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国际上，大规模的水污染治理是在第二次世界大战后，随着50年代经济的蓬勃发展带来的60年代日益严重性的环境污染而展开的。城市污水处理设施中，城市排水管线和城市污水处理厂的兴建和运行在水污染控制中发挥着骨干作用。至70年代末，美国投入了数千亿美元兴建了18000余座城市污水处理厂，英国、法国、德国更耗费了巨额资金兴建了7000至8000座城市污水处理厂。这些城市污水处理厂的投入对国家的水体污染改善起了关键的作用，也为人类治理水污染积累了丰富的经验。现在，这些国家的城市污水处理水平又有了进一步提高，兴建了一批具有脱氮除磷功效的设施，对水体质量改善和水环境保护起了重大的作用。
1.2 课题的背景
水是经济发展和社会可持续发展的一个重要因素。随着城市规模的不断扩大和人口的增加，水环境污染成了一大难题。城市污水是目前江河湖泊水域污染的重要原因，是制约许多城市可持续发展的主要原因之一。“环境保护”是我国的基本国策，我国制定的治理目标要求城市污水集中处理率达20%。目前，我国正处于城市污水处理事业的大发展时期，尤其随着国家西部大开发战略的实施，中国中西部环境与生态保护已被提上首要议事日程。未来10年，中国城市污水处理项目工程建设投资将超过2500亿元，其中城市污水处理设备投入约300亿元。采用先进、实用的技术改造传统工艺，在环保工程中广泛采用先进的自动控制技术，是推动环保产业升级，实现环保发展战略的重要环节。在这种形势下城市污水处理自动化控制系统无疑是一个具有巨大的社会效益、环境效益及经济效益的研究课题。
对于环境保护问题，国务院明确规定所有城市污染源都必须达到排放标。其中处理过的污水还可以循环再利用，由于我国是一个水资源匮乏的国家，而且时空分布上极不均匀，许多地区和城市严重缺水。所以水资源也是一种保护。因此，从环保、注水等多方面的因素考虑，对于城市污水处理非常有必要。因此，有效的结合目前最新的工艺状况、计量自控检测仪表使用、PLC 控制系统技术，将为当前城市污水处理控制系统提供有效的自控方法。
1.3 研究目的和意义
环境问题与资源人口问题已经被国际社会公认是影响可持续发展的三大关键问题。我国经济高速度连续增长，但污水处理技术却远远低于经济的发展。我国1990 年污水总量为414 亿吨工业废水为298 亿吨，2000 年污水总量为790亿吨工业废水为601亿吨。我国排入水体的总污染量目前还没得到控制85 以上的污水未经处理直接排入水体。尽管近年来我国政府已加大了对污水处理的管理和投资力度，但污染仍日趋严重80%的水域和45 %的地下水已被污染。90%以上城市水域严重污染水污染的日益加剧严重影响了我国的经济发展与城乡建设，同时给人民身体健康也带来了极大危害，已引起国家的高度重视。
我国有关部门制定了废水排放标准要求必须对污水进行综合治理，使其达到允许排入水体的程度以降低或消除对水体水质的不利影响。
目前现代化自动控制系统在欧美国家的一些城市污水处理厂中使用日益普遍，甚至实现全自动化无人值守控制模式。如美国爱阿华水厂在七十年代初开始研究微机自动控制水厂投加药剂1975年应用直接数字式计算机控制自动加矾运转一年就降低矾耗20吨，并且提高了管理水平和稳定了水质。此外苏联莫斯科水厂、日本东京朝霞水厂等也先后采用计算机自动控制水厂工艺取得较理想效果。现在许多美国大中型水厂均由一套集散型的自动控制系统进行控制，在厂区范围内设有若干台现场计算机对整个水处理过程实行多环路控制。其中包括沉淀过滤及反冲洗臭氧处理化学药剂投放泵房等设在中心控制室内的计算机主机从各个现场计算机中收集数据，并提供图表显示曲线各个设备动作记录设备故障报警等。在电子自动控制系统发生故障时，每一个自动控制过程都可切换成手动控制。我国污水处理厂自动化信息化管理水平相对偏低，大都是依靠手工操作通过复杂的电控柜监测和控制设备运行工艺的运行状况直观性很差，对运行人员的经验依赖性较大，随着污水处理工艺的不断改进工程的复杂程度也越来越大，传统的依靠运行人员人工操作和判断的方式越来越不能适应污水处理的要求。因此开发和应用先进的自动控制系统不仅可以提高污水处理和监控的自动化程度减轻监测人员与现场运行人员的劳动强度，也提高了对排污企业监测的连续性其意义是十分明显的。
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