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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?yàn)槲鬯突钚晕勰嘣谄貧馇乐胁粩嘌h(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(jī)負(fù)荷低,其本質(zhì)上屬于延時曝氣系統(tǒng)。
以和利時公司HOLLiAS LK可編程控制器(PLC)為主的自動化控制系統(tǒng)應(yīng)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。
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HOLLiAS 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(shè)計(jì)和幾千套工程項(xiàng)目實(shí)施經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)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(dá)533MHz),指令處理速度可達(dá)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(diǎn),采用了高性能的模擬量處理技術(shù)、小型化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、開放的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、通用的系統(tǒng)平臺、使產(chǎn)品不僅具有強(qiáng)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。
自動化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
整個系統(tǒng)由1個中央控制室、3個現(xiàn)場PLC控制站組成。現(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(jìn)行分散控制;再由中央控制室(CCR),對全廠實(shí)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(shí)時的工業(yè)以太網(wǎng),網(wǎng)絡(luò)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(shè)于綜合樓中控室;現(xiàn)場控制站設(shè)三個,分別位于進(jìn)水泵房(1#PLC控制站)、鼓風(fēng)機(jī)房(2#PLC控制站)、污泥濃縮脫水機(jī)房(3#PLC控制站),采用和利時公司HOLLiAS LK系列PLC。
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全廠通訊網(wǎng)絡(luò)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(shè)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(shè)計(jì)為現(xiàn)場設(shè)備就地手動控制、自動化控制系統(tǒng)遠(yuǎn)程手動控制、自動化控制系統(tǒng)遠(yuǎn)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(yuǎn)程手動、遠(yuǎn)程自動。
工藝控制策略
1.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(yù)先設(shè)定的時間間隔及持續(xù)時間進(jìn)行運(yùn)行,當(dāng)格柵前后的液位差大于設(shè)定值,則格柵除污機(jī)開始連續(xù)工作,直至液位差小到滿足要求后,恢復(fù)正常的格柵除污機(jī)操作。
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柵渣輸送壓榨機(jī)與格柵聯(lián)動運(yùn)行。
2.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(shí)現(xiàn)泵的干運(yùn)轉(zhuǎn)保護(hù)。每一臺泵的起動次數(shù)和總的運(yùn)行小時數(shù)均衡。初始設(shè)定使每臺泵的運(yùn)轉(zhuǎn)時間相等。控制系統(tǒng)監(jiān)視泵的運(yùn)行過程,如泵故障報警并自動投入備用泵。
3.沉砂池及砂水分離機(jī)
沉砂池的輸砂泵等電機(jī)、砂水分離機(jī)自成系統(tǒng),由所帶控制箱控制。
4.氧化溝
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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(yùn)行及其轉(zhuǎn)速,并控制推進(jìn)器刮泥橋的運(yùn)行。
5.回流及剩余污泥泵房
回流污泥泵的開停及運(yùn)行時間由PLC根據(jù)生物池中檢測的混合液濃度反饋控制。
6.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。
7.污泥濃縮池
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污泥濃縮池攪拌器連續(xù)運(yùn)行,由現(xiàn)場電氣控制箱手動啟停或由PLC控制。
8.污泥脫水機(jī)房
污泥脫水機(jī)及其輔機(jī)由污泥脫水機(jī)控制箱控制,當(dāng)污泥脫水機(jī)工作時,其污泥泵、加藥裝置、投配泵等聯(lián)動運(yùn)行。
9.鼓風(fēng)機(jī)房
鼓風(fēng)機(jī)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(shí)際負(fù)荷的大小進(jìn)行自動控制調(diào)節(jié)閥的開啟度,達(dá)到控制出水水質(zhì)的目的。每一臺鼓風(fēng)機(jī)的起動次數(shù)和總的運(yùn)行小時數(shù)均衡。