淺談曝氣生物濾池自控系統功能的設計
摘(zhai) 要：本(ben)文(wen)以深圳橫嶺污水處理廠(二期(qi))曝(pu)氣(qi)生物濾池(chi)自(zi)(zi)控(kong)系統功能的設計為例(li)，介紹(shao)了曝(pu)氣(qi)生物濾池(chi)主要工(gong)藝(yi)過(guo)程和設備運行的自(zi)(zi)動控(kong)制、操作(zuo)、監測(ce)報警、歷史(shi)數(shu)據(ju)查(cha)詢(xun)、報表(biao)自(zi)(zi)動生成(cheng)等功能設計要點。
關鍵詞：曝氣生物濾(lv)池;自控系統;設計(ji)
曝(pu)氣(qi)生物濾(lv)池(chi)工藝(yi)(yi)由(you)于占地面(mian)積小(xiao)，投資少而普遍應(ying)用于工業(ye)廢水和(he)生活(huo)污(wu)(wu)水的(de)處(chu)理，但該工藝(yi)(yi)對(dui)自(zi)(zi)控系(xi)統的(de)要(yao)求高，特(te)別(bie)是對(dui)自(zi)(zi)控系(xi)統功能(neng)的(de)設計。深圳橫嶺污(wu)(wu)水處(chu)理廠(chang)(二期)采用曝(pu)氣(qi)生物濾(lv)池(chi)工藝(yi)(yi)，設計規模40萬噸/日，下(xia)面(mian)以該廠(chang)為例，介紹(shao)曝(pu)氣(qi)生物濾(lv)池(chi)自(zi)(zi)控系(xi)統功能(neng)的(de)設計要(yao)點。
一、深圳橫嶺污水處理廠曝(pu)氣生(sheng)物濾池工(gong)藝簡介
深圳橫嶺污水(shui)處(chu)理廠(二期(qi))曝氣生物濾池(chi)(chi)共48套(tao)，每套(tao)濾池(chi)(chi)由前置反硝化濾池(chi)(chi)(DN池(chi)(chi))和曝氣濾池(chi)(chi)(C/N池(chi)(chi))兩級上向流濾池(chi)(chi)組(zu)成，主(zhu)要工(gong)藝流程圖如(ru)下。
1.橫(heng)嶺污水處理(li)廠(chang)(二期)工藝流程圖
2.橫嶺污水處理廠(二期)曝氣生物濾池工藝流程圖
閥門說明：
V1：DN池(chi)(chi)進(jin)(jin)水調節(jie)閥(fa) V2：DN池(chi)(chi)至CN池(chi)(chi)進(jin)(jin)水閥(fa)
V3：DN池反(fan)沖(chong)洗(xi)進水(shui)閥 V4：CN池反(fan)沖(chong)洗(xi)進水(shui)閥
V5：DN池反(fan)沖(chong)洗(xi)空(kong)氣(qi)閥 V6：CN池反(fan)沖(chong)洗(xi)空(kong)氣(qi)閥
V7：CN池曝(pu)氣閥(fa) V8：曝(pu)氣頭沖洗閥(fa)
V9： CN池反沖洗(xi)排水(shui)提(ti)板閘 V10：DN池反沖洗(xi)排水(shui)提(ti)板閘
V11：CN池濾板(ban)下排氣電磁(ci)閥(fa) V12：DN池濾板(ban)下排氣電磁(ci)閥(fa)
V13：濾(lv)池降水閥
3.濾池工作模式(shi)流程
4.濾池反沖(chong)洗工(gong)藝流程圖
二、濾池設備和主要(yao)工藝過程控制設計要(yao)點(dian)
(一)控制(zhi)方式
控制(zhi)方(fang)式包(bao)括(kuo)現(xian)場手(shou)動(dong)(dong)控制(zhi)和遠程控制(zhi)，需(xu)要(yao)注意的是，當(dang)停電或PLC系(xi)統(tong)故障復位時(shi)，所有設備和工藝過程的控制(zhi)方(fang)式應處于“現(xian)場手(shou)動(dong)(dong)”或“遠程手(shou)動(dong)(dong)”方(fang)式，避(bi)免設備異(yi)(yi)常(chang)自(zi)動(dong)(dong)啟動(dong)(dong)，經值(zhi)班人員(yuan)檢(jian)查(cha)沒有異(yi)(yi)常(chang)情況后再設置為“遠程自(zi)動(dong)(dong)”方(fang)式。
(二(er))濾池設備監控內容
對于平(ping)時很(hen)少(shao)操作(zuo)的(de)設備，如低(di)壓進線開關、機泵的(de)電源空氣開關等，PLC只監測其(qi)工況(kuang)(閉合或(huo)斷開)，并對異常狀(zhuang)態(tai)進行(xing)報警。
