城(cheng)市(shi)(shi)污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)來(lai)源通(tong)常為生活(huo)污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)與生產污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)，是各種形式(shi)的(de)有機物和無(wu)機物的(de)復雜混合物。在(zai)(zai)進行(xing)污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)處(chu)理(li)(li)時，凈化等(deng)(deng)過(guo)程是為了使污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)達到排水(shui)(shui)再(zai)次使用水(shui)(shui)質。城(cheng)市(shi)(shi)污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)處(chu)理(li)(li)應用廣泛，例如(ru)：餐飲、環保(bao)、醫療(liao)、能源、農業、交通(tong)、城(cheng)市(shi)(shi)景觀、建筑(zhu)等(deng)(deng)領域。城(cheng)市(shi)(shi)中應建立自動控制(zhi)網絡，是城(cheng)市(shi)(shi)污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)處(chu)理(li)(li)控制(zhi)系統(tong)的(de)主要概念，是控制(zhi)污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)處(chu)理(li)(li)的(de)對(dui)象。城(cheng)市(shi)(shi)污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)處(chu)理(li)(li)控制(zhi)系統(tong)分(fen)為管(guan)理(li)(li)、協調(diao)、現場等(deng)(deng)分(fen)級控制(zhi)，而在(zai)(zai)環保(bao)監督、調(diao)度管(guan)理(li)(li)以及(ji)控制(zhi)工藝設備等(deng)(deng)方面也將城(cheng)市(shi)(shi)污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)處(chu)理(li)(li)控制(zhi)系統(tong)的(de)作(zuo)用劃(hua)分(fen)出(chu)來(lai)。文(wen)章提出(chu)了城(cheng)市(shi)(shi)污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)處(chu)理(li)(li)系統(tong)控制(zhi)模(mo)式(shi)，為處(chu)理(li)(li)、解(jie)決城(cheng)市(shi)(shi)污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)提供技術基礎。

一、污(wu)水處理工藝(yi)

城市污水(shui)(shui)的(de)(de)(de)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)工(gong)藝流程較為(wei)復(fu)雜，該工(gong)藝在(zai)物(wu)(wu)(wu)(wu)理(li)(li)(li)、化(hua)學、生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)等(deng)學科中充分涉獵，是一(yi)項綜合性(xing)技(ji)術。現階段，在(zai)對(dui)(dui)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)效(xiao)果、運營(ying)成本、投資(zi)、水(shui)(shui)質量(liang)等(deng)因(yin)素綜合考慮的(de)(de)(de)前(qian)提下，我國采用(yong)了物(wu)(wu)(wu)(wu)理(li)(li)(li)法(fa)(fa)與生(sheng)(sheng)化(hua)法(fa)(fa)污水(shui)(shui)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)方式(shi)，即(ji)一(yi)級處(chu)(chu)理(li)(li)(li)和二級處(chu)(chu)理(li)(li)(li)。物(wu)(wu)(wu)(wu)理(li)(li)(li)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)法(fa)(fa)具有(you)較快的(de)(de)(de)工(gong)藝過(guo)程，除渣機、沉淀池、沉砂池、水(shui)(shui)泵(beng)、篩網、格(ge)柵等(deng)均為(wei)該方法(fa)(fa)所使用(yong)設備。城市污水(shui)(shui)中所包含的(de)(de)(de)泥沙和懸(xuan)浮物(wu)(wu)(wu)(wu)SS利用(yong)一(yi)級物(wu)(wu)(wu)(wu)理(li)(li)(li)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)方法(fa)(fa)進行(xing)分離、處(chu)(chu)理(li)(li)(li)、和回(hui)收。城市污水(shui)(shui)中的(de)(de)(de)有(you)機污染物(wu)(wu)(wu)(wu)質多呈現膠體狀亦或溶(rong)解，對(dui)(dui)此，為(wei)了能夠(gou)有(you)效(xiao)降解代謝(xie)有(you)機物(wu)(wu)(wu)(wu)功能，就需(xu)要利用(yong)生(sheng)(sheng)化(hua)法(fa)(fa)。傳(chuan)統的(de)(de)(de)活(huo)性(xing)污泥法(fa)(fa)來對(dui)(dui)城市污水(shui)(shui)進行(xing)治理(li)(li)(li)具有(you)滯后性(xing)大、變化(hua)過(guo)于緩慢等(deng)特點，因(yin)此控制生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)過(guo)程時(shi)，采用(yong)傳(chuan)統的(de)(de)(de)控制方法(fa)(fa)難于提升(sheng)效(xiao)果。通過(guo)物(wu)(wu)(wu)(wu)理(li)(li)(li)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)和生(sheng)(sheng)化(hua)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)，能夠(gou)將污水(shui)(shui)中百分之九(jiu)十以上的(de)(de)(de)BOD以及SS去除。

