吳彥增

中天設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司 吉林 長(zhǎng)春 130061

我國(guó)社會(huì)的不斷發(fā)展，人們普遍開始重視自己生活的環(huán)境，而工業(yè)發(fā)展伴隨著廢棄物的排放，這已經(jīng)贏得了全社會(huì)的廣泛關(guān)注，在我國(guó)各個(gè)地區(qū)都展開了就工業(yè)廢水和生活污水進(jìn)行有效處理的行動(dòng)[1]。但污水處理這一過程是一個(gè)復(fù)雜的機(jī)制聯(lián)動(dòng)。需要不同設(shè)施設(shè)備管理體系進(jìn)行合作，在過程中如何進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化成為了控制整體運(yùn)行成本的關(guān)鍵，為節(jié)約企業(yè)經(jīng)營(yíng)成本，提高經(jīng)濟(jì)收益，達(dá)到更好的污水處理效果，使污水處理過程與生產(chǎn)過程能夠形成更強(qiáng)力的綁定，就需要企業(yè)依照污水處理過程的實(shí)際工作內(nèi)容，在新材料新技術(shù)以及新型管理模式的幫助下進(jìn)行能源節(jié)約，實(shí)現(xiàn)控制成本。

1 .污水節(jié)能處理現(xiàn)階段所存在的問題

相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展，在污水處理方面有了更多的選擇?，F(xiàn)階段污水處理通過機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)來完成，對(duì)水質(zhì)進(jìn)行改善。整個(gè)污水處理過程需要數(shù)十項(xiàng)工藝的前后合作才能夠完成，而在各個(gè)階段面對(duì)不同數(shù)量不同類型的污水形式處理過程中，所需消耗的能量也有所區(qū)別。因此如果能夠把污水處理過程中，各個(gè)階段實(shí)際消耗能量量化體現(xiàn)并依照此為目標(biāo)進(jìn)行精準(zhǔn)的調(diào)控，就可以實(shí)現(xiàn)污水處理能源消耗量的大幅度降低，為企業(yè)實(shí)現(xiàn)節(jié)約經(jīng)營(yíng)成本，提高經(jīng)濟(jì)收益的效果。發(fā)達(dá)國(guó)家由于社會(huì)發(fā)展速度更快，所以在上世紀(jì)80年代就已經(jīng)認(rèn)識(shí)到污水處理的重要性，并著手進(jìn)行了相應(yīng)的研究工作，在長(zhǎng)時(shí)間的污水處理過程中，他們總結(jié)出了很多經(jīng)驗(yàn)，目前我國(guó)的污水處理廠雖然所使用的硬件設(shè)備已經(jīng)達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)，但是由于缺乏足夠時(shí)間的經(jīng)驗(yàn)積累，所以我們?cè)谂c這些設(shè)備進(jìn)行磨合以及應(yīng)用的過程中，往往不能夠完全發(fā)揮這些硬件設(shè)備的潛力。目前很多地區(qū)的污水處理廠所配備的技術(shù)人員，在工作經(jīng)驗(yàn)以及技能知識(shí)等方面還存在一定的不足，所以沒有足夠的人力資源來填補(bǔ)設(shè)備操作養(yǎng)護(hù)機(jī)制的運(yùn)行一部分設(shè)備無法得到有效的利用和管理。生產(chǎn)企業(yè)配套產(chǎn)生的污水處理系統(tǒng)，沒有依照設(shè)備的運(yùn)行養(yǎng)護(hù)規(guī)律來設(shè)定相應(yīng)的管理機(jī)制，缺乏專業(yè)人員對(duì)其進(jìn)行定期養(yǎng)護(hù)，也使得一些設(shè)備在投入使用之后不久就出現(xiàn)了故障[2]。