對于(yu)能夠獨(du)立自(zi)動運行的(de)成套(tao)設備，如廢(fei)水泵抽真空(kong)系統(tong)等，由廠(chang)家(jia)配套(tao)的(de)控制(zhi)系統(tong)自(zi)動進行控制(zhi)，PLC只監測其(qi)工(gong)況(kuang)和主要工(gong)藝參數(shu)，異常狀(zhuang)況(kuang)則報警。
對于需經常操作的(de)設備，如(ru)反(fan)沖洗泵、風機(ji)等，其工況和主要運行(xing)參數都(dou)應輸入PLC進行(xing)監(jian)(jian)控(kong)，自動監(jian)(jian)控(kong)包括六個方面：啟動條(tiao)件判(pan)斷(duan)、啟動過(guo)程監(jian)(jian)控(kong)、運行(xing)過(guo)程監(jian)(jian)控(kong)、停(ting)機(ji)條(tiao)件判(pan)斷(duan)、停(ting)機(ji)過(guo)程監(jian)(jian)控(kong)、停(ting)止(zhi)狀態(tai)監(jian)(jian)控(kong)。
(三(san))主要(yao)設備(bei)和工(gong)藝過程控制要(yao)點
1.濾池過濾控制
(1)濾池過濾水量(liang)控(kong)制
可(ke)通過(guo)現場或遠程手動調節(jie)DN池(chi)進(jin)水調節(jie)閥的開度(du)，控(kong)制進(jin)水量。
可根據設定的進(jin)(jin)(jin)(jin)水(shui)量、實際(ji)進(jin)(jin)(jin)(jin)水(shui)流量和進(jin)(jin)(jin)(jin)水(shui)閥(fa)門開度，由PID調(diao)節(jie)器自動調(diao)節(jie)DN池進(jin)(jin)(jin)(jin)水(shui)調(diao)節(jie)閥(fa)的開度，使進(jin)(jin)(jin)(jin)水(shui)量保(bao)持恒定。
C/N池溶解氧控(kong)制(zhi)
C/N池溶解氧可(ke)通過調(diao)節相應的曝氣(qi)風機(ji)運(yun)(yun)行(xing)頻率(lv)進行(xing)控制。曝氣(qi)羅(luo)茨風機(ji)運(yun)(yun)行(xing)頻率(lv)有三種(zhong)調(diao)節方(fang)式：
在現場的變頻器操作面板上進行調節。
在中控室監控計算機上進行調節(遠程手動(dong)設置運行頻(pin)率(lv))。
由PLC設(she)定的PID調節器進行自動調節，以進水流量作為(wei)前饋(kui)參數，溶解氧檢測(ce)值(zhi)作為(wei)反饋(kui)參數。
2.濾(lv)池反沖洗過程(cheng)控制(zhi)
(1)反沖洗基本(ben)條件
該濾池(chi)反沖洗控制(zhi)方式為“自動(dong)”。
無其它濾池(chi)處(chu)在沖(chong)洗(xi)過程中。
反沖洗泵(beng)和風機至少各有(you)2臺具備啟(qi)動(dong)條(tiao)件。
該(gai)濾(lv)池(chi)相應(ying)閥門(men)具備自動操作條件。
(2)正常定時反(fan)沖洗(xi)申(shen)請
濾池過濾時(shi)(shi)(shi)間(jian)大(da)于24小時(shi)(shi)(shi)時(shi)(shi)(shi)(可設(she)定)，該濾池自動停止過濾，排(pai)隊申請反(fan)沖洗(xi)。
(3)特(te)殊情(qing)況(kuang)反沖洗申(shen)請(qing)
濾(lv)(lv)池(chi)阻力連(lian)續600秒(miao)(可(ke)設定(ding))大于8米(可(ke)設定(ding))時(shi)，該(gai)濾(lv)(lv)池(chi)自動停止過濾(lv)(lv)，排(pai)隊申(shen)請(qing)反(fan)沖洗。
(4)強制反沖洗
PLC在(zai)收到監控計(ji)算機發出的(de)強制反沖洗(xi)命令(ling)后，只要滿(man)足(1)中的(de)條件，則直接進行反沖洗(xi)。
(5)反沖洗過程控制要(yao)點
反沖(chong)(chong)洗降水時(shi)間(jian)(jian)、氣沖(chong)(chong)時(shi)間(jian)(jian)、水沖(chong)(chong)時(shi)間(jian)(jian)、氣水沖(chong)(chong)時(shi)間(jian)(jian)、漂(piao)洗時(shi)間(jian)(jian)、排氣時(shi)間(jian)(jian)、初(chu)濾(lv)時(shi)間(jian)(jian)等(deng)與反沖(chong)(chong)洗強度和(he)效果有關的參數都能(neng)夠在計算機上設定。
