进水泵控制电路图进水泵控制电路图 进水泵控制电路图 降压启动控制电路图降压启动控制电路图 降压启动控制电路图 电动阀门控制电路图电动阀门控制电路图 电动阀门控制电路图 PLCPLC系统软件开发系统软件开发 编程软件编程软件STEP7STEP7简介简介

17、STEP7是西门子公司专门为SIMATIC PLC编程与组态而开发的专业软件，主要应用于SIMATIC的S7系列、M7系列以及C7系列等PLC产品的程序编程和硬件组态。 STEP软件具有梯形图（LAD）、语句表（STL）以及功能块图（FBD）。其中梯形图以图形表达方式进行程序的编写，语句表以文本语言形式进行程序的编写，而功能块图是以与布尔代数类似的逻辑快的图形形式进行程序的编写。 SIMATIC管理器实现了对工程项目的集中管理，而项目管理作为STEP7软件中用来管理自动控制系统软件与硬件的应用程序，SIMATIC管理器可以方便管理且读写工程项目中的数据。 符号编辑器是STEP7用于管理工程项目

18、中所有全局变量的应用程序，它具有定义变量的符号、数据类型、地址以及注释等功能，并且工程项目中所有的应用程序使用其生成的符号表。 项目创建项目创建 实际的工程项目中的硬件和软件在STEP7软件中以工程项目的形式受到管理，而STEP7软件中的工程项目则由SIMATIC Manager（管理器）集中管理。新建项目的SIMATIC管理窗口如下图。 系统通信系统通信 多点接口（MPI）通信适用于小点数和小范围的现场级通讯网络。MPI通信作为一种要求通信数据量和通信速率一般的通讯方式，其主要实现上位机与PLC之间近距离的通信联网以及完成PLC的编程等功能。 MPI通信的物理层是串行通信RS485，MPI能

19、够将装有STEP7的软件的PC机、人机界面、SIMATIC S7系列、M7系列、以及C7系列的PLC产品同时连接在一起组成MPI通信网络。西门子S7-300PLC产品都集成有MPI接口。MPI通信的网络拓扑结构如下图。 上位机监控系统设计上位机监控系统设计 组态王软件简介组态王软件简介 组态软件包括国外的InTouch、Citech、Wincc、Movicon、Ifix和QENESIS 64等主要产品，随着相关技术的发展和引进，国内的监控组态软件也得到飞速发展，主要产品有组态王、三位力控、世纪星、紫金桥、态神等组态产品。 组态王（King View）软件是由北京亚控科技公司研发的产品，它以其强

20、大的功能、简单的组态形式和可靠稳定的运行等优势，逐渐成为国内用户的首选产品，并且在国内组态软件市场占据很大比重。 组态王软件为设计人员提供了可视化的监控组态软件，从而实现了对工业现场的实时监控。它以其友好的中文界面和结果可视化的特点，再加上能够有效利用Windows系统的图形编辑功能，就可以很好地完成上位机监控系统的设计。其监控组态画面不但能够以动画的形式展示系统设备仪表的运行状态，而且具有各种实时趋势曲线窗口、报警窗口以及生成报表的功能。 组态王的功能组态王的功能 组态王的功能组态王的功能 组态王工程管理窗口组态王工程管理窗口 进入组态王软件中创建工程后，会打开组态王工程管理器窗口，其组态王

21、的工程管理器如下图： 监控系统调试监控系统调试 监控系统调试监控系统调试 在组态王软件中进行上位机监控系统设计的过程中，为了保证图形画面中图素能够真实且完整的反映工业现场中实际生产设备的执行，就需要在设计完这些图素对象后，在运行系统窗口中对其进行相应的简单调试，从而以抽象的动画形式反映现场设备的实际运行情况。因此，调试过程在监控系统设计的过程中占据极其重要的地位，它旨在实现动态的图形画面能够准确显示实际的生产过程，并且能够完善监控系统设计的漏洞。 为了实现监控系统与PLC系统的准确连接和正常通信，其监控系统的调试过程分为两方面内容。 （1）监控系统的脱机调试过程。 （2）监控系统与系统PLC的

