城市污水處理廠自控監(jiān)控系統(tǒng)解決方案
發(fā)布日期：2017-11-07 15:03 瀏覽次數(shù)：
水和能源是現(xiàn)代社會兩大基礎(chǔ)資源，污水處理是實現(xiàn)水資源循環(huán)利用的重要手段是高能耗行業(yè)?？底靠萍际菄鴥?nèi)外知名污水處理自控系統(tǒng)設(shè)計、安裝廠家，根據(jù)康卓科技設(shè)計的污水處理廠的運(yùn)行經(jīng)驗表明，其中污水處理廠的自動化程度是影響能耗的主要因素之一?？底靠萍纪ㄟ^某污水處理廠自動控制系統(tǒng)方案、組成及其控制策略達(dá)到節(jié)能降耗效果及完善解決方案。
污水處理自動控制系統(tǒng)
某污水處理廠對主要設(shè)備的控制全部由可編程控制器PLC來完成，1臺PLC就是1個控制站，可以發(fā)送指令到現(xiàn)場控制柜，現(xiàn)場控制柜再將指令傳遞給設(shè)備。同時PLC會收集各種現(xiàn)場數(shù)據(jù)，比如數(shù)字量的控制反饋信號以及模擬量的運(yùn)行數(shù)據(jù)等。
某污水處理廠的自動控制采用分散控制系統(tǒng)，由檢測執(zhí)行級、設(shè)備控制級、中央監(jiān)控管理級組成。該系統(tǒng)利用計算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)、數(shù)字通信技術(shù)、顯示技術(shù)、自動檢測及分析技術(shù)，使其生產(chǎn)過程中的信息能夠?qū)崟r采集、集中管理、優(yōu)化控制。同時，也使得控制危險分散，提高了系統(tǒng)可靠性。
按照工藝及控制對象的功能、設(shè)備量。結(jié)合本廠工藝流程和平面布置。構(gòu)建了1套中央監(jiān)控系統(tǒng)(中央監(jiān)控管理級)和3套現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)(檢測執(zhí)行級、設(shè)備控制級)?？刂葡到y(tǒng)結(jié)構(gòu)。
控制策略及其節(jié)能效果分析
粗格柵間
某污水處理廠設(shè)置2臺粗格柵，1臺螺旋輸送壓榨機(jī)。PLC按時間順序或液位差智能化控制粗格柵運(yùn)行。粗格柵與螺旋輸送機(jī)聯(lián)動，順序為螺旋輸送壓榨機(jī)→粗格柵，柵渣將被螺旋輸送機(jī)運(yùn)走。
控制策略是通過超聲波液位差來控制格柵機(jī)運(yùn)行。超聲波液位差計設(shè)置在粗格柵前、后兩側(cè)。其測定值將會輸入到PLC內(nèi)，PLC根據(jù)設(shè)定的數(shù)值來分析格柵是否堵塞若液位差△H增加并超過了設(shè)定值，說明格柵已經(jīng)堵塞，則除污機(jī)啟動連續(xù)除污模式，當(dāng)△H減小到設(shè)定值以下，除污機(jī)操作恢復(fù)正常。液位差的設(shè)定值可由監(jiān)控計算機(jī)設(shè)定并修改，這可避免除污機(jī)連續(xù)工作，減小耗電量。
提升泵站
污水、污泥提升泵的電耗可達(dá)系統(tǒng)總電耗的10%-20%，目前選泵通行的以較大流量作為依據(jù)。由于污水廠進(jìn)水量隨季節(jié)和作息時間的變化而變化，水泵全速運(yùn)轉(zhuǎn)時間很少，一般小于1O%，大部分時間都不在高效段運(yùn)轉(zhuǎn)，這浪費(fèi)了巨大的能源。因此，在提升泵站設(shè)置3臺潛水泵，其中1臺為變頻泵并連接1臺超聲波液位計。在自動控制模式運(yùn)行過程中，PLC會根據(jù)集水池液位調(diào)節(jié)變頻泵的轉(zhuǎn)速以及水泵的啟/停，記錄水泵的運(yùn)轉(zhuǎn)時間。