二、創建系統及系統功(gong)能

1.加強(qiang)環保(bao)監督(du)力度(du)

 通過(guo)對城(cheng)市污水(shui)處(chu)(chu)理(li)(li)廠各指標的定期檢測，如能耗、進(jin)出(chu)水(shui)、流量(liang)等，可(ke)為(wei)(wei)科學、合(he)理(li)(li)管理(li)(li)及規(gui)劃城(cheng)市污水(shui)處(chu)(chu)理(li)(li)提供必要數據(ju)，并評價出(chu)各處(chu)(chu)理(li)(li)廠的運營效率。這是因為(wei)(wei)盡管城(cheng)市污水(shui)系統(tong)具有社(she)會效益巨大，但存在較差的經(jing)濟效益和較高(gao)的運行成本。在污水(shui)處(chu)(chu)理(li)(li)廠和環保局的管理(li)(li)下，有序開(kai)展環保監督，并對污水(shui)處(chu)(chu)理(li)(li)數據(ju)是否完整、準(zhun)確、可(ke)靠、實時等方面(mian)進(jin)行確保，對各個污水(shui)處(chu)(chu)理(li)(li)廠的相關數據(ju)進(jin)行采集(ji)。

2.管理調度

隨(sui)著(zhu)計(ji)算(suan)機(ji)(ji)(ji)與網絡(luo)信(xin)息化(hua)技術的(de)誕(dan)生與發展，計(ji)算(suan)機(ji)(ji)(ji)網絡(luo)的(de)普及(ji)給(gei)予人們工(gong)(gong)作極大的(de)幫助，提升(sheng)了生活品(pin)質。在(zai)城市污(wu)(wu)水處(chu)理(li)(li)方(fang)面，計(ji)算(suan)機(ji)(ji)(ji)集(ji)成(cheng)系統的(de)應(ying)用也發揮出很大作用。在(zai)優(you)化(hua)污(wu)(wu)水處(chu)理(li)(li)廠運行為(wei)目標，進行調(diao)度的(de)優(you)化(hua)，計(ji)算(suan)最(zui)佳工(gong)(gong)作參數是調(diao)度管理(li)(li)應(ying)負責的(de)工(gong)(gong)作，并對(dui)各(ge)項工(gong)(gong)序之間(jian)質量和負荷存(cun)在(zai)的(de)關系進行大力協調(diao)。在(zai)設備狀況、氣候(hou)、季節、時間(jian)等因(yin)素(su)都與污(wu)(wu)水處(chu)理(li)(li)工(gong)(gong)藝的(de)運行密(mi)切相(xiang)關。

3.控(kong)制(zhi)工藝設備

為(wei)了(le)促使污水(shui)處理(li)廠能夠(gou)實現經(jing)濟(ji)運(yun)行，提(ti)高安全性(xing)(xing)，降低勞動(dong)強(qiang)度(du)，從而確保(bao)污水(shui)處理(li)質(zhi)量(liang)，自動(dong)化監控(kong)(kong)(kong)系(xi)(xi)統的應用能夠(gou)協助滯后性(xing)(xing)大、連(lian)續(xu)性(xing)(xing)強(qiang)、隨機干(gan)擾因素多、分布范圍廣、被(bei)控(kong)(kong)(kong)設備(bei)與監測參(can)數多、過程復雜(za)等特(te)點的污水(shui)處理(li)工藝(yi)進一(yi)(yi)步提(ti)高質(zhi)量(liang)。該(gai)控(kong)(kong)(kong)制系(xi)(xi)統具有(you)計算性(xing)(xing)能參(can)數、連(lian)鎖保(bao)護(hu)、數據采集、閉環控(kong)(kong)(kong)制等一(yi)(yi)系(xi)(xi)列功(gong)能，而工藝(yi)的流程、機電(dian)機械(xie)設備(bei)、變電(dian)站等都是控(kong)(kong)(kong)制系(xi)(xi)統所控(kong)(kong)(kong)制的對象。

三(san)、控(kong)制(zhi)系統介紹

控制城市污水處理(li)(li)系(xi)統分別涉(she)及到分析、監視、質(zhi)量、調度、管理(li)(li)等(deng)方方面面，而不只(zhi)是控制或調整(zheng)各項工藝(yi)流程。