22、通信调试过程。 电气技术在净水处理中的应用意义电气技术在净水处理中的应用意义 自动控制与调度系统功能上实现生产过程工艺参数检测、设备运行状态监控，达到优化运行的目的。实现全厂信息管理系统和工业自动化控制网络的统一，达到全厂的生产数据共享和管理信息共享。 自动化建设在水处理过程中的意义： 1、可实现中心控制室集中控制，节约大量人力。 2、通过自动化系统自动控制以及全厂合理调度，工艺参数优化，实现降低电能、药耗、水耗的目的。 3、减低工作人员劳动强度，使水厂生产的稳定性和可靠性得到提高。 4、出厂水水质达到或优于国家标准。 电气技术在污水处理中的应用电气技术在污水处理中的应用 常见污水处理控制系统

23、介绍常见污水处理控制系统介绍 上个世纪九十年代以前，国内的污水处理厂一般采用手动控制或者小范围的计算机控制。九十年代中期，随着计算机技术的突飞猛进，污水处理厂的自动化程度也在不断的提高，PLC、工控机等也在新建的污水处理厂中普及开来，特别是最近几年新建成的污水处理厂一半以上采用了计算机自动控制技术。 随着自动化水平的不断提高及其在社会各方面的应用越来越广泛，自动化系统在污水处理这一方面发挥其强大的优势，下面介绍城市污水处理厂自动化系统的结构形式，以及网络化数据监控系统在处理厂自动化监控的基础上，实现处理厂全自动化管理。 下图为污水处理厂的典型工艺的拓扑结构： 污水处理工艺拓扑图污水处理工艺拓扑

24、图 污水处理流程及控制设计污水处理流程及控制设计 污水处理就是利用各种不同的方法，将污水中所含的污染物质分离或者将其转化为无害物质，从而使污水得到净化的过程。 污水处理是系统工程的结合，一般是遵循先易后难、先简后繁的规律。即首先去除大块杂物，然后再依次去除悬浮固体、胶体物质和溶解物质，先采用物理方法，然后使用化学方法和生物法。典型的一、二、三级处理工艺流程图。 一级处理工艺流程图： 二级处理工艺流程图： 三级处理工艺流程图： 污水预处理段污水预处理段 污水预处理污水预处理 污水一级处理，一般分为：调节段、格栅段、出砂段和初沉段。（某些工艺中还包括撇油、捞毛等特俗处理段。） 1、调节段：调节段由

25、一个或数个调节池组成，用于衡量调节污水水量和水质。另外调节池还可以起到临时储存事故排水的作用。 2、格栅段：格栅段一般由数套格栅机组成。格栅机由一组平行的金属或非金属栅条组成，一般呈6075度倾斜安装于污水入口渠道或者提升泵集水池进口处，用来截留大块固体物，如草木树叶纤维、毛发、果皮木屑、菜叶和塑料等杂物，防止管道阀门和泵类设备堵塞损坏。 3、除砂段：一般由沉砂池和砂水分离器组成。从污水中分离出密度较大的沙粒等颗粒的构筑物叫沉砂池，其沉淀特性为自由沉淀。沉砂池一般设置在虹吸管、沉淀池、泵站前，保护水泵和管道免受磨损和堵塞，减轻沉淀池负荷。 调节池 格栅段 旋流沉砂池除砂机 污水处理段污水处理段

26、 污水处理段包括一次分配井、氧化沟、二次分配井、污泥泵房、二次沉淀池、接触消毒池等，这些是污水二级处理的核心构筑物。 1、一次分配井：为一圆型构筑物，在一次分配井内设置两套调节式手电两用闸门，每套闸门有一只管道和一套氧化沟相连，打开一次分配井闸门，可以向对应的氧化沟进水。 2、氧化沟：污水通过氧化沟的外沟底部进水管进入氧化沟，经过多次循环后沿外、中、内的顺序进入内沟循环，最后由内沟的出水闸门流至二次分配井。 3、接触消毒池：经过处理的清水流入接触消毒池，接触消毒池内清水和消毒药剂混合，经测量COD、流量后，排出。 4、污泥回流泵房：泵房内设置回流污泥泵和剩余污泥泵，还有回流污泥管路和剩余污泥管