到達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)時間后，自動切換運(yùn)行水泵，為防止水泵空轉(zhuǎn)，設(shè)置上下限報警系統(tǒng)。此外，自動控制系統(tǒng)還可監(jiān)測泵的運(yùn)行過程，記錄運(yùn)行數(shù)據(jù)，備用泵會在出現(xiàn)故障報警后自動投入運(yùn)行轉(zhuǎn)，發(fā)揮較大效率。降低耗電量，PLC會在接收所有故障報警后，做出相應(yīng)處理。
旋流沉砂池和細(xì)格柵
旋流沉砂池自帶控制箱，實現(xiàn)全系統(tǒng)閉路自動運(yùn)行。葉片隨來水連續(xù)轉(zhuǎn)動，定時完成氣洗、氣沖、氣提動作并保持砂水分離機(jī)和主機(jī)連鎖。提砂時。砂水分離機(jī)啟動，提砂停止后，砂水分離機(jī)滯后停止。
細(xì)格柵問設(shè)細(xì)格柵2臺、螺旋輸送壓榨機(jī)1臺，控制策略與粗格柵相同在細(xì)格柵較后1次循環(huán)之后，螺旋輸送壓榨機(jī)繼續(xù)運(yùn)行30-60s。
鼓風(fēng)機(jī)房
曝氣設(shè)備是污水廠能耗的主要來源，約占總能耗的40%60%每一組反應(yīng)池對應(yīng)2臺鼓風(fēng)機(jī)CAST池內(nèi)設(shè)置在線DO測定儀，可實時檢測曝氣池內(nèi)DO濃度，并將其值反饋到PLC站，計算出供氣量的增量或減量，進(jìn)行供氣量調(diào)節(jié)，以使DO穩(wěn)定在所需范圍內(nèi)溶解氧調(diào)節(jié)按以下策略進(jìn)行：
(1)當(dāng)DO低于設(shè)定值時，先啟動1臺鼓風(fēng)機(jī)，并逐漸加大頻率。
(2)當(dāng)變頻器頻率達(dá)到較大。且DO仍比設(shè)定值為保證水泵在工況下運(yùn)小時，啟動第2臺鼓風(fēng)機(jī)，此時第1臺保持在工況下運(yùn)行，第2臺逐漸增大頻率，直至DO達(dá)到設(shè)定值。相反，當(dāng)DO超過設(shè)定值時，減小變頻器頻率：當(dāng)頻率減小至零，且DO仍超過設(shè)定值時，則關(guān)閉1臺鼓風(fēng)機(jī)，繼續(xù)變頻調(diào)節(jié)。此過程中若DO仍大于設(shè)定值，則再關(guān)閉1臺鼓風(fēng)機(jī)，繼續(xù)變頻調(diào)節(jié)。直至DO滿足設(shè)定范圍。另外，系統(tǒng)也會統(tǒng)計每臺鼓風(fēng)機(jī)的累計運(yùn)行時間。對各鼓風(fēng)機(jī)的累計運(yùn)行時間進(jìn)行比較，先啟動累計運(yùn)行時間短的鼓風(fēng)機(jī)，同時也能保證先啟動的鼓風(fēng)機(jī)在滿足條件后先關(guān)閉，均衡各鼓風(fēng)機(jī)的運(yùn)行時間，延長鼓風(fēng)機(jī)的使用壽命。
只要在工藝設(shè)計的范圍之內(nèi)，盡管進(jìn)水的水質(zhì)水量不斷變化，這套自控系統(tǒng)都可以將運(yùn)行環(huán)境調(diào)整到較佳狀態(tài)。從而有效地抵抗沖擊，穩(wěn)定出水水質(zhì)，優(yōu)化曝氣系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)制，降低能耗。同時。在厭氧池或者綜合反應(yīng)池沉淀階段也可實時檢測DO值。以及分析出反硝化作用的較佳時間段，從而為整個工藝流程的時序安排提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，甚至可直接控制整個流程的時序結(jié)構(gòu)。