除此之外不同的生產(chǎn)污水類型所需進(jìn)行的處理方式也有所區(qū)別，應(yīng)根據(jù)企業(yè)實(shí)際的污水雜質(zhì)來選擇適配的污水處理方式，而這種細(xì)化的分類需要一定時(shí)間的磨合和整理。并且這種細(xì)化分類也僅僅是優(yōu)化污水處理過程的第1步，緊接著我們就要根據(jù)不同污水類型的處理模式和設(shè)施設(shè)備運(yùn)行機(jī)理，進(jìn)行各階段能源消耗數(shù)量的統(tǒng)計(jì)，編制一套完善的程序，能夠根據(jù)不同的處理任務(wù)處理對(duì)象，選擇最合適最低耗的處理方法。我國(guó)作為后進(jìn)入污水處理領(lǐng)域的國(guó)家，具有一定的后發(fā)優(yōu)勢(shì)，例如很多控制系統(tǒng)，我們可以轉(zhuǎn)由遠(yuǎn)程智能操作來進(jìn)行，這樣一來就可以實(shí)現(xiàn)更高精度的控制，并且遠(yuǎn)程控制可以基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，這樣一來單一處理核心可以覆蓋更多的污水處理設(shè)備，完成更多的污水處理任務(wù)，在一些勞動(dòng)強(qiáng)度較大的工作崗位，甚至可以利用信息化處理手段來替代傳統(tǒng)的人工操作，既可以提高精確度和反應(yīng)速度也可以降低誤操作的可能性[3]。

2 .遺傳算法的污水控制參量DO的優(yōu)化分析

污水處理過程中的 SBR 過程是一個(gè)耗氧過程，在進(jìn)行處理時(shí)，需要有充足的氧氣保證微生物能夠完成正常的有氧活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)污水中所存在的廢料進(jìn)行分解。在處理過程中就要保證整個(gè)過程的供氧量，符合微生物需求，讓其有合適的環(huán)境生存和活動(dòng)[4]。如果供氧量不足，微生物數(shù)量會(huì)縮減，污泥的降解效率就會(huì)大大降低，最終實(shí)現(xiàn)的污水處理效果也會(huì)隨之變差，需要反復(fù)進(jìn)行污水處理，這樣一來處理單元污水所需投入的成本就會(huì)大幅度提升。DO系數(shù)是污水處理過程中耗氧量的參數(shù)，DO系數(shù)測(cè)定儀器的采購(gòu)單價(jià)較低，使用便捷能夠快速為技術(shù)人員提供數(shù)據(jù)支持對(duì)污水中微生物在分解過程中所需使用的氧氣量進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)估，是一種得到廣泛應(yīng)用的氧氣濃度測(cè)試儀器。技術(shù)人員可以根據(jù)儀器的數(shù)值來判斷當(dāng)前污水中微生物的有氧運(yùn)動(dòng)速度，通過調(diào)控氧氣濃度來控制有氧活動(dòng)的速度，確保待分解的雜質(zhì)能夠被有效處理。遺傳算法是基于遺傳機(jī)理和自然選擇作為理論基礎(chǔ)，對(duì)DO參數(shù)進(jìn)行直觀控制，模擬自然環(huán)境選擇條件下的變異與繁殖現(xiàn)象，作用于污水處理過程，降低傳統(tǒng)污水處理所需消耗的能源。而且配套設(shè)施設(shè)備采購(gòu)單價(jià)低廉，應(yīng)用簡(jiǎn)單，便于大規(guī)模推廣，在整個(gè)處理周期中，所花費(fèi)的成本也能夠得到很好的控制。

3 .污水處理中的電器低能源消耗的優(yōu)化分析

無論是執(zhí)行哪種內(nèi)容的污水處理任務(wù)，都需要有電器設(shè)備的加入和支持，電器設(shè)備在開啟運(yùn)行過程中會(huì)消耗能源，但污水處理過程是由若干個(gè)此環(huán)節(jié)共同構(gòu)成的。在這些子環(huán)節(jié)設(shè)置的電器設(shè)備只有在污水處理進(jìn)行到該階段時(shí)才能發(fā)揮效果，但過去污水處理設(shè)備缺乏分段供能的概念，一旦開啟整個(gè)系統(tǒng)的所有電器設(shè)備都同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)造成了空耗。除此之外，在污水處理過程中，線路上的能源消耗也是一個(gè)不能被忽視的環(huán)節(jié)，在污水處理過程中，要盡可能避免線路老化或磨損，選擇適合工作任務(wù)的變壓裝置對(duì)其內(nèi)部的三相線路功耗損壞方面知識(shí)要有全面的了解，在日常使用和之后的維護(hù)過程中，要仔細(xì)檢查線路消耗和損害情況，在整個(gè)污水處理過程中，需要大量的電線電纜及分布，具有嚴(yán)格的要求，要盡可能縮短[5-6]。不必要的配電線路降低電能在線路中傳輸所造成的消耗電阻的大小與電路的長(zhǎng)度、材料有密切的關(guān)系，應(yīng)該根據(jù)布線方案選擇合適的材料。降低在電力傳輸過程中，由于材料或線路長(zhǎng)度所導(dǎo)致的能源消耗情況可以遵循最優(yōu)化原則，盡可能縮短變壓器與負(fù)荷中心所存的距離，這樣一來就可以有效降低電流在電路中行進(jìn)的長(zhǎng)度，減少過程中由于發(fā)熱而造成的能耗[7]。

