氧化溝工藝為常見的污水處理工藝的一種。氧化溝又名氧化渠，因其構(gòu)筑物呈封閉的環(huán)形溝渠而得名。它是活性污泥法的一種變型。因為污水和活性污泥在曝氣渠道中不斷循環(huán)流動，因此有人稱其為“循環(huán)曝氣池”、“無終端曝氣池”。氧化溝的水力停留時間長，有機負荷低，其本質(zhì)上屬于延時曝氣系統(tǒng)。

以和利時公司LK可編程控制器（PLC）為主的自動化控制系統(tǒng)應用于污水處理廠，完全能滿足氧化溝污水處理工藝的要求，提供了一種高可靠性、低成本、更優(yōu)化的控制方案。

LK可編程控制器（PLC）是和利時公司在總結(jié)十五年控制系統(tǒng)設計和幾千套工程項目實施經(jīng)驗基礎上推出的適用于中、高性能控制領(lǐng)域的產(chǎn)品，CPU模塊中集成工業(yè)級處理器（主頻可達533MHz），指令處理速度可達13ns。相對傳統(tǒng)PLC而言，LK可編程控制器充分融合了DCS和PLC的優(yōu)點，采用了高性能的模擬量處理技術(shù)、小型化的結(jié)構(gòu)設計、開放的工業(yè)標準、通用的系統(tǒng)平臺、使產(chǎn)品不僅具有強大的功能和卓越的性能，而且具有更高的可靠性、更佳的開放性和易用性。

圖1 氧化溝法工藝流程

自動化控制系統(tǒng)設計

整個系統(tǒng)由1個中央控制室、3個現(xiàn)場PLC控制站組成�，F(xiàn)場PLC控制站，由可編程序控制器（PLC）系統(tǒng)及檢測儀表組成，對污水處理廠各工藝過程進行分散控制；再由中央控制室（CCR），對全廠實行集中管理。中央控制室、PLC控制站之間的數(shù)據(jù)通訊采用高速的、實時的工業(yè)以太網(wǎng)，網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)為環(huán)形，通訊速率為100Mbps，傳輸介質(zhì)為光纖。中央控制站設于綜合樓中控室；現(xiàn)場控制站設三個，分別位于進水泵房（1#PLC控制站）、鼓風機房（2#PLC控制站）、污泥濃縮脫水機房（3#PLC控制站），采用和利時公司LK系列PLC。

圖2 自動化控制系統(tǒng)示意

全廠通訊網(wǎng)絡分成二級，即第一級為中控/現(xiàn)場監(jiān)控級，現(xiàn)場控制站至中央控制站采用工業(yè)以太網(wǎng)光纖環(huán)網(wǎng)；第二級為數(shù)據(jù)傳輸級，為現(xiàn)場控制站至設備控制箱的常規(guī)I/O電纜連接。

污水處理廠自動化控制系統(tǒng)控制方式設計為現(xiàn)場設備就地手動控制、自動化控制系統(tǒng)遠程手動控制、自動化控制系統(tǒng)遠程自動控制三種控制方式。三種方式的級別由高到低依次為就地手動控制、遠程手動、遠程自動。

工藝控制策略

•格柵控制

格柵控制采用時間控制和液位差控制兩種模式。正常情況下，格柵根據(jù)預先設定的時間間隔及持續(xù)時間進行運行，當格柵前后的液位差大于設定值，則格柵除污機開始連續(xù)工作，直至液位差小到滿足要求后，恢復正常的格柵除污機操作。

柵渣輸送壓榨機與格柵聯(lián)動運行。

•提升泵房

根據(jù)集水池液位自動控制變頻調(diào)速泵的轉(zhuǎn)速及水泵的開/停。根據(jù)集水池最低液位，自動停泵，實現(xiàn)泵的干運轉(zhuǎn)保護。每一臺泵的起動次數(shù)和總的運行小時數(shù)均衡。初始設定使每臺泵的運轉(zhuǎn)時間相等。控制系統(tǒng)監(jiān)視泵的運行過程，如泵故障報警并自動投入備用泵。

•沉砂池及砂水分離機

•氧化溝

PLC根據(jù)各溝道的溶解氧測量值大小調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)碟的運行及其轉(zhuǎn)速，并控制推進器刮泥橋的運行。

•回流及剩余污泥泵房

回流污泥泵的開停及運行時間由PLC根據(jù)生物池中檢測的混合液濃度反饋控制。

•變電站

PLC不參與變電站的控制，通過RS485或其它接口與電站自動化監(jiān)控系統(tǒng)通信。

•污泥濃縮池

污泥濃縮池攪拌器連續(xù)運行，由現(xiàn)場電氣控制箱手動啟停或由PLC控制。

•污泥脫水機房

污泥脫水機及其輔機由污泥脫水機控制箱控制，當污泥脫水機工作時，其污泥泵、加藥裝置、投配泵等聯(lián)動運行。

•鼓風機房

鼓風機控制系統(tǒng)以氣體信號為主控信號，氧化溝溶解氧信號為輔助信號，根據(jù)實際負荷的大小進行自動控制調(diào)節(jié)閥的開啟度，達到控制出水水質(zhì)的目的。每一臺鼓風機的起動次數(shù)和總的運行小時數(shù)均衡。
 

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