中区污水处理厂的自动控制方案

２０１１年第３期　黑龙江水利科技　Ｎｏ．３．２０ｌ１　（第３９卷）　Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　Ｗａｔｅｒ　Ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ　（Ｔｏｄａｌ　Ｎｏ．３９）　文章编号：１００７—７５９６（２０１１）０３—００２８—０２　中区污水处理厂的自动控制方案　宋舰，周佳鹏，王　丽　（大庆油田供水公司，黑龙江大庆１６３０００）　摘要：随着城市工业化的迅速发展，自动控制系统逐步应用到城镇污水处理厂监控过程中。设置适合的自动控制系统，不仅可以　减少劳动强度、节省人力资源和能源消耗，还可以提高污水处理效率以及水质变化时及时调节能力。文章介绍了大庆油田　供水公司中区污水处理厂的集散型控制系统的结构和功能及自动控制原则，并选择了合理的控制方案。　关键词：ＢＡＦ法；ＰＬＣ自动控制；计算机监控系统；控制方案；效果　中图分类号：ＴＵ９９２．３　文献标识码：Ｂ　１污水处理工艺　风机等设备的监控；控制站ＰＬＣ一３布置在污臭气处理系统　大庆油田供水公司中区污水处理厂采用的是“水解一上　的就近下挂在各自单体的控制站ＰＬＣ下。自动化系统结构　向流曝气生物滤池工艺（水解一后置反硝化ＢＡＦ法）”。中　与网络拓扑图见图１所示。　区污水处理厂进水水质指标为ＣＯＤｅｒ　４００　ｍｇ／Ｌ．ＳＳ　存储器　工程师站　操作员站　操作抛站　２００　ｍｇ／Ｌ，总磷６　ｍｇ／Ｌ，总氮５５　ｍｇ／Ｌ，氨氮４０　ｍｇ／Ｌ，处理后　的水质达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》（ＧＢ１８９１８　回国　—２００２）中一级Ａ标准，即ＣＯＤｃｒ　５０　ｍｇ／Ｌ，ＳＳ　１０　ｍｇ／Ｌ，总磷　０．５　ｍｇ／Ｌ，总氮１５　ｍｇ／Ｌ，氨氮５　ｍｇ／Ｌ，ＣＯＤｃｒ最低值达到了　１０　ｍｇ／Ｌ以下，氨氮最低值达到了１　ｍｇ／Ｌ以下。　２　自控方案设计　，一一～—　蜘　－　形　—一一　－－－－～、　２．１自控系统概述　ＰＬＣ控制系统具有可靠性、可扩展性、开放性、经济性。　基于ＰＬＣ的以上优点，自控系统采用基于ＰＬＣ控制器的集散　交换机　睡　，交换机　夺椎棚“　控制系统（ＤＣＳ），实现对全厂所有重要参数的监控与操作，　以及各工艺设备问的联锁开启、保护、报警、历史数据显示和　处理数据等。整个控制系统为分布式结构，共分为现场级、　国圈园　控制级和管理级三级。控制级现场控制站与管理级中央监　控系统之间的通讯采用ＴＣＷＩＰ协议的总线型高速工业通讯　场　场　脱场　网络，通讯速率１０ＭＢ／Ｓ。　图１　自动化系统结构与网络拓扑图　中区污水处理厂设一座中心控制室，中央管理、监控计　２．２主要检测控制方案　算机系统设置于中心控制室内。控制级共设置３套控制站，　主要检测控制方案包括６个部分：　其中控制站ＰＬＣ一１布置在预处理系统值班室，负责预处理　２．２．１粗格栅井控制　系统、调节池、沉淀池等设备的监控；控制站ＰＬＣ一２布置在　液位差控制：粗格栅井在粗格栅前后设置了超声波液位　曝气生物滤池值班室内，负责曝气生物滤池、反硝化滤池机　差计，液位差＞３００　ｍｍ时自动开启栅渣压榨机，延时３０　ｓ后开　泵状态信号的采集、监控，变频调节信号的控制输出；反冲洗　启无轴螺旋输送器，再延时３０　ｓ开启粗格栅；液位差＜５０　ｍｍ　泵房Ｉ／Ｏ站下挂在ＰＬＣ一２控制器下，负责综合泵房水泵和　时自动关闭粗格栅，延时３０　ｓ后关闭无轴螺旋输送器，再延时　［收稿日期］２０１ｌ一０２—２２　［作者简介］宋舰（１９８０一），男，山东烟台人，助理工程师，主要从事污水处理厂生产和管理工作；周佳鹏（１９８２一），男，吉林磐　石人，助理工程师；王丽（１９８２一），女，吉林磐石人，助理工程师。　一２８—　宋３０　ｓ后关闭栅渣压榨机。　舰，等：中区污水处理厂的自动控制方案　第３期　控制，水解酸化池分为四格，每格池子设置了超声波泥位计、　污泥浓度分析仪等仪表。当泥位高于３．８　ｍ时，打开排泥阀　排泥，泥位低于３　ｍ时，关闭排泥阀。　时序控制：每天固定时间打开排泥阀，排泥一定时间后，　自动关闭排泥阀。　