1.系統結構

從下階段我國已(yi)投入運行(xing)的(de)(de)(de)(de)城市污(wu)水處(chu)(chu)理(li)廠的(de)(de)(de)(de)情況來看，主要應用(yong)的(de)(de)(de)(de)雙(shuang)層分布式監控(kong)系統由現(xian)(xian)場(chang)PLC和(he)中央管理(li)微(wei)機組(zu)成。該控(kong)制(zhi)方式不(bu)(bu)僅(jin)僅(jin)應用(yong)于我國，世界很多國家都(dou)在(zai)應用(yong)。工藝設(she)(she)備級(ji)控(kong)制(zhi)系統為現(xian)(xian)場(chang)控(kong)制(zhi)設(she)(she)備，主要的(de)(de)(de)(de)工作就是控(kong)制(zhi)污(wu)水處(chu)(chu)理(li)工藝。將執行(xing)機構、MCC柜、測量儀表等連接于PLC后，可(ke)處(chu)(chu)理(li)并完成，自控(kong)控(kong)制(zhi)、傳輸(shu)數(shu)據(ju)、采集開關量和(he)模擬量的(de)(de)(de)(de)數(shu)據(ju)等一系列功能。根據(ju)被控(kong)設(she)(she)備及分散程(cheng)度和(he)工程(cheng)規模，通(tong)常有6臺(tai)至10臺(tai)PLC。現(xian)(xian)場(chang)控(kong)制(zhi)網絡通(tong)訊(xun)應用(yong)于PLC之間，并分別(bie)設(she)(she)置(zhi)(zhi)與(yu)中制(zhi)室、物(wu)理(li)處(chu)(chu)理(li)步(bu)驟、生化(hua)處(chu)(chu)理(li)步(bu)驟、變(bian)電站(zhan)等處(chu)(chu)。在(zai)對PLC進(jin)行(xing)選型時(shi)(shi)，僅(jin)僅(jin)考慮復雜算法的(de)(de)(de)(de)實(shi)現(xian)(xian)與(yu)組(zu)成網絡即可(ke)，引起具(ju)有很高的(de)(de)(de)(de)可(ke)靠性(xing)。人機界面的(de)(de)(de)(de)主要設(she)(she)備時(shi)(shi)CRT，可(ke)通(tong)過靈活操作CRT畫面來實(shi)現(xian)(xian)對設(she)(she)備的(de)(de)(de)(de)控(kong)制(zhi)及操作。系統采用(yong)了SCADA軟件(jian)，硬件(jian)平(ping)臺(tai)則為IPC。以此為基礎，現(xian)(xian)場(chang)可(ke)不(bu)(bu)需要安(an)裝控(kong)制(zhi)盤臺(tai)。操作人員能夠對控(kong)制(zhi)器(qi)的(de)(de)(de)(de)結構進(jin)行(xing)修(xiu)改(gai)，并糾正(zheng)、修(xiu)改(gai)設(she)(she)置(zhi)(zhi)值(zhi)，實(shi)時(shi)(shi)監控(kong)聯網的(de)(de)(de)(de)PLC，實(shi)現(xian)(xian)了協(xie)調(diao)控(kong)制(zhi)。

2.管理(li)調(diao)度及監督

一般采(cai)用冗余設計廠級控制(zhi)級別的(de)調度(du)管(guan)理(li)，工作站(zhan)和服務(wu)器構成(cheng)了(le)(le)調度(du)管(guan)理(li)，在直接(jie)連(lian)接(jie)了(le)(le)現(xian)場PLC后，可可實(shi)(shi)現(xian)深度(du)處(chu)理(li)數據(ju)，并向城市監督系統和MIS提供該(gai)數據(ju);并為了(le)(le)確保(bao)最高全廠效(xiao)率，以實(shi)(shi)現(xian)控制(zhi)協調各項(xiang)工序的(de)目(mu)的(de)。冗余設計的(de)目(mu)的(de)是為了(le)(le)讓服務(wu)器具有逐步開發分(fen)析(xi)應用軟件的(de)能力。而(er)通(tong)訊方(fang)面(mian)，相比于傳(chuan)(chuan)統采(cai)用無線傳(chuan)(chuan)輸(shu)的(de)方(fang)式(shi)，市話網絡(luo)、數據(ju)打包傳(chuan)(chuan)輸(shu)的(de)方(fang)式(shi)功能實(shi)(shi)用且成(cheng)本(ben)低廉，極(ji)大程度(du)上(shang)降低了(le)(le)運行維護費用和投資，只需(xu)將(jiang)MODEM加裝于各項(xiang)污(wu)水(shui)處(chu)理(li)廠即可實(shi)(shi)現(xian)。

