污水處理控制系統(tǒng)設(shè)計
污水處理控制系統(tǒng)設(shè)計介紹:
一、污水處理的意義及現(xiàn)狀
隨著中國城市化、工業(yè)化的加速,同時近年來江南水鄉(xiāng)出現(xiàn)嚴重干旱,水資源的需求缺口也日益增大。在這樣的背景下,污水處理行業(yè)成為新興產(chǎn)業(yè),目前與自來水生產(chǎn)、供水、排水、中水回用行業(yè)處于同等重要地位。雖然由于國家和各級政府對環(huán)境保護重視程度的不斷提高,中國污水處理行業(yè)正在快速增長,污水處理總量逐年增加,城鎮(zhèn)污水處理率不斷提高。降低運營成本,提高污水處理率,一直是污水處理行業(yè)面臨的最現(xiàn)實的問題。
采用計算機技術(shù)、跟蹤經(jīng)常變化的水處理情況,檢測不同時間的水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù),在計算機上動態(tài)現(xiàn)實,對這些數(shù)據(jù)進行分析處理,并記錄下來,以備在需要的時候查閱。通過分析數(shù)據(jù)趨勢走向,隨時調(diào)整個設(shè)備及工藝過程參數(shù),使其達到優(yōu)化控制狀態(tài),經(jīng)濟運行,節(jié)省能耗。采用計算機代替人工操作,減少事故,保證安全,降低勞動強度,節(jié)約人力,甚至可以完成許多人工難以完成的任務(wù),提高運行的可靠性。
二、污水處理工藝過程
污水處理是將污水中的污染物質(zhì)分離去除,使有害的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無害的物質(zhì)、有用的物質(zhì),水得到凈化,并使資源得到充分利用。城市生活污水處理工藝按流程和處理程序劃分可分為預(yù)處理工藝、一級處理工藝、二級處理工藝、深度處理工藝和污泥處理工藝,以及最終的污泥處置。預(yù)處理工藝:主要是物理處理,通過格柵、沉砂池等將污水中大塊污物攔截出來,保證后續(xù)單元的正常運行。預(yù)處理過程就去除污染物質(zhì)而言,可能不起關(guān)鍵作用,但是至關(guān)重要。預(yù)處理不好,對一級處理影響水質(zhì)均勻及管道暢通、潛水泵的運轉(zhuǎn);對二級處理,沙粒進入曝氣池,在池底沉積,減少有效容積,增大曝氣阻力,有時還會堵塞微孔擴散器;對污泥處理,極易從格柵流走的一些破布條、塑料袋等雜物,進入濃縮池后將在濃縮機柵條上纏繞,影響排泥均勻,還將堵塞排泥管或排泥泵,如進入離心式脫水機,會使轉(zhuǎn)鼓失去平衡,從而產(chǎn)生震動或嚴重的噪音,一些破布片、毛發(fā)有時會塞滿轉(zhuǎn)鼓與渦殼之間的空間,是設(shè)備過載。污泥處理,主要包括濃縮、消化、脫水、堆肥或者農(nóng)用填埋等。
三、污水處理制系統(tǒng)設(shè)計
系統(tǒng)控制設(shè)計采用近控/遠控方式,方式選擇通過提升泵控制箱中的二次回路、接觸器、中間繼電器、選擇開關(guān)等的切換實現(xiàn)。正常情況下,選擇開關(guān)置于遠控位置,當(dāng)遠程控制系統(tǒng)出現(xiàn)問題時,需到現(xiàn)場切換為近控方式。遠控包含兩種控制方式:中控軟手動(點動)和自動,切換方式在中控監(jiān)控畫面中點擊點動/自動按鈕。每臺設(shè)備的控制方式都可以單獨選擇。
1.格柵單元控制。
格柵單元,作用是用來去除水中粗大的懸浮物和雜物,以保護后續(xù)處理設(shè)施能正常運行的一種預(yù)處理方法。一般根據(jù)水源情況分別設(shè)有出格柵和細格柵兩個步序,粗格柵去除的是那些可能堵塞水泵機組及管閥門的較粗大的懸浮物,而細格柵用以去除粗格柵難以去除的呈懸浮物狀的細小纖維。本項目中水源由泵站供應(yīng),泵站出水時已經(jīng)經(jīng)過了粗格柵的篩濾,所以只有兩臺細格柵和一臺負責(zé)運輸?shù)穆菪斔蜋C??刂魄疤峒耙笳f明:(1)水源不是很穩(wěn)定,有時會出現(xiàn)斷源;(2)水中大塊雜質(zhì)含量隨季節(jié)性及白晝交替而變化;(3)啟動格柵之前,先啟動螺旋輸送機;停止時反順序;(4)盡量提高格柵的利用效能,力求有水流動時才啟動該單元系統(tǒng)。
2.進水泵房單元控制。
進水泵房潛水泵屬于整個污水處理廠用電大戶之一,合理的控制效果能起到節(jié)能作用。很好的控制效果應(yīng)該能實現(xiàn)以下要求:1.避免泵啟停頻繁;2.盡量保持泵在高液位運行:3.保證所有的泵均衡使用。
