污水处理中自控系统的应用

Gongyi yu Jishu◆工艺与技术|污水处理中自控系统的应用朱忠华(太平洋水处理工程有限公司,江苏南通226001)摘要:结合福建省福州市洋里污水处理厂一、二期工程实例，介绍了污水处理中自控系统的应用,并总结了当前阶段自控系统在实际应用中存在的问题以及应用前景。关键词:污水处理:自控系统:监控方式;系统控制0引言1福州市洋里污水处理厂一、二期工程工艺流程简介污水(Sewage, Wastewater) ,通常指受到- -定污染,来自生活和福州市洋里污水处理厂是福州市的重点工程,一期 20万m/d,生产的废弃水。污水主要有生活污水.工业废水和初期雨水。污水采用氧化沟工艺,二期 10万m/d污水处理采用AAO脱氨除磷工的主要污染物有病原体污染物、耗氧污染物、植物营养物、有毒污艺。染物等,某些物质含量异常升高，可能对生态构成危害,还可造成该厂一期、二期构筑物工艺流程如图1、 图2所示。严重的经济损失。污水处理(Sewage treatment, Wastewater treatment),是指为使2监控方式污水达到排水某-水体或再次 使用的水质要求,采取物理的、化学本工程主要生产性构筑物为:细格栅及旋流沉砂池、氧化沟(一期)、AAO生物反应池(二期)、二沉池、鼓风机房、污泥浓缩池、的或生物的处理方法对污水进行净化的过程。我国污水处理产业发展较晚，早期的污水处理主要是通过管化学除磷池。现场部分采用可编程控制器(PLC)，监控部分采用工控机,两网排放到外围下游水体中，利用大自然水体的稀释以及自净作用者通过工业以太网,实现数据通讯连接的监控及数据采集和交换。进行的简单处理,建国以来到改革开放前,我国污水处理的需求主全厂采用集中监测.分散控制的计算机控制系统,完成整个污水厂要是以工业和国防尖端使用为主。改革开放后,国民经济的快速发的过程显示、监测、控制、故障报警。展和人民生活水平的显著提高，使得污水的水量急剧加大,水质污整个污水处理流程有多个监控点，包括液位、压力、流量、pH染指数越来越高,大自然水体已不堪重负。这种情况下,我们不得值、溶解氧、浊度、电导率、氧化还原电位.COD.频率、设备运行状已加大了污水的处理力度，拉动了污水处理的需求。进入20世纪态等。90年代后,我国污水处理产业进入快速发展期,污水处理需求的增3系统控 制说明速远高于全球水平。在污水处理管理方面,早期主要是由技术人员现场采样,再由该厂采用的自动化控制系统主要包括以下几个部分:中央控实验室分析,凭经验调试。如果污水处理的工艺段多、构筑物多、水制室监控设备.可编程控制器(PLC)部分、检测仪表部分、避雷部量水质不稳定,指标多、杂且时效性强,技术和管理人员就会处于分、闭路监控部分。目的在于使厂方能够及时了解和掌握污水厂处疲于应付的尴尬境地。随着我国将自控系统渐渐应用到污水处理理过程的运行工况、工艺参数的变化及大小、优化各工艺流程的运工艺过程中,结束了全部用人工或简单的电器控制的落后局面，节行、保证出水水质、降低处理成本、节省能耗、提高运行管理水平，省了大量人力资源和能源，实现了精确控制,提高了管理水平,为使污水处理厂能长期正常稳定地运行,取得最佳效益。节能减排和构建社会主义和谐社会作出了贡献。该厂主要在以下工艺过程中设置了自动控制系统:投入使用。例如，重庆大学开发的虚拟实时噪声倍频程分析仪，它造与研究, 2009(5)实现了噪声总声压级、各种计权声压级及相应倍频程的实时测量[4] P. J. Mosterman, et al. Virtual Engineering Laboratories:De-和分析[7。又如，清华大学利用虚拟仪器技术开发了汽车发电机检sign and Exper iments [J]. Journal of Engineering Educa-修装置,用于汽车发电机出厂前的自动检测[3。tion, 1994,83(3)[5] 高印寒，马增治，等.虚拟现实技术及其在机械工程中的应用[J].3结语吉林大学学报(工学版) , 2003(2)对虚拟液压测试系统的模拟，证明了虚拟仪器技术取代传统[6]瞿叶高，卜长根，等.虚拟样机技术在地质工程机械领域的应用研仪器手段在机械工程领域应用方面的先进性和实用性，对构建其究[J].探矿工程，2006(11)他测量、测试系统具有很好的借鉴作用。建立在虚拟仪器技术基础7]杨昌棋,秦树人，等.基于FFT的處拟实时噪声倍频程分析仪[J].上的各种功能强大、性能优良的先进仪器将层出不穷,使用虚拟仪测控技术，20009)器进行研究、设计、测试将成为一种趋势,虚拟仪器技术必将得到[8] 韩正盛.虚拟仪器技术及应用[J].现代计量测试，1997(4)更为长足的发展，并更加广泛地应用于各个领域。