污水处理厂的自控工艺是现代污水处理的核心，它通过自动化控制系统（如PLC、DCS、SCADA）结合在线监测仪表，实现对污水处理全过程的高效、稳定、节能运行。以下是关键工艺环节的自控要点：
1. 预处理单元
格栅控制：
粗/细格栅： 根据时间间隔（定时启停）或格栅前后液位差（△h）自动启动清污。
螺旋输送机/压榨机： 与格栅联动运行。
提升泵房：
潜水泵控制： 根据集水井液位（H）自动启停泵（低停、高启、高高备启、高高报警）。
流量均衡： 通过液位反馈调节水泵频率或启停组合，稳定后续处理单元流量。
沉砂池：
排砂设备： 定时运行或根据砂量传感器信号启动。
曝气/搅拌控制： 根据进水流量或时间程序调节强度。
2. 生物处理单元（核心，以A²/O为例）
溶解氧（DO）控制：
关键参数： 厌氧区≈0mg/L，缺氧区<0.5mg/L，好氧区≈2mg/L。
控制方式：
PID控制： 根据DO在线仪反馈，自动调节鼓风机变频频率/导叶开度或曝气阀门开度。
前馈-反馈控制： 结合进水流量、氨氮浓度（前馈）和实时DO（反馈）调节曝气量。
混合液回流控制：
回流比控制： 根据设定回流比（R）和进水流量（Q），自动调节回流泵频率或阀门开度。
基于硝态氮（NO₃-N）控制： 缺氧区出口NO₃-N在线仪反馈，动态调整回流比（更精准除氮）。
污泥回流控制：
回流比控制： 根据设定回流比（R）和进水流量（Q）调节回流泵频率。
基于污泥浓度（MLSS）/泥位控制： 根据二沉池泥位或生物池MLSS在线仪反馈调节回流，保证生物量平衡。
碳源投加（如需要）：
比例控制： 按进水流量比例投加。
前馈控制： 根据进水COD/BOD实时数据调节。
反馈控制： 根据缺氧区出口硝态氮（NO₃-N）或总氮（TN）在线数据精确调整。
排泥控制（剩余污泥）：
污泥龄（SRT）控制： 核心策略。根据目标SRT、生物池MLSS浓度、处理水量自动计算并控制排泥泵/阀门开度及时间。
MLSS浓度控制： 维持生物池MLSS在设定范围内。
二沉池泥位控制： 防止泥位过高导致污泥流失。
3. 二沉池
刮/吸泥机控制： 定时运行或间歇运行。
排泥控制： 与生物处理单元的排泥控制联动（见上面污泥回流和排泥控制）。
出水堰板调节（少数）： 根据液位或负荷自动调节保持均匀出水。
4. 深度处理单元
混凝/絮凝加药控制：
比例控制： 按进水流量比例投加混凝剂（PAC等）、絮凝剂（PAM）。
前馈-反馈控制： 结合进水流量（前馈）和出水浊度/TP在线仪（反馈）自动调整加药泵频率。
滤池控制：
过滤/反冲洗控制： 根据过滤时间、滤池压差（△P）或出水浊度自动触发反冲洗程序（气冲、气水混冲、水冲）。
消毒控制：
紫外线消毒： 根据进水流量、紫外透光率（UVT）自动调节灯管开启数量和强度。
化学消毒（次氯酸钠等）： 按流量比例投加，结合出水余氯在线仪反馈调节。
5. 污泥处理单元
浓缩池： 根据泥位或时间控制排泥。
污泥脱水：
加药控制： 根据污泥流量和浓度（在线浓度计）自动调节絮凝剂投加量。
脱水机（离心机/带机/板框）联动： 自动顺序启停进泥泵、加药泵、主机、冲洗水泵等。
运行参数调节： 基于扭矩、差速（离心机）或滤饼厚度（带机）自动优化运行。
关键监测仪表（自控系统的基础）
监测点 关键在线仪表 控制作用
进水 流量计、pH、COD/CODcr、NH₃-N、TP、SS 负荷监测、前馈控制、加药依据
生物池 DO、MLSS、ORP(NO₃-N)、pH、温度 DO控制、排泥控制、回流控制、状态评估
缺氧/厌氧区出口 ORP、NO₃-N 碳源投加、回流比优化
二沉池出水 SS、浊度 评估沉淀效果
深度处理进水 TP、SS、浊度 化学除磷/过滤控制依据
最终出水 COD、NH₃-N、TP、TN、pH、余氯、流量 达标监控、消毒控制、排放记录
回流污泥 流量计、MLSS 回流比控制、生物量计算
剩余污泥 流量计、浓度计 排泥量（SRT）控制
控制系统架构
1. 现场层： PLC/DCS控制器、传感器（仪表）、执行器（阀门、泵、变频器）。
2. 监控层： SCADA系统（中控室），提供人机界面（HMI）进行数据监视、报警、历史记录、报表、远程操作。
3. 管理/优化层（可选）： MES系统、高级过程控制（APC）如模型预测控制（MPC）、人工智能（AI）优化模块，实现更智能的工艺优化和能耗管理。
4. 网络： 工业以太网/现场总线（如Profibus, Modbus）连接各层设备。
5. 冗余与安全： 关键控制器、网络、电源冗余；工业防火墙保障网络安全。
自控工艺的优势
稳定出水水质： 快速响应水质水量变化，减少超标风险。
节能降耗： 精确控制曝气量、泵频、加药量（如鼓风机能耗占全厂40%-60%，优化潜力大）。
减员增效： 减少人工操作强度，提高管理效率。
精细化管理： 数据记录追溯，优化工艺参数，科学决策。
安全保障： 超限报警联锁（如高液位、设备故障），避免事故。