四、控制方法

處理城市污(wu)水工藝過程中，參(can)(can)數(shu)具(ju)有復雜(za)性，且還會呈現出(chu)非(fei)線性特征。例如(ru)：污(wu)泥泵、水泵、曝氣(qi)機等受控設備以(yi)及進水量、溶解氧量、濃度、溫度等參(can)(can)數(shu)過程都(dou)較為復雜(za)。污(wu)泥回流量和曝氣(qi)量的確(que)定都(dou)采用(yong)了經驗法。應用(yong)智(zhi)能控制(zhi)的措(cuo)施能偶達到良好控制(zhi)效(xiao)果。輸(shu)入變量與水指標之間的關系用(yong)該公式進行描述：

公式中(zhong)，Qw代表(biao)(biao)回流污泥量(liang)，為調節(jie)變(bian)(bian)量(liang);t代表(biao)(biao)處理(li)時間;T代表(biao)(biao)水溫，為隨機(ji)變(bian)(bian)量(liang);D0代表(biao)(biao)水中(zhong)溶氧(yang)量(liang)，為調節(jie)變(bian)(bian)量(liang)，其(qi)可通過對曝氣量(liang)進(jin)(jin)行控制來實現;Q代表(biao)(biao)進(jin)(jin)水流量(liang)，為隨機(ji)變(bian)(bian)量(liang);Si代表(biao)(biao)進(jin)(jin)水水質，為隨機(ji)變(bian)(bian)量(liang);S0代表(biao)(biao)出水水質，為被調量(liang)。

五、結束語

城市(shi)污(wu)(wu)(wu)水(shui)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)應(ying)用(yong)廣泛，例如：餐飲、環(huan)保、醫療、能源、農業(ye)、交通(tong)、城市(shi)景觀、建筑等領域。文章(zhang)簡要(yao)討論了(le)城市(shi)污(wu)(wu)(wu)水(shui)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)控(kong)制，城市(shi)中應(ying)建立自動控(kong)制網絡(luo)，是(shi)城市(shi)污(wu)(wu)(wu)水(shui)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)控(kong)制系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)主要(yao)概念，是(shi)控(kong)制污(wu)(wu)(wu)水(shui)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)對象，該系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)實(shi)現信息化管(guan)理(li)(li)(li)，如通(tong)過MODEM，向(xiang)城市(shi)監(jian)督管(guan)理(li)(li)(li)部門實(shi)時提(ti)供(gong)城市(shi)污(wu)(wu)(wu)水(shui)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)廠工作(zuo)情(qing)況，這樣有(you)助于為決策(ce)和(he)管(guan)理(li)(li)(li)提(ti)供(gong)有(you)效依(yi)據。該系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)還(huan)具(ju)有(you)很強的(de)(de)(de)(de)(de)可(ke)擴展(zhan)性(xing)和(he)靈活性(xing)，根據重構和(he)需要(yao)，系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)中PLC之(zhi)間的(de)(de)(de)(de)(de)拓撲結構和(he)數量將不同功能的(de)(de)(de)(de)(de)系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)功能單元實(shi)現。通(tong)過對城市(shi)污(wu)(wu)(wu)水(shui)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)廠各指(zhi)標的(de)(de)(de)(de)(de)定期檢測，可(ke)為科學、合理(li)(li)(li)管(guan)理(li)(li)(li)及規(gui)劃城市(shi)污(wu)(wu)(wu)水(shui)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)提(ti)供(gong)必(bi)要(yao)數據，在城市(shi)污(wu)(wu)(wu)水(shui)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)方面(mian)，計算機集成(cheng)系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)也發揮出很大(da)作(zuo)用(yong)。在優化污(wu)(wu)(wu)水(shui)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)廠運(yun)行(xing)為目標，進行(xing)調度的(de)(de)(de)(de)(de)優化，除此之(zhi)外，系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)還(huan)具(ju)有(you)很高的(de)(de)(de)(de)(de)可(ke)靠性(xing)，確保整(zheng)個(ge)系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)安(an)全、可(ke)靠。功能單元互相(xiang)之(zhi)間為獨立的(de)(de)(de)(de)(de)關(guan)系(xi)(xi)(xi)，在并行(xing)多臺PLC后(hou)，通(tong)過底層網絡(luo)實(shi)現了(le)數據共享(xiang)，有(you)效控(kong)制整(zheng)個(ge)工藝流程。

  使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”

相關文章