罗[参考文献][1]周文委虚拟仪器技术及其教学应用[].浙江工业大学学报，2007中国煤化工(1MHCNMHG[2]杨琪文.虚拟仪器在机械工程测试技术中的应用与开发研究[J].扬收稿日期:20州职业大学学报, 2008(3)作者简介:张国旺(1989- -), 男，天津人，研究方向:机械工程及自[3]崔玉理.虚拟技术在机械液压系统中故障诊断的应用[].机械制动化。机电信息2012 年第6期总第324期93" 工艺与技术◆Gongyi yu Jishu少回连.吸管将污泥排到回流及剩余污泥泵房。污泥泵房设3台回流污泥泵(变频)和3台剩余污泥泵，剩余污泥泵除受泥位高低控制00000位回0-~外，还受进水量大小变化的控制。原则上砂渣外运 ，污泥回流量与进水量为1 : 1,根据工艺要回流河泥求和工厂稳定操作，每天定时定量启动潜污泵，将剩余污泥排入污泥浓缩池，防止:军进水泵房污泥上清液留盐成铁些加药间除磷池沉淀污泥发生腐败。监视二沉池的泥位、温度溶解氧和出水量。监视一沉池出口外运填埋漆利余污泥的pH值、COD值、BOD值、氨氮值、溶解氧值。监视进入AAO生化反应池的污泥除磷池污泥压力和MLSS值。图1洋里污水处理厂- -期工艺流程框图(7)化学除磷加药系统的控制。我们山网流根据容积比设置了一套自动控制配药系统。加药系统按照预先编制的程序运行，定时加药、配水及搅拌。首先进行药液的000EO- t配置控制，由PLC根据所确定的容积比自动控制除磷剂原液与稀释水的投加量，配，__ ,制成所需浓度的除磷药剂;在配药池上还设有超声波液位计，液位信号送至PLC,r一鼓凤机房当药液量和水量比例满足配比要求,配药过程结束后,PLC自动控制打开配药池出外区填埋剩余污泥口的电动球阀，进入加药阶段。除磷药剂F-国的投加量由PLC控制计量泵完成。(8)脱水机房控制。脱水机房设带式脱水机及全部附属装置,负责脱水、加药、图2洋里污水处理厂二期工艺流程框图进泥、出泥、反冲洗等设备的联锁控制，整(1)转鼓细格栅的控制:由液位差计测量转鼓细格栅前后的液套脱水系统按照预先编制的程序运行,PLC负责对各设备的运行位差,如液位差超过预先设定值,则检测到转鼓细格栅已堵塞,此情况进行监控及联锁保护。1) 监视剩余污泥的流量和污泥累计量:时转鼓细格栅开始工作,直到液位差低于预先设定值。如果液位差2)监视污泥液位和MLSS值;3)当污泥液位高于上限值时，启动螺继续增加，则发出报警。转鼓细格栅也可按照时间继电器的设置时杆泵， 将污泥送入污泥脱水间。间工作。(2)进水泵站的控制:在进水渠道中安装了巴氏计量槽，实时4总体评价测量进水流量并在现场及中央控制室电脑显示器上显示进水泵站本工程所采用的污水处理自控系统借鉴、消化、吸收了国内外的液位值，并自动根据该液位值的高低控制8台进水提升泵的启先进的技 术成果,实现了污水处理全过程自动控制，节省了大量人停，使6台提升泵的运行时间基本保持平衡,并在电脑上显示出各力 资源和能源,能够及时、准确地反映工艺过程中各个工艺参数的台提升泵的启停状态。变化情况,保证整套处理过程长期稳定、高效的运行。(3)旋流沉砂池的控制:旋流沉砂池共6座，各由一套变速机5结语调整系统机构控制箱就地控制，其转盘的转速和高度均可根据除综上所述，污水处理的自控系统必须确保其基础性设备如电砂效率和有机物分离效率进行调整。沉砂池系统各设备的运行状动阀门、计量泵刮泥机、潜水泵、细格栅、鼓风机、污泥脱水机、仪态及故障信号送至中控室显示监控。(4)-期氧化沟的控制。 氧化沟的运行控制为:在外沟道、中沟表、变频器的优质性,否则无法实现自控。此外污水处理设备、仪道、内沟道各设置1台溶解氧测定仪，将检测到的溶解氧数据送至表、自控模块等在实现国产化方面仍然有很长的路要走。”现场PLC控制站, PLC根据氧化沟中的溶解氧,按照预先编制好的[参考文献]程序，自动控制曝气转刷的运转台数和运行时间。(5)二期AAO生化反应池与鼓风机的控制:现场PLC对鼓风[1]李文华。等.重庆市巫山县污水处理厂工程自动控制系统控制工程，2004(S2)机房、AAO生化反应池的工艺参数进行检测，及时对生产设备进行监测和控制。鼓风机共4台,根据气水比按污水量控制鼓风机台数。一旦确定鼓风机开启台数后，可根据AAO生化池各池的溶解氧测定的数据，将该数据转换为空气流量,计算出空气需要量。再调节风机的频率实现转速的调节，从而达到鼓风机风量的调节。当中国煤化工确定的鼓风机运行台数满足不了溶解氧值要求时，自动增加鼓风机以增加风量,直至满足要求。收稿.MYHCNMHG(6).二沉池、回流及剩余污泥泵房的控制。二沉池都安装有链作者简介:朱忠华(1980--),男,江苏如皋人，助理工程师，研究方板刮泥机，连续运行可将污泥刮到二沉池后端的污泥斗,再通过虹向:水处理 工程施工、安装调试。94