4 .污水處理節(jié)能優(yōu)化控制的未來發(fā)展方向

污水處理主要是基于專業(yè)機(jī)械設(shè)備互相配合來完成的，人工參與在其中的占比很小，因此我們可以給予全機(jī)械化控制的角度來分析。強(qiáng)化信息技術(shù)的價(jià)值，讓各環(huán)節(jié)的設(shè)備能夠更緊密的聯(lián)系起來，通過傳感器終端的接收和發(fā)送，讓各環(huán)節(jié)的機(jī)械設(shè)備將當(dāng)前工作狀態(tài)信息及時(shí)的反饋?？刂浦行?，通過收集整理各階段各節(jié)點(diǎn)的設(shè)備運(yùn)行信息，就可以了解到當(dāng)前各個(gè)區(qū)域設(shè)施設(shè)備的工作狀態(tài)，在根據(jù)其所處的位置和相關(guān)聯(lián)的處理邏輯進(jìn)行機(jī)械計(jì)算，就可以得出在當(dāng)前模型的運(yùn)行過程中，各環(huán)節(jié)設(shè)施設(shè)備能耗與產(chǎn)出的幣值，如果發(fā)現(xiàn)能耗過高，卻基本處于空轉(zhuǎn)時(shí)，就可以對(duì)該部分內(nèi)容進(jìn)行精細(xì)化調(diào)整。通過直接下達(dá)數(shù)據(jù)指令的方式，來降低當(dāng)前未處于正常工作狀態(tài)環(huán)節(jié)的能源消耗上限[8]。以及通過集中把握的方式，對(duì)整個(gè)污水處理系統(tǒng)，各個(gè)環(huán)節(jié)，各個(gè)階段所需消耗的能量進(jìn)行精確入微的控制，并且一階段的時(shí)間完成計(jì)算和指令下達(dá)。

結(jié)束語：經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，雖然給工業(yè)發(fā)展帶來了良好的機(jī)遇，同時(shí)工業(yè)經(jīng)濟(jì)效益也取得了穩(wěn)定的增長(zhǎng)，但是工業(yè)廢水的排放問題一直沒有得到妥善處理，對(duì)環(huán)境造成的污染和影響越來越嚴(yán)重。污水得不到妥善處理，勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致大氣環(huán)境、生態(tài)環(huán)境的惡化，久而久之，人們的生存環(huán)境也會(huì)遭受到嚴(yán)重的打擊。除了工業(yè)廢水之外，人們?nèi)粘Ｉ钪械纳钗鬯畬?duì)環(huán)境造成的影響也相對(duì)比較嚴(yán)重?，F(xiàn)代社會(huì)發(fā)展過程中，無論各種各樣的能源，在日常發(fā)展過程中，都具有非常重要的作用，同時(shí)由于污水處理屬于高能工程項(xiàng)目之一，所以要想從根本上實(shí)現(xiàn)對(duì)能源的高效利用，就必須要對(duì)現(xiàn)有的污水處理工藝技術(shù)、手段等進(jìn)行優(yōu)化和完善，這樣才能夠保證水質(zhì)、水量的有效提升。污水處理在未來還會(huì)得到更大規(guī)模的普及，在我國(guó)龐大的工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模體量下，污水處理所需面對(duì)的處理對(duì)象數(shù)量也是一個(gè)天文數(shù)字，如果能夠在處理過程中降低10%的能耗，就能夠節(jié)約出巨額的能源用于其他領(lǐng)域。我國(guó)雖然在污水處理領(lǐng)域起步較晚，但是有后發(fā)優(yōu)勢(shì)可以通過加入信息化控制的方式來提高過程，使用效率，讓污水處理設(shè)備的能源消耗與產(chǎn)出達(dá)到一個(gè)合理的水平。