Gongyi yu Jishu◆工藝與技術(shù)|污水處理中自控系統(tǒng)的應(yīng)用朱忠華(太平洋水處理工程有限公司,江蘇南通226001)摘要:結(jié)合福建省福州市洋里污水處理廠一、二期工程實(shí)例，介紹了污水處理中自控系統(tǒng)的應(yīng)用,并總結(jié)了當(dāng)前階段自控系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中存在的問(wèn)題以及應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞:污水處理:自控系統(tǒng):監(jiān)控方式;系統(tǒng)控制0引言1福州市洋里污水處理廠一、二期工程工藝流程簡(jiǎn)介污水(Sewage, Wastewater) ,通常指受到- -定污染,來(lái)自生活和福州市洋里污水處理廠是福州市的重點(diǎn)工程,一期 20萬(wàn)m/d,生產(chǎn)的廢棄水。污水主要有生活污水.工業(yè)廢水和初期雨水。污水采用氧化溝工藝,二期 10萬(wàn)m/d污水處理采用AAO脫氨除磷工的主要污染物有病原體污染物、耗氧污染物、植物營(yíng)養(yǎng)物、有毒污藝。染物等,某些物質(zhì)含量異常升高，可能對(duì)生態(tài)構(gòu)成危害,還可造成該廠一期、二期構(gòu)筑物工藝流程如圖1、 圖2所示。嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。污水處理(Sewage treatment, Wastewater treatment),是指為使2監(jiān)控方式污水達(dá)到排水某-水體或再次 使用的水質(zhì)要求,采取物理的、化學(xué)本工程主要生產(chǎn)性構(gòu)筑物為:細(xì)格柵及旋流沉砂池、氧化溝(一期)、AAO生物反應(yīng)池(二期)、二沉池、鼓風(fēng)機(jī)房、污泥濃縮池、的或生物的處理方法對(duì)污水進(jìn)行凈化的過(guò)程。我國(guó)污水處理產(chǎn)業(yè)發(fā)展較晚，早期的污水處理主要是通過(guò)管化學(xué)除磷池?，F(xiàn)場(chǎng)部分采用可編程控制器(PLC)，監(jiān)控部分采用工控機(jī),兩網(wǎng)排放到外圍下游水體中，利用大自然水體的稀釋以及自?xún)糇饔谜咄ㄟ^(guò)工業(yè)以太網(wǎng),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊連接的監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集和交換。進(jìn)行的簡(jiǎn)單處理,建國(guó)以來(lái)到改革開(kāi)放前,我國(guó)污水處理的需求主全廠采用集中監(jiān)測(cè).分散控制的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),完成整個(gè)污水廠要是以工業(yè)和國(guó)防尖端使用為主。改革開(kāi)放后,國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)的過(guò)程顯示、監(jiān)測(cè)、控制、故障報(bào)警。展和人民生活水平的顯著提高，使得污水的水量急劇加大,水質(zhì)污整個(gè)污水處理流程有多個(gè)監(jiān)控點(diǎn)，包括液位、壓力、流量、pH染指數(shù)越來(lái)越高,大自然水體已不堪重負(fù)。這種情況下,我們不得值、溶解氧、濁度、電導(dǎo)率、氧化還原電位.COD.頻率、設(shè)備運(yùn)行狀已加大了污水的處理力度，拉動(dòng)了污水處理的需求。進(jìn)入20世紀(jì)態(tài)等。90年代后,我國(guó)污水處理產(chǎn)業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展期,污水處理需求的增3系統(tǒng)控 制說(shuō)明速遠(yuǎn)高于全球水平。