27、路上均设置电磁流量计，用来计量回流量和出泥量。 沉淀池 接触消毒池 污泥回流泵房 污泥处理段污泥处理段 在接下来的二级沉淀池中，污泥将从废水中分离出来，并再次回到生物处理阶段。此时，污泥循环就形成了闭合态。为平衡污泥量的增长，需要将其从过程中分部分去除。从二级沉淀池中溢出的清洁水随后流经沙石过滤料，有时再流过消毒池，再进入流程末端，如流入附近的河中。剩余的污泥将经过化学处理、机械脱水，然后运送到污泥处置机，或者最后焚烧掉。下图为污泥的各种处理方式： 污水处理厂的过程控制设计污水处理厂的过程控制设计 1、粗格栅和细格栅的过程控制：两条格栅栅道前后均设置一套手电两用闸门，细格栅的栅前栅后均设置超声

28、波液位探测器。 2、污水提升泵的运行过程控制：污水提升泵房设置超声波液位探测器，用液位信号控制控制泵的启停。 3、旋流沉砂池除砂系统的过程控制：每套旋流除砂机包括旋流器、鼓风机、电磁阀各一台，当有污水泵运行时，砂水分离器和处于主用状态的旋流除砂机均启动运行，即旋流器、鼓风机、电池阀、和砂水分离器同时打开。当检测到旋流器、鼓风机或电磁阀故障时，程序将对故障设备停机，并产生一条三级报警信息。 4、氧化沟曝气设备的运行过程控制：氧化沟中曝气转碟设备的控制方式是溶解氧浓度控制和时间控制相结合的控制方式。 5、污泥回流和排放部分的过程控制。：污泥回流系统程序主要控制污泥回流泵的运行和停止。 6、污泥处理

29、部分的过程控制：空气压缩机倾斜皮带运输机水平皮带运输机污泥浓缩脱水机清洗水泵加药泵污泥泵。 污水处理厂污水处理厂PROFIBUSPROFIBUS现场总线设计现场总线设计 PROFIBUS（Process Field Bus）是德国标准DIN19245和欧洲标准EN50170，也是IEC标准IEC61158。PROFIBUS可以用于制造自动化、过程自动化，以及交通、电力等领域的自动化，实现现场及的分散控制和车间级或厂级的集中监控。 PROFIBUS含有三个兼容协议：PROFIBUSDP（Decentralized Periphery，分散外围设备），PROFIBUSPA（Process Auto

30、mation，过程自动化），PROFIBUSFMS（Fieldbus Message Specification，现场总线报文规范）。 PROFIBUSDP传输速率最高为12Mbit/s，主要用于现场级和装置级的自动化。 PROFIBUSPA传输速率为31.25Kbit/s，主要用于现场级过程自动化，具有本质安全和总线供电特性。 PROFIBUSFMS主要用于车间级或厂级监控，构成控制和管理一体化系统，进行系统信息集成。 污水处理厂自动控制系统设计污水处理厂自动控制系统设计 污水处理厂的控制系统分为现场控制层、集中控制层和远程监控层。 现场控制层包括工艺设备的现场控制箱、按钮箱、仪表设备的探头

31、、传感器、变送器和一体执行设备等。现场控制层直接面向工艺设备和生产过程，是最底层、优先级最高的控制层。现场控制层负责采集工艺设备的运行状态，仪表的检测信号一级执行器的状态，并传送给集中控制层，然后接收集中控制层的指令，对现场设备和执行装置进行控制。 基于西门子PLC技术的污水处理厂控制系统设计与实现，PLC主站位于变配电间，负责读取和写入从站数据，并与远程监控层通讯。由PLC做主站，挂接PROFIBUSDP从站，PROFIBUSDP从站特点是组态灵活、速度快、操作简洁。 PLC PLC硬件组态硬件组态 西门子公司的SIMATIC的Step7是可编程控制器的组态和编程的标准软件包。主要包括： （