傳統(tǒng)的控制由人工根據(jù)液位及經(jīng)驗人為手動啟動泵的臺數(shù),所以現(xiàn)場自動控制很常用的就是根據(jù)液位分段運行,在不同的階段啟動的臺數(shù)不一樣,交替使用,通常低中液位階段液位差設(shè)置比較寬,高液位階段液位差設(shè)置比較窄。目的是為了避免低液位階段泵啟停頻繁,而是為了盡量保證泵在高液位運行提高泵的運行效率。當(dāng)然也有恒液位變頻控制,只是大多數(shù)用在設(shè)備為一用一備的場合,一臺變頻器拖兩臺泵,通常只有在小型污水處理廠或者工業(yè)污水預(yù)處理場合
對要求恒液位變頻控制本文提供兩種方案:(1)變頻器一拖多,共兩套。為每臺泵配置一臺變頻器既不實惠也增加了自控的干擾源。控制原理是:液位達到控制目標(biāo)液位時,變頻器啟動(泵所在的那套系統(tǒng)的變頻器),拖動停止時間最長的那臺泵,同時對該臺泵進行運行時間累計,并清除停止時間,進行改進型PID控制,當(dāng)頻率大于等于50HZ時,工頻啟動剩下的泵中停止時間最長的,依次類推。(2)一臺變頻控制,剩下的泵全部為工頻控制。本項目中采用的就是該控制方案,現(xiàn)場一臺變頻控制泵,2臺工頻控制泵,遠期將再擴展兩臺工頻泵;該控制方案設(shè)計簡單,缺點是如果要實現(xiàn)恒液位控制,變頻控制的泵將長期運行,為了解決這問題,我們在程序上做了點工作,選擇一個擇中的辦法,使其達到很好的運行效果。
3.改良SBR池單元控制。
改良SBR池閥門及設(shè)備繁多,時段控制要求高,操作復(fù)雜,應(yīng)采用全自動控制,盡量減少人為手動操作或者人為中控點動操作。改良SBR池設(shè)有4組SBR池。SBR池系統(tǒng)按一定的循環(huán)過程進行。每一循環(huán)可劃分下列階段:(1)進水/曝氣;(2)沉淀;(3)潷水。
4.鼓風(fēng)機房單元控制。
曝氣系統(tǒng)是一個嚴重滯后的控制系統(tǒng),所以采用一般PID控制算法在該系統(tǒng)中很難實現(xiàn),結(jié)合實際情況,比如2mg/L的溶解氧要求,是最低限,不要求精確控制到目標(biāo)值,同時DO檢測儀也有一定的誤差,只能作為近似參考,且鼓風(fēng)機最低頻率不能太低,否則會很容易造成熱繼故障以及很大的噪聲,現(xiàn)場鼓風(fēng)機最低頻率不能低于25HZ。
當(dāng)已經(jīng)啟動了一臺工頻鼓風(fēng)機且變頻鼓風(fēng)機也達到了45HZ以上,如果此時DO值還是低于2m∥L,則提示報警,由人工檢查是否管路有問題,因為廠建之前一期工程鼓風(fēng)機是一臺變頻鼓風(fēng)機控制,兩臺軟啟控制(一用一備),超出這范圍,肯定是現(xiàn)場有其他原因,比如鼓風(fēng)機管路漏氣等。
此外鼓風(fēng)機設(shè)備是重要設(shè)備,所以保護措施非常重要,一次當(dāng)如果所有進氣閥出現(xiàn)關(guān)到位狀態(tài),則立馬得停止所有鼓風(fēng)機;且如果現(xiàn)場沒有進氣閥處于開到位狀態(tài),但有半開狀態(tài)信號,如果此種情況存在持續(xù)5s以上則也得停止鼓風(fēng)機設(shè)備。
5.加氯間單元控制。
加氯間設(shè)備共有兩臺軸流增壓泵(一用一備),兩套二氧化氯發(fā)生器。采用順序控制方式,及先啟動軸流增壓泵,約30s左右再啟動二氧化氯發(fā)生器,原因是消毒過程采用的是負壓原理,只有在負壓達到一定的程度之后二氧化氯發(fā)生器才能其作用將消毒液和水混合達到消毒的目的。停止時反順序,兩增壓泵都發(fā)生故障或者兩個二氧化氯發(fā)生器都故障時,系統(tǒng)自動緊急停止。
6.脫水機房單元控制。
脫水機房設(shè)有三臺臺膿縮脫水一體機(遠期兩用一備)、一臺螺旋輸送機、兩臺加藥泵(一用一備)、兩臺清洗泵(一用一備)、兩臺進泥泵(一用一備)、兩臺除磷加藥泵、五臺攪拌器。
結(jié)論:
主要完成的工作和結(jié)論如下:1.從工程實際項目出發(fā),針對改良SBR工藝(CAST工藝)特性及要求,構(gòu)架了完整的控制方案,展現(xiàn)了整個控制方案設(shè)計思想過程并進行了詳細的分析,其中包括工藝分析、硬件配置、網(wǎng)絡(luò)配置、通信配置、現(xiàn)場總線技術(shù)、自控設(shè)計、監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計、遠程訪問、現(xiàn)場調(diào)試等,對類似的設(shè)計有很強實踐指導(dǎo)意義;2.結(jié)合PLC技術(shù)很好的實現(xiàn)了現(xiàn)場改良SBR工藝自動控制要求,該系統(tǒng)已經(jīng)成功的投入運行,至今運行良好,可以作為相應(yīng)工程的參考模板。
標(biāo)簽:   污水處理控制系統(tǒng)