在污水處理管理方面,早期主要是由技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)采樣,再由該廠采用的自動(dòng)化控制系統(tǒng)主要包括以下幾個(gè)部分:中央控實(shí)驗(yàn)室分析,憑經(jīng)驗(yàn)調(diào)試。如果污水處理的工藝段多、構(gòu)筑物多、水制室監(jiān)控設(shè)備.可編程控制器(PLC)部分、檢測(cè)儀表部分、避雷部量水質(zhì)不穩(wěn)定,指標(biāo)多、雜且時(shí)效性強(qiáng),技術(shù)和管理人員就會(huì)處于分、閉路監(jiān)控部分。目的在于使廠方能夠及時(shí)了解和掌握污水廠處疲于應(yīng)付的尷尬境地。隨著我國(guó)將自控系統(tǒng)漸漸應(yīng)用到污水處理理過(guò)程的運(yùn)行工況、工藝參數(shù)的變化及大小、優(yōu)化各工藝流程的運(yùn)工藝過(guò)程中,結(jié)束了全部用人工或簡(jiǎn)單的電器控制的落后局面，節(jié)行、保證出水水質(zhì)、降低處理成本、節(jié)省能耗、提高運(yùn)行管理水平，省了大量人力資源和能源，實(shí)現(xiàn)了精確控制,提高了管理水平,為使污水處理廠能長(zhǎng)期正常穩(wěn)定地運(yùn)行,取得最佳效益。節(jié)能減排和構(gòu)建社會(huì)主義和諧社會(huì)作出了貢獻(xiàn)。該廠主要在以下工藝過(guò)程中設(shè)置了自動(dòng)控制系統(tǒng):投入使用。例如，重慶大學(xué)開(kāi)發(fā)的虛擬實(shí)時(shí)噪聲倍頻程分析儀，它造與研究, 2009(5)實(shí)現(xiàn)了噪聲總聲壓級(jí)、各種計(jì)權(quán)聲壓級(jí)及相應(yīng)倍頻程的實(shí)時(shí)測(cè)量[4] P. J. Mosterman, et al. Virtual Engineering Laboratories:De-和分析[7。又如，清華大學(xué)利用虛擬儀器技術(shù)開(kāi)發(fā)了汽車(chē)發(fā)電機(jī)檢sign and Exper iments [J]. Journal of Engineering Educa-修裝置,用于汽車(chē)發(fā)電機(jī)出廠前的自動(dòng)檢測(cè)[3。tion, 1994,83(3)[5] 高印寒，馬增治，等.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及其在機(jī)械工程中的應(yīng)用[J].3結(jié)語(yǔ)吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版) , 2003(2)對(duì)虛擬液壓測(cè)試系統(tǒng)的模擬，證明了虛擬儀器技術(shù)取代傳統(tǒng)[6]瞿葉高，卜長(zhǎng)根，等.虛擬樣機(jī)技術(shù)在地質(zhì)工程機(jī)械領(lǐng)域的應(yīng)用研儀器手段在機(jī)械工程領(lǐng)域應(yīng)用方面的先進(jìn)性和實(shí)用性，對(duì)構(gòu)建其究[J].探礦工程，2006(11)他測(cè)量、測(cè)試系統(tǒng)具有很好的借鑒作用。建立在虛擬儀器技術(shù)基礎(chǔ)7]楊昌棋,秦樹(shù)人，等.基于FFT的處擬實(shí)時(shí)噪聲倍頻程分析儀[J].上的各種功能強(qiáng)大、性能優(yōu)良的先進(jìn)儀器將層出不窮,使用虛擬儀測(cè)控技術(shù)，20009)器進(jìn)行研究、設(shè)計(jì)、測(cè)試將成為一種趨勢(shì),虛擬儀器技術(shù)必將得到[8] 韓正盛.虛擬儀器技術(shù)及應(yīng)用[J].現(xiàn)代計(jì)量測(cè)試，1997(4)更為長(zhǎng)足的發(fā)展，并更加廣泛地應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。羅[參考文獻(xiàn)][1]周文委虛擬儀器技術(shù)及其教學(xué)應(yīng)用[].浙江工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2007中國(guó)煤化工(1MHCNMHG[2]楊琪文.