现在应用的各种处理污水的设备, 不仅品种繁多、工艺繁杂、并且连续性强, 设备相对落后, 所以管理起来相对困难。因此, 如何能采用科学的管理方法, 使污水处理控制自动化, 并且能保证污水处理工艺和设备长期、安全、可靠的运行, 这是非常重要和亟待解决的。为适应当今社会迅猛发展的科技需求, 先进的管理方式也必须要有可靠的自动化控制系统和完善的控制技术支撑, 而且还要考虑减少劳动强度和降低处理成本, 并且能有效的节约能源等方方面面的因素。
一个大、中型污水处理中包括多个处理单元, 如格栅、泵房、沉砂池、曝气以及回流污泥泵房等, 所以处理污水的工艺相对繁杂, 因为各个单元之间有着密不可分的联系, 为保证良好的处理水质, 各单元之间就必须协调运行。同时, 因为污水处理厂的占地面积都比较大, 所以采用的是集散控制系统, 这种自动化系统一般具有非常强的通讯网络能力。现在就举例说明如下。
某市该都污水处理厂二期工程是国家大型二级生化城市污水处理厂, 它的日处理能力为30万吨, 采用AOE生化工艺, 包括水处理系统和泥处理系统。在水处理环节污水经由城市污水管网进入厂内格栅井被拦截掉较大的渣物后, 再由污水泵进行水位提升, 完成后续污水靠重力流处理的工序。钟式沉砂池起着将污水中的沙砾分离出来, 防止其对后续工序设备的损害的作用。第一道工序完成后, 沉砂后的污水靠重力流进入一级处理单元—初沉池, 沉降去除污水中可沉降的颗粒, 然后进入二级生化处理单元—曝气池, 曝气池由A (厌氧区) /O (好氧区) /E (兼氧区) 三个区组成, 它是污水处理的核心是最重要的单元, 污水首先进入厌氧区进行厌氧处理, 使厌氧池中的污泥吸收污水中的一些有害物质后污水进入好氧池, 由鼓风机提供微生物所需消耗的氧气, 经过生物作用, 将有害物质分离出来, 再经兼氧区进一步处理后, 曝气混合液流入二沉池, 在二沉池进行固液分离, 上层清液进人接触池进行加抓消毒后排人府河。
整个污泥处理过程中, 系统初沉池沉淀的生污泥通过泵提升到重力浓缩池进行浓缩, 二沉池沉淀的活性污泥一部分由回流泵提升到曝气池的厌氧区增加活性污泥浓度, 一部分通过泵提升到气浮浓缩池, 经两个浓缩池浓缩后的污泥通过投配泵提升到消化池进行消化处理, 最后进入脱水机房脱水成较干的污泥即可外运填埋, 这样整个工序才算完成。
污水处理厂的自控系统本着“集中管理、分散控制、资源共享”的原则, 同时仪表系统也必须坚持“工艺必需、先进实用、维护简便”的原则。
为减轻劳动成本并改善操作环境, 保证污水处理厂稳定高效的生产, 实现现代化的生产管理, 污水处理自动化的方案的设计原则是, 必须满足本工程自控系统的硬件和软件配置, 并充分考虑远期工程的需求, 为将来能对现有系统资源的有效合理的利用, 提供精良的技术手段支持。
中央管理计算机必须设置在厂区中央控制室, 计算机之间可以互为备用, 兼具不同的功能。同时计算机应配有有彩色显示器、彩色打印机、黑白打印机等硬件设施。功能是能完成对污水厂各工段的集中控制、检测功能的简单操作。进行系统功能组态、监视报警, 控制参数在线修改和设置以及记录、打印等, 通过操作人员对现场监控, CRT可直观地显示全厂各工艺流程段的实际工况、各工艺参数的趋势画面, 以便及时的全面的掌握各种运行情况。同时, 在中央控制室还要安装一台投影机, 与中央管理计算机相连, 这是一组动态的画面, 能显示设备的运行情况并检测参数, 是面向全厂的工艺流程图。
污水厂内必须设置现场控制站, 它选用抗干扰能力强的可编程控制器PLC, PLC均采用模块化结构, 这是一组使用灵活的硬件配置, 并且为维修提供了方便, PLC控制系统能随时对外围设备进行监控, 无需人工值机, 它直接与中央控制室的中央管理计算机, 通过现场总线形式进行数据传输。
在对城市和工业污水处理中, 实时监控系统起着自动控制和自动调节的作用。为使污水处理厂处理后的水质指标达, 自动化系统将进行实时监控。它的功能是将当前时刻运行过程中的主要运行参数 (水质参数、瞬时流量、溶解氧、污泥浓度、p H值等) 、运行现状及特定时间段内相关工艺过程曲线等信息上传到相关文档, 存档备份, 建立工艺运行数据库。除此之外, 它还具备以下特征。
一是远程在线控制操作。操作人员只需在中心控制室对相关的设备进行实时在线控制操做, 如通过相关的按键操作, 就可以对运行中的某些设备调节输出量的大小, 并且设置软件后台运行的参数。
二是呈现工艺图表曲线。通过一系列的工艺曲线图形、表格实时地显示污水处理厂现场运行设备的状况, 以及现场的正常运行参数和发生故障后的错误参数, 并可把一些必要的参数和结果显示到实时画面和报表中去。
三是工艺数据管理。依据不同运行参数的变化快慢和重要程度, 建立生产历史数据库, 存储生产原始数据, 并利用实时数据库和历史数据库中的数据进行比较和统计分析, 得出一些有用的经验参数。
四是故障报警。如果设备运行时特定模拟量, (如电流、压力、水位等) 测量值超过范围或相关的开关 (如电机启停、阀门开关) 阀发生变位时, 可根据不同的需要发出不同等级的报警。
五是资料打印。通过与计算机相连接的打印机将报表和图形打印出来, 并可将各种事件和报警实时打印。现场打印和报警式打印可满足任何时候的要求。
在系统的软件配置上, 采用的是Windows 2000中文版操作系统, 它是目前应用最为广泛和实用的工控操作系统, 操作稳定、快速、简洁、平稳。数据库服务器采用Windows200 0 Server中文版和Microsoft SQL2 000相配合的方式, 用来保存历史数据。主工作站的界面使用Wincc5.1监控软件, 实时监视系统变化参数, 所有这些参数设置, 能使操作人员更加直观、快速的掌握系统运行情况。
污水自动化处理系统具备管理功能完善、运行效果优良、兼具科学管理和过程控制于一体的特点, 可靠性高、控制性强, 在污水处理中起着广泛和重要的应用。
摘要：为最大化的提高经济利益, 如何选用经济、适用、安全、合理、科学的的自动化系统, 能对污水处理进行的实时的检测和控制, 并发挥出显著的技术经济利益, 最大化的为污水处理厂创利益创收, 这是本文要重点研究和探讨的课题。
关键词：污水处理,自动化
[1] 袁丽英, 乔玉晶.污水处理过程中的模糊控制研究[J].黑龙江工程学院报:自然科学版, 2005, 19 (2) :32～34.
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