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污水處理控制系統設計

2019-02-23 14:49:54 合肥鴻昇自動化科技有限公司 閱讀

污水處理控制系統設計介紹:

  一、污水處理的意義及現狀

  隨著中國城市化、工業化的加速,同時近年來江南水鄉出現嚴重干旱,水資源的需求缺口也日益增大。在這樣的背景下,污水處理行業成為新興產業,目前與自來水生產、供水、排水、中水回用行業處于同等重要地位。雖然由于國家和各級政府對環境保護重視程度的不斷提高,中國污水處理行業正在快速增長,污水處理總量逐年增加,城鎮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面臨的最現實的問題。

  采用計算機技術、跟蹤經常變化的水處理情況,檢測不同時間的水質指標數據,在計算機上動態現實,對這些數據進行分析處理,并記錄下來,以備在需要的時候查閱。通過分析數據趨勢走向,隨時調整個設備及工藝過程參數,使其達到優化控制狀態,經濟運行,節省能耗。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,節約人力,甚至可以完成許多人工難以完成的任務,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分離去除,使有害的物質轉化為無害的物質、有用的物質,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,保證后續單元的正常運行。預處理過程就去除污染物質而言,可能不起關鍵作用,但是至關重要。預處理不好,對一級處理影響水質均勻及管道暢通、潛水泵的運轉;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,會使轉鼓失去平衡,從而產生震動或嚴重的噪音,一些破布片、毛發有時會塞滿轉鼓與渦殼之間的空間,是設備過載。污泥處理,主要包括濃縮、消化、脫水、堆肥或者農用填埋等。

污水處理制系統.jpg

  三、污水處理制系統設計

  系統控制設計采用近控/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、選擇開關等的切換實現。正常情況下,選擇開關置于遠控位置,當遠程控制系統出現問題時,需到現場切換為近控方式。遠控包含兩種控制方式:中控軟手動(點動)和自動,切換方式在中控監控畫面中點擊點動/自動按鈕。每臺設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,以保護后續處理設施能正常運行的一種預處理方法。一般根據水源情況分別設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,泵站出水時已經經過了粗格柵的篩濾,所以只有兩臺細格柵和一臺負責運輸的螺旋輸送機??刂魄疤峒耙笳f明:(1)水源不是很穩定,有時會出現斷源;(2)水中大塊雜質含量隨季節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。

  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能作用。很好的控制效果應該能實現以下要求: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。

  傳統的控制由人工根據液位及經驗人為手動啟動泵的臺數,所以現場自動控制很常用的就是根據液位分段運行,在不同的階段啟動的臺數不一樣,交替使用,通常低中液位階段液位差設置比較寬,高液位階段液位差設置比較窄。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。當然也有恒液位變頻控制,只是大多數用在設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污水預處理場合

  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??刂圃硎牵阂何贿_到控制目標液位時,變頻器啟動(泵所在的那套系統的變頻器),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;該控制方案設計簡單,缺點是如果要實現恒液位控制,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池閥門及設備繁多,時段控制要求高,操作復雜,應采用全自動控制,盡量減少人為手動操作或者人為中控點動操作。改良SBR池設有4組SBR池。SBR池系統按一定的循環過程進行。每一循環可劃分下列階段:(1)進水/曝氣;(2)沉淀;(3)潷水。

  4.鼓風機房單元控制。

  曝氣系統是一個嚴重滯后的控制系統,所以采用一般PID控制算法在該系統中很難實現,結合實際情況,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,現場鼓風機最低頻率不能低于25HZ。

  當已經啟動了一臺工頻鼓風機且變頻鼓風機也達到了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機是一臺變頻鼓風機控制,兩臺軟啟控制(一用一備),超出這范圍,肯定是現場有其他原因,比如鼓風機管路漏氣等。

  此外鼓風機設備是重要設備,所以保護措施非常重要,一次當如果所有進氣閥出現關到位狀態,則立馬得停止所有鼓風機;且如果現場沒有進氣閥處于開到位狀態,但有半開狀態信號,如果此種情況存在持續5s以上則也得停止鼓風機設備。

污水處理制系統.jpg

  5.加氯間單元控制。

  加氯間設備共有兩臺軸流增壓泵(一用一備),兩套二氧化氯發生器。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,兩增壓泵都發生故障或者兩個二氧化氯發生器都故障時,系統自動緊急停止。

  6.脫水機房單元控制。

  脫水機房設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。

  


  結論:

  主要完成的工作和結論如下:1.從工程實際項目出發,針對改良SBR工藝(CAST工藝)特性及要求,構架了完整的控制方案,展現了整個控制方案設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、網絡配置、通信配置、現場總線技術、自控設計、監控系統設計、遠程訪問、現場調試等,對類似的設計有很強實踐指導意義;2.結合PLC技術很好的實現了現場改良SBR工藝自動控制要求,該系統已經成功的投入運行,至今運行良好,可以作為相應工程的參考模板。





標簽:   污水處理控制系統
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