32、1）SIMATIC管理器（SIMATIC Manager)：管理属于一个自动化项目的所有数据。 （2）符号编辑器：用于创建和管理所有的全局符号。 （3）硬件组态：对自动化项目的硬件进行组态和参数设置。 （4）硬件诊断：可以对PLC站的各硬件模块进行在线状态诊断，显示相关故障信息和状态信息。 （5）NetPro网络组态：用于组态通讯网络连接，包括网络连接的参数设置和网络中各个通讯设备的参数设置。 硬件组态 网络组态 上位机组态软件上位机组态软件 上位机利用WinCC作为开发平台进行监控软件开发，主要实现以下几张功能： （1)工艺流程图及运行参数的控制显示。 （2）数据查询。 （3）报警功能。 （

33、4）报表功能。 全局图全局图 格栅系统格栅系统 水处理综合厂房水处理综合厂房 污泥处理系统污泥处理系统 我国水处理面临的主要问题我国水处理面临的主要问题 1 1、水处理技术的发展缺少完整学科的支持、水处理技术的发展缺少完整学科的支持 水处理技术发展到今天，作用已十分重要，然而没有一个完整的学科支持。一是当前水处理技术与工程的概念和内涵已经发生了变化，早期给水处理和废水处理的内容已不符合“将水质不合格的原料水加工成符合标准的产品水”现代水处理概念。二是参与水处理工作的主体力量是早期的给水排水专业、环境工程专业和化工专业人员。尚没有能全面掌握给排水和废（污）水处理技术真正意义的水处理技术与工程专业

34、人员。三是从水处理技术与工程实践看，水处理应是一门在给排水与废水处理基础上的更多地依附于高新科学技术，依附于化学技术与工程、生物技术与工程、电子与信息工程和新材料的边缘学科。 2、缺乏先进水处理技术支持缺乏先进水处理技术支持 我国的水处理技术发展缓慢并且相对落后，与欧美发达国家相比，差距还是比较大的。目前全国城市污水处理率不到40%水处理技术落后、水处理产业弱小、研究力量薄弱，导致水的有效利用水平低下。 3 3、水源污染严重、水源污染严重 根据相关资料，我国532条河流82%已受到不同程度的污染，流经全国42个大中城市的44条河流中93%被污染，其中严重污染的占79%。全国97%的大中城市地下

35、水受到严重污染。水库、湖泊由于富营养化藻类滋生而污染严重。近年来，随着农药用量的增加和乡镇企业的发展，水体污染由点到面、由干流到支流扩展的趋势。增大了水处理的难度。 4 4、供水水质要求提高、供水水质要求提高 2001年6月7日，我国颁布了新的生活饮用水卫生规范，相关标准的执行，对于水处理来说其出水水质标准有很大的提高。并且国家还在考虑制定水质的行业标准。对于经济技术发达地区和城市在保障公共健康的基础上将提出更高的水质标准。 5 5、水资源的综合利用、水资源的综合利用 水资源的开发和利用获得最大经济效益、社会和环境效益，满足社会经济发展对水量和水质日益增长的要求，同时维护水资源的水文、生物和化

36、学等方面的自然功能以及维护和改善生态环境的前提下，合理充分利用水资源，使经济建设和水资源保护同步发展。 水处理迫切需要解决的控制问题水处理迫切需要解决的控制问题 目前应用最广泛的的控制系统是第四代控制系统，即集散控制系统（DCS，Distributed Control System），还有就是20世纪90年代后期，人们 在DCS的基础上开始开发适用于工业环境的网络结构和网络协议的现场总线和及现场总线仪表的控制系统，即现场总线控制系统（FCS，Fieldbus Control System)。 DCS的缺点也十分明显。首先它是一种数字-模拟混合系统，DCS的现场仪表仍然使用传统的模拟仪表，以DC420mA传递信号，其可靠性差，安装维护成本高；其次互换性差，各制造商的DCS自成标准，不能互换，给用户在使用和维修上增加困难；三是模拟仪表只具有检测、变换、补偿等功能。 FCS由于各个国家各个公司的利益之争，虽然早在1984年国际电工技术委员会/国际标准