虛擬儀器在機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)中的應(yīng)用與開(kāi)發(fā)研究[J].揚(yáng)收稿日期:20州職業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2008(3)作者簡(jiǎn)介:張國(guó)旺(1989- -), 男，天津人，研究方向:機(jī)械工程及自[3]崔玉理.虛擬技術(shù)在機(jī)械液壓系統(tǒng)中故障診斷的應(yīng)用[].機(jī)械制動(dòng)化。機(jī)電信息2012 年第6期總第324期93" 工藝與技術(shù)◆Gongyi yu Jishu少回連.吸管將污泥排到回流及剩余污泥泵房。污泥泵房設(shè)3臺(tái)回流污泥泵(變頻)和3臺(tái)剩余污泥泵，剩余污泥泵除受泥位高低控制00000位回0-~外，還受進(jìn)水量大小變化的控制。原則上砂渣外運(yùn) ，污泥回流量與進(jìn)水量為1 : 1,根據(jù)工藝要回流河泥求和工廠穩(wěn)定操作，每天定時(shí)定量啟動(dòng)潛污泵，將剩余污泥排入污泥濃縮池，防止:軍進(jìn)水泵房污泥上清液留鹽成鐵些加藥間除磷池沉淀污泥發(fā)生腐敗。監(jiān)視二沉池的泥位、溫度溶解氧和出水量。監(jiān)視一沉池出口外運(yùn)填埋漆利余污泥的pH值、COD值、BOD值、氨氮值、溶解氧值。監(jiān)視進(jìn)入AAO生化反應(yīng)池的污泥除磷池污泥壓力和MLSS值。圖1洋里污水處理廠- -期工藝流程框圖(7)化學(xué)除磷加藥系統(tǒng)的控制。我們山網(wǎng)流根據(jù)容積比設(shè)置了一套自動(dòng)控制配藥系統(tǒng)。加藥系統(tǒng)按照預(yù)先編制的程序運(yùn)行，定時(shí)加藥、配水及攪拌。首先進(jìn)行藥液的000EO- t配置控制，由PLC根據(jù)所確定的容積比自動(dòng)控制除磷劑原液與稀釋水的投加量，配，__ ,制成所需濃度的除磷藥劑;在配藥池上還設(shè)有超聲波液位計(jì)，液位信號(hào)送至PLC,r一鼓鳳機(jī)房當(dāng)藥液量和水量比例滿足配比要求,配藥過(guò)程結(jié)束后,PLC自動(dòng)控制打開(kāi)配藥池出外區(qū)填埋剩余污泥口的電動(dòng)球閥，進(jìn)入加藥階段。除磷藥劑F-國(guó)的投加量由PLC控制計(jì)量泵完成。(8)脫水機(jī)房控制。脫水機(jī)房設(shè)帶式脫水機(jī)及全部附屬裝置,負(fù)責(zé)脫水、加藥、圖2洋里污水處理廠二期工藝流程框圖進(jìn)泥、出泥、反沖洗等設(shè)備的聯(lián)鎖控制，整(1)轉(zhuǎn)鼓細(xì)格柵的控制:由液位差計(jì)測(cè)量轉(zhuǎn)鼓細(xì)格柵前后的液套脫水系統(tǒng)按照預(yù)先編制的程序運(yùn)行,PLC負(fù)責(zé)對(duì)各設(shè)備的運(yùn)行位差,如液位差超過(guò)預(yù)先設(shè)定值,則檢測(cè)到轉(zhuǎn)鼓細(xì)格柵已堵塞,此情況進(jìn)行監(jiān)控及聯(lián)鎖保護(hù)。1) 監(jiān)視剩余污泥的流量和污泥累計(jì)量:時(shí)轉(zhuǎn)鼓細(xì)格柵開(kāi)始工作,直到液位差低于預(yù)先設(shè)定值。如果液位差2)監(jiān)視污泥液位和MLSS值;3)當(dāng)污泥液位高于上限值時(shí)，啟動(dòng)螺繼續(xù)增加，則發(fā)出報(bào)警。轉(zhuǎn)鼓細(xì)格柵也可按照時(shí)間繼電器的設(shè)置時(shí)桿泵， 將污泥送入污泥脫水間。間工作。(2)進(jìn)水泵站的控制:在進(jìn)水渠道中安裝了巴氏計(jì)量槽，實(shí)時(shí)4總體評(píng)價(jià)測(cè)量進(jìn)水流量并在現(xiàn)場(chǎng)及中央控制室電腦顯示器上顯示進(jìn)水泵站本工程所采用的污水處理自控系統(tǒng)借鑒、消化、吸收了國(guó)內(nèi)外的液位值，并自動(dòng)根據(jù)該液位值的高低控制8臺(tái)進(jìn)水提升泵的啟先進(jìn)的技 術(shù)成果,實(shí)現(xiàn)了污水處理全過(guò)程自動(dòng)控制，節(jié)省了大量人停，使6臺(tái)提升泵的運(yùn)行時(shí)間基本保持平衡,并在電腦上顯示出各力 資源和能源,能夠及時(shí)、準(zhǔn)確地反映工藝過(guò)程中各個(gè)工藝參數(shù)的臺(tái)提升泵的啟停狀態(tài)。