反沖(chong)(chong)洗水(shui)泵和(he)風(feng)機運行頻率、臺數可(ke)設(she)定(ding)，也可(ke)分別根據設(she)定(ding)的水(shui)沖(chong)(chong)流(liu)量和(he)氣沖(chong)(chong)壓(ya)力自動調節運行頻率。
反(fan)(fan)沖(chong)洗過(guo)程如果出現閥門(men)故障或閥門(men)開、關不到位，導(dao)致(zhi)反(fan)(fan)沖(chong)洗不能按順序進(jin)行下(xia)去時，應停止正(zheng)在運行的(de)反(fan)(fan)沖(chong)洗水(shui)泵和風機，關閉所有其它正(zheng)常的(de)閥門(men)，設置(zhi)為“停用(yong)”模(mo)式，待故障 消除后(hou)再進(jin)行強制(zhi)反(fan)(fan)沖(chong)洗。
反沖(chong)洗過程如果出現(xian)水泵(beng)或風機不能自動停(ting)止，導(dao)致反沖(chong)洗不能按(an)順序(xu)進行(xing)下去時，應報警(jing)提示，設置為“停(ting)用(yong)”模式，待故障處理后再(zai)進行(xing)強制反沖(chong)洗。
反沖洗(xi)(xi)過程如果反沖洗(xi)(xi)水泵或風機出現(xian)故(gu)障導致停(ting)止運(yun)行，應報警提示，并自動(dong)啟動(dong)備用的反沖洗(xi)(xi)水泵或風機。
3.反沖洗水泵控制
(1)啟動條件
控制方式為“自動(dong)”。
該泵無故障。
反沖洗(xi)水池水位(wei)高于2米(可設定)。
該泵(beng)運行累計時(shi)間最少(shao)。
無其它同一組的(de)水(shui)泵正在啟動。
水泵同時運行臺數低于2臺。
(2)啟動過程監控(kong)
PLC 在(zai)輸出開(kai)泵(beng)(beng)命令后，延(yan)時3秒后檢測泵(beng)(beng)運行(xing)信號(hao)，若(ruo)泵(beng)(beng)無運行(xing)信號(hao)應報警并取消(xiao)“開(kai)機”命令。
收到泵(beng)運行信號后10秒(miao)，反(fan)(fan)沖洗水流(liu)量應(ying)大于(yu) 1200m3/h(可設定(ding)，開第一臺(tai)和第二臺(tai)泵(beng)時，反(fan)(fan)沖洗流(liu)量不同)，否則應(ying)報警。
泵(beng)故障應(ying)報警(jing)并(bing)取(qu)消“開機(ji)”命(ming)令(ling)。
(3)運行過程監控
運行信號連續3秒丟失(shi)應報警。
泵故(gu)障、泵主回路或控制回路電源故(gu)障，應報(bao)警并取消(xiao)開泵信號。
反(fan)沖(chong)洗水池水位(wei)低于2米(可設(she)定)，應報警并(bing)停泵。
泵電流連續10秒(miao)超限(xian)，報警并取消(xiao)開泵信號輸出。
(4)停泵(beng)條(tiao)件
控制方式(shi)為“自動(dong)”。
該泵處于運行(xing)狀態。
PLC輸(shu)出停泵命令。
(5)停泵(beng)過程監控(kong)：PLC輸出停泵(beng)命令，延時3秒后檢測(ce)泵(beng)運(yun)行信號(hao)，若泵(beng)仍有運(yun)行信號(hao)應報警(jing)。
(6)停(ting)止狀(zhuang)態監控：泵控制方式(shi)改變或(huo)泵主回路或(huo)控制回路電源異常(chang)應報警。
4.反沖洗泵房和濾池管廊等地下構筑物排污(wu)泵控制
由(you)于反沖洗泵房和(he)濾池管廊都(dou)位(wei)于地(di)面以下(xia)，因此(ci)需加強對(dui)排(pai)(pai)除積水(shui)(shui)的排(pai)(pai)水(shui)(shui)泵的監控，以確保(bao)反沖洗水(shui)(shui)泵、鼓風(feng)機(ji)等設備(bei)的安(an)全，當排(pai)(pai)水(shui)(shui)泵故障或集水(shui)(shui)坑水(shui)(shui)位(wei)超限時都(dou)應(ying)報(bao)警(jing)。
三、中(zhong)控(kong)室計算(suan)機監控(kong)軟件的主要功能設計
監測與顯示