CAST生化池
CAST生化池一個系列共4座，在各池內(nèi)設(shè)置超聲波液位測定儀、pH/溫度檢測儀、溶解氧測定儀、懸浮物濃度測定儀和污泥界面測定儀超聲波液位測定儀可以監(jiān)視池內(nèi)的水位，控制潷水器：溶解氧測定儀用于監(jiān)控各池內(nèi)溶解氧含量間段內(nèi)按曝氣一沉淀一潷水一閑置順序工作。
CAST生化池采用連續(xù)進(jìn)水、間歇曝氣、周期排水的方式運(yùn)行，以時間為控制變量完成自動控制過程。CAST池每個周期為6h，曝氣3.0h，沉淀1h，潷水1.5h，閑置0.5hCAST生化池的曝氣量調(diào)節(jié)系統(tǒng)和鼓風(fēng)機(jī)房的壓力控制系統(tǒng)相互關(guān)聯(lián)，相互影響，較終使CAST生化池的生物處理過程處在較佳狀態(tài)，實現(xiàn)CAST池曝氣量的自動調(diào)節(jié)。當(dāng)需氧量大時。曝氣量變大。有利于污染物降解;當(dāng)需氧量小時，曝氣量變小，有利于微生物量的保持，同時避免大量電耗的浪費(fèi)。
當(dāng)CAST池內(nèi)的液位達(dá)到超高報警水位時，超聲液位計將液位輸入至PLC站后，PLC站立即輸出命令啟動排水閥門。在遠(yuǎn)程自動控制下，回流污泥泵在曝氣、沉淀、閑置階段開啟;在自動模式下，潷水開啟之后，剩余污泥泵啟動，15min后停止工作，排泥過程中可根據(jù)MLSS值調(diào)整排泥程序式下，整個循環(huán)過程中都可運(yùn)行剩余污泥泵。
脫水機(jī)房
脫水機(jī)房內(nèi)有帶式濃縮脫水一體機(jī)2臺、螺桿泵2臺、現(xiàn)場控制箱2個、電動閥及附屬裝置。整套脫水系統(tǒng)可定時自動啟停。也可人工啟?，F(xiàn)場控制箱負(fù)責(zé)1套加藥系統(tǒng)和2套脫水機(jī)系統(tǒng)的自動控制。每套系統(tǒng)自成體系，但之間連鎖。當(dāng)運(yùn)行過程中貯泥池液位低于設(shè)定液位或發(fā)生設(shè)備故障時，設(shè)備將停機(jī)，減少不必要的電耗。
加藥控制
某污水處理廠加藥系統(tǒng)實現(xiàn)了全自動控制，指令攪拌器及加藥泵等設(shè)備工作及為PLC提供設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)信號。加藥泵為2臺(1用1備)變頻計量泵。自動運(yùn)行時，加藥量可通過PLC對進(jìn)水流量信號(總流量的1/2)分析，按照設(shè)定的投加比例(比值可調(diào))來確定。加藥量多少也可根據(jù)出水水質(zhì)信號及時調(diào)節(jié)，自動控制加藥泵及加藥量，減少能耗，節(jié)約藥量。
運(yùn)行結(jié)果
該某污水處理廠建成后，從運(yùn)行期間的出水水質(zhì)及噸水耗電量可以看出，采用康卓科技自動控制系統(tǒng)對運(yùn)行過程進(jìn)行監(jiān)測、控制，使污水處理系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性和出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)率得以提高，同時耗電量也低于0.35kW·h/m³這一常規(guī)耗電量。因此，城市污水處理廠設(shè)置自動控制系統(tǒng)并開發(fā)先進(jìn)的控制策略，既可保證污水處理過程的安全可靠和生產(chǎn)的連續(xù)性，又可降低系統(tǒng)的能耗。
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