时序控制：通过设定连续运行的时问和间隔的时间来控　制设备的运转，每隔１２０　ｍｉｎ自动开启栅渣压榨机，延时３０　ｓ　后开启无轴螺旋输送器，再延时３Ｏ　ｓ后开启粗格栅。运行　３０　ｍｉｎ后自动关闭粗格栅，延时３０　ｓ后关闭无轴螺旋输送器，　再延时３０　ｓ后关闭栅渣压榨机。　中区污水处理厂采取的是时序控制方式，这样就没有过　手动控制：操作人员也可根据泥位的高低情况手动开启　和关闭排泥阀。　份依赖于在线仪表液位差计。　污水厂运行前期可采用手动控制和依赖于仪表的自动　２．２．２细格栅井控制　液位差控制：细格栅井在细格栅前后设置了超声波液位　差计，液位差＞３００　ｍｍ时自动开启栅渣压榨机，延时３Ｏ　ｓ后　开启无轴螺旋输送器，再延时３０　ｓ开启细格栅；液位差　＜５０　ｍｍ时自动关闭细格栅，延时３０　ｓ后关闭无轴螺旋输送　器，再延时３０　ｓ后关闭栅渣压榨机。　时序控制：通过设定连续运行的时间和间隔的时间来控　制设备的运转，每隔１２０　ｍｉｎ自动开启栅渣压榨机，延时３０　ｓ　后开启无轴螺旋输送器，再延时３０　ｓ后开启细格栅。运行　３０　ｒａｉｎ后自动关闭细格栅，延时３０　ｓ后关闭无轴螺旋输送器，　再延时３０　ｓ后关闭栅渣压榨机。　中区污水处理厂采取的是时序控制方式，这样就没有过　份依赖于在线仪表液位差计。　２．２．３调节池控制　进入污水处理厂的污水经预处理间后首先进入调节池，　以对水质和水量进行监控和调节。　１）调节池水质监测：在调节池设置了化学需氧量分析仪　和温度变送器，以监测进厂污水的水质，并为分析污水处理　厂的处理效果提供原始数据。　２）污水提升泵有４台。现场参与控制仪表为超声波液　位计，可通过超声波液位计监测液位，通过ＰＬＣ控制系统联　锁启动与关闭提升泵。　自动控制：通过超声波液位计监测调节池液位，当调节　池的液位达到１．７　ｍ时，启动一台潜污泵，当液位达到２．２　ｍ　时，启动第二台潜污泵，当液位达到２．７　ｒｎ时，启动第三台潜　污泵；停泵顺序是从２．７　ｍ开始停掉一台潜污泵，当液位达到　２．２　ｍ时停掉第二台潜污泵，当液位达到１．４　ｍ时停掉第三台　潜污泵。　手动控制：操作人员也可值班室触摸屏处或中心控制室　远程手动开启和关闭潜污泵，开泵的台数由操作人员根据调　节池液位情况决定。　中区污水处理厂采用的是手动控制方式，这样没有过份　依赖于液位计，同时减少频繁起停设备，造成对设备的磨损。　２．２．４水解酸化控制　自动控制分依赖仪表的自动控制和不依赖仪表的时序　控制，在摸索出排泥经验后，可采用时序控制方案，减少仪表　失灵带来的误操作。　２．２．５生物滤池的自动控制　每座一级曝气生物滤池、二级曝气生物滤池、反硝化生　物滤池均设有滤层上下之间差压变送器，监视和反映滤料层　堵塞情况的差压。根据差压值控制滤池反洗时机和反冲洗　强度，同时以压差作为变量，通过ＰＬＣ控制系统ＰＩＤ运算后，　输出调节信号至相对应的曝气风机变频器，适当调节相应滤　池的供风量，同时通过滤池内的溶解氧分析仪监测溶解氧，　当溶解氧超过设定值时，输出调节信号至相对应的曝气风机　变频器，适当调节相应滤池的供风量。　中区污水处理厂生物滤池共３４个单池，采用自动控制　能减轻工人的劳动强度，减少手动操作的误操作。　２．２．６污泥处理系统的控制　控制系统通过超声波液位计监测污泥贮池的液位，当污　泥贮池液位达到设定上限值时，自动开启投药系统、污泥进　料泵、自动开启污泥脱水机等污泥处理设备。当污泥贮池中　的液位降到设定下限值时，自动关闭污泥处理设备，同时自　动打开与关闭冲洗水阀门，清洗污泥脱水机。　３　小结　采用计算机控制技术与多层次的网络结构对污水处　理的工艺进行全部或部分自动控制能提高劳动效率、减轻　工人劳动强度；优化设备运行、节约能耗；能最大程度的避　免误操作，保证整个污水处理厂的平稳运行。因此研究稳　定、可靠、有效的计算机监控系统是实现污水处理厂自动　控制的前提。　参考文献：　［１］王沁．污水处理装置自控系统设计探讨［Ｊ］．天然气与石油，　２００７，９（４）：３３—３５，６７．　［２］王向阳，申则雄，邱瑞萍．含油污水处理自动化技术［Ｊ］．油气　田地面工程，２００７，２６（１１）：２４—２５．　［３］张乃禄，曹海畅，党鑫，等．油田污水生化处理计算机监控系统　［Ｊ］．油气田地面工程，２０１０，２９（３）：６７—６８．　［４］　沈宝明．反冲洗过程的自动控制［Ｊ］．油气田地面工程，２００７，　２６（２）：５３．　一２９—