變化情況,保證整套處理過(guò)程長(zhǎng)期穩(wěn)定、高效的運(yùn)行。(3)旋流沉砂池的控制:旋流沉砂池共6座，各由一套變速機(jī)5結(jié)語(yǔ)調(diào)整系統(tǒng)機(jī)構(gòu)控制箱就地控制，其轉(zhuǎn)盤(pán)的轉(zhuǎn)速和高度均可根據(jù)除綜上所述，污水處理的自控系統(tǒng)必須確保其基礎(chǔ)性設(shè)備如電砂效率和有機(jī)物分離效率進(jìn)行調(diào)整。沉砂池系統(tǒng)各設(shè)備的運(yùn)行狀動(dòng)閥門(mén)、計(jì)量泵刮泥機(jī)、潛水泵、細(xì)格柵、鼓風(fēng)機(jī)、污泥脫水機(jī)、儀態(tài)及故障信號(hào)送至中控室顯示監(jiān)控。(4)-期氧化溝的控制。 氧化溝的運(yùn)行控制為:在外溝道、中溝表、變頻器的優(yōu)質(zhì)性,否則無(wú)法實(shí)現(xiàn)自控。此外污水處理設(shè)備、儀道、內(nèi)溝道各設(shè)置1臺(tái)溶解氧測(cè)定儀，將檢測(cè)到的溶解氧數(shù)據(jù)送至表、自控模塊等在實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化方面仍然有很長(zhǎng)的路要走?！爆F(xiàn)場(chǎng)PLC控制站, PLC根據(jù)氧化溝中的溶解氧,按照預(yù)先編制好的[參考文獻(xiàn)]程序，自動(dòng)控制曝氣轉(zhuǎn)刷的運(yùn)轉(zhuǎn)臺(tái)數(shù)和運(yùn)行時(shí)間。(5)二期AAO生化反應(yīng)池與鼓風(fēng)機(jī)的控制:現(xiàn)場(chǎng)PLC對(duì)鼓風(fēng)[1]李文華。等.重慶市巫山縣污水處理廠工程自動(dòng)控制系統(tǒng)控制工程，2004(S2)機(jī)房、AAO生化反應(yīng)池的工藝參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，及時(shí)對(duì)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制。鼓風(fēng)機(jī)共4臺(tái),根據(jù)氣水比按污水量控制鼓風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù)。一旦確定鼓風(fēng)機(jī)開(kāi)啟臺(tái)數(shù)后，可根據(jù)AAO生化池各池的溶解氧測(cè)定的數(shù)據(jù)，將該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為空氣流量,計(jì)算出空氣需要量。再調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的頻率實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，從而達(dá)到鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量的調(diào)節(jié)。當(dāng)中國(guó)煤化工確定的鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行臺(tái)數(shù)滿足不了溶解氧值要求時(shí)，自動(dòng)增加鼓風(fēng)機(jī)以增加風(fēng)量,直至滿足要求。收稿.MYHCNMHG(6).二沉池、回流及剩余污泥泵房的控制。二沉池都安裝有鏈作者簡(jiǎn)介:朱忠華(1980--),男,江蘇如皋人，助理工程師，研究方板刮泥機(jī)，連續(xù)運(yùn)行可將污泥刮到二沉池后端的污泥斗,再通過(guò)虹向:水處理 工程施工、安裝調(diào)試。94