可(ke)顯(xian)(xian)示(shi)(shi)(shi)每個濾池工藝設備(bei)工況圖(tu)，在(zai)各個相應位置以文字、不同顏色和閃爍(shuo)顯(xian)(xian)示(shi)(shi)(shi)等方(fang)式(shi)標(biao)識顯(xian)(xian)示(shi)(shi)(shi)工藝參數和設備(bei)狀(zhuang)況，每個濾池的(de)狀(zhuang)態應包括：過濾、反沖(chong)洗、等待反沖(chong)洗、備(bei)用、停用、反沖(chong)洗控制方(fang)式(shi)。
操作控制
濾池進水調節閥、反沖洗水泵和風(feng)機等主要設備應有獨立的操作界面。
在設(she)備(bei)操作(zuo)界面上可(ke)通(tong)過鍵盤或(huo)鼠標(biao)對主要設(she)備(bei)進行開/停(開/關)操作(zuo)，可(ke)設(she)定(ding)設(she)備(bei)遠(yuan)程控制(zhi)方(fang)式，可(ke)設(she)定(ding)設(she)備(bei)運行參數(shu)(shu)或(huo)工藝(yi)過程的控制(zhi)參數(shu)(shu)。
歷史數據查詢和打(da)印
能夠查詢和(he)打印濾池(chi)進(jin)水量、溶(rong)解氧、反沖洗風量和(he)水量等工藝(yi)參(can)數的歷史(shi)趨勢(shi)曲線。
在(zai)同(tong)一坐(zuo)標上，可任(ren)意選擇多個參數(shu)同(tong)時顯示，以便進行比較(jiao)分析水質變化規律和設備故障原因。
能夠自動(dong)統計(ji)生成(cheng)生產(chan)日報表(biao)(biao)、周報表(biao)(biao)和(he)月報表(biao)(biao)等(deng)各類報表(biao)(biao)(EXECL表(biao)(biao)格)，并(bing)可查詢(xun)和(he)輸出打印。
信息提示與報警
對于主要設備工況的(de)正常(chang)改變(bian)，由監(jian)控計算機實時(shi)信息窗口顯(xian)示相應的(de)提示信息，以便(bian)及時(shi)發(fa)現設備頻(pin)繁(fan)的(de)狀(zhuang)態改變(bian)等異常(chang)情況;
對于工藝參(can)數超限、設備故障等一般(ban)的異常情況，由監(jian)控(kong)計算機(ji)發(fa)出(chu)聲光報警并彈出(chu)報警窗口，以(yi)便提醒值班人員(yuan)進(jin)行處理(li);
對于涉(she)及安全生產的(de)嚴(yan)重異(yi)常情況，如位于地下的(de)反(fan)沖洗泵房積水(shui)水(shui)位達到報(bao)警水(shui)位等，除了由監控計算機發(fa)出聲光報(bao)警之外，在生產現(xian)場設置(zhi)(zhi)聲光報(bao)警裝置(zhi)(zhi)，以便值班人(ren)員或其它人(ren)員及時發(fa)現(xian)和(he)處理。
結束語：
橫嶺污水處理廠(二期(qi))已于(yu)2011年10月(yue)投產，在曝氣生(sheng)物濾(lv)池自(zi)(zi)(zi)控(kong)(kong)方(fang)案設(she)計(ji)和(he)實施(shi)過程(cheng)，由于(yu)我們作為運(yun)營單(dan)位能夠與設(she)計(ji)院、自(zi)(zi)(zi)控(kong)(kong)公司緊密溝通(tong)和(he)配(pei)合，結(jie)合工藝運(yun)行和(he)生(sheng)產管(guan)理的(de)需要，充(chong)分考慮各種(zhong)影(ying)響濾(lv)池正常(chang)運(yun)行的(de)因(yin)素，并采(cai)取(qu)相應的(de)解決措施(shi)，不斷修改和(he)完善自(zi)(zi)(zi)控(kong)(kong)方(fang)案，因(yin)此(ci)投產后曝氣生(sheng)物濾(lv)池主要工藝過程(cheng)和(he)設(she)備運(yun)行的(de)遠(yuan)程(cheng)監測(ce)、操(cao)作、自(zi)(zi)(zi)動控(kong)(kong)制、報(bao)警、歷(li)史數(shu)據(ju)查詢、報(bao)表自(zi)(zi)(zi)動生(sheng)成等各項功能基本上都能滿足日常(chang)運(yun)營管(guan)理的(de)需求。
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”
