SBR工藝的自動(dòng)化控制

1、工藝的自動(dòng)化控制（圖）:關(guān)代宇李會(huì)元李健webmaster2001-08-27天津開(kāi)發(fā)區(qū)污水處理廠DAT-IAT自控淺析津經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)污水處理廠是采用國(guó)際上比較先進(jìn)的SBR生產(chǎn)工藝。SBR法是序才quencingBatchReactoH的簡(jiǎn)稱。該工藝在1914年就面世了，但是由于該工藝的操作過(guò)它工藝相比較SBR所需控制的參變量較多，對(duì)儀表的精度和可靠性有較高的要求，而水平很低，也不可能有精度和可靠性都較高的儀表，限制了SBR工藝的發(fā)展和推廣。猛發(fā)展，特別是自動(dòng)化水平的提高，對(duì)污水處理過(guò)程進(jìn)行全自動(dòng)化的管理和監(jiān)控成為可近年來(lái)得到迅速的推廣。在國(guó)內(nèi)，SBR工藝的應(yīng)用還不多見(jiàn)，其工藝過(guò)程和原理并不

2、十控制的各種參數(shù)要求很高，對(duì)儀表的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性有一定的要求。天津經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)污水處理廠采用SBR工藝中的DAT-IAT法，日處理污水十萬(wàn)噸水、間歇排水的工藝，整個(gè)污水實(shí)行集中控制，分散管理的方式。它把管理層和控制層對(duì)整個(gè)工藝的影響，增加了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。開(kāi)發(fā)區(qū)污水處理廠在控制方面實(shí)行三級(jí)管理。第一級(jí)為互為熱備的兩臺(tái)主機(jī)，確實(shí)保連續(xù)性和安全性。兩臺(tái)主機(jī)的基本任務(wù)是對(duì)整個(gè)工藝過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，顯示設(shè)備的運(yùn)工藝參數(shù)，對(duì)報(bào)警和各種報(bào)表的自動(dòng)記錄和打印，關(guān)鍵數(shù)據(jù)的歷史記錄的保存，各種參線的顯示，第二級(jí)為現(xiàn)場(chǎng)控制站，它是由水區(qū)、泥區(qū)、模擬屏三個(gè)PLC構(gòu)成，分別對(duì)進(jìn)行采集和控制。第三級(jí)為就地控制級(jí)，是

3、分布全廠的四個(gè)馬達(dá)控制中心。污水流入廠內(nèi)的第一道工序是粗格柵，對(duì)粗格棚的控制有兩種方式，一種為時(shí)間控制制，通過(guò)粗格柵前后的超聲波液位計(jì)計(jì)算差值，運(yùn)行方式的選擇在上位機(jī)進(jìn)行。與粗格有螺旋壓榨機(jī)，把粗格柵清除的污物壓擠打包，與粗格柵同步起動(dòng)，但停止時(shí)間滯后于水經(jīng)由格柵進(jìn)入進(jìn)水泵房，進(jìn)水泵房有六臺(tái)潛水泵，由于開(kāi)發(fā)區(qū)污水廠地處工業(yè)區(qū)，水,變化系數(shù)比較大，這就需根據(jù)進(jìn)水泵房超聲小液位計(jì)反饋的水位信號(hào)來(lái)起動(dòng)進(jìn)水泵的停，后開(kāi)后停，優(yōu)先起動(dòng)累計(jì)運(yùn)行時(shí)間最短的原則來(lái)控制進(jìn)水泵的起停，并設(shè)有液位超轉(zhuǎn)保護(hù)。為了避免進(jìn)水泵的頻繁起停，每臺(tái)泵都有溫度和濕度的保護(hù)，信號(hào)直接傳給PI進(jìn)入細(xì)格柵，對(duì)于細(xì)格柵的控制與粗格柵完全

4、相同，這里不再贅述。污水經(jīng)由細(xì)格柵進(jìn)入對(duì)稱的兩座鐘式沉砂池，每座鐘式沉砂池內(nèi)置一帶變頻裝置的攪頻器，改變攪拌的速度，以達(dá)到工藝要求的最佳點(diǎn)。鐘式沉砂地采用旋流方式清除大的在沉砂池底部的砂泵打由。上面的污水則由巴式計(jì)量槽進(jìn)入配水井,量計(jì)，當(dāng)測(cè)得的PH值低于5.5或高于8.5時(shí)，立刻關(guān)閉進(jìn)水閥門(mén),前有六個(gè)淹沒(méi)式配水堰，控制進(jìn)入各組反應(yīng)地的水量。我廠共有六組DAT池和IAT池，如下圖所示:在計(jì)量槽上安裝有以保護(hù)反應(yīng)池中的活SBR反應(yīng)池，每ATIAT在DAT和IAT的地底設(shè)置微孔暴氣器，DAT池內(nèi)裝有溶解氧儀、污泥濃度計(jì)、IAT泥回流泵、剩余污泥泵，在DAT和IAT池上的空氣支管分別裝有空氣調(diào)節(jié)閥。其

5、工藝T和IAT的曝氣由空氣調(diào)節(jié)閥控制，而空氣調(diào)節(jié)閥的開(kāi)起度征收溶解氧儀反饋的信號(hào)有根據(jù)水質(zhì)、水的溫度等情況在上位機(jī)設(shè)置。當(dāng)DAT污泥濃度低于設(shè)定值時(shí)，回流污泥泥從IAT打到DAT池，當(dāng)高于設(shè)定值時(shí)，剩余污泥泵起動(dòng)，把活性污泥從IAT打到儲(chǔ)泵、剩余的泥泵均在IAT暴氣時(shí)起動(dòng)，對(duì)它們的控制分為時(shí)間控制和儀表控制兩種，儀成時(shí)間控制。浮水過(guò)程是由氣鎖虹吸工淹水器完成的，由安裝在淹水器排氣管上的電磁束。DAT為連續(xù)爆氣過(guò)程，IAT有三個(gè)周期，即曝氣、沉淀、渾水各一個(gè)小時(shí)，由于受和由水泵和由水泵能力的限制，影響反應(yīng)周期的正常運(yùn)行，這些問(wèn)題在PLC編程中得常情況下，六組池子日處理污水十萬(wàn)噸，為了避免六組池子

6、同時(shí)淹水，把它們分成三組，1-4、2-5、3-6相互間隔一個(gè)周期，對(duì)應(yīng)每一組反應(yīng)池，都設(shè)有一個(gè)軟開(kāi)關(guān)，控制該組行，用以根據(jù)水量確定投入的池子數(shù)和利于以后對(duì)池子的檢修方便。以上的設(shè)置在上位還考慮到對(duì)一些特殊情況的處置，假如進(jìn)水水量過(guò)小或斷流，雖到了淹水周期，但由于法進(jìn)行淹水，則這組池子的淹水自動(dòng)延時(shí)二十分鐘，同時(shí)在上位機(jī)上作由淹水延時(shí)的報(bào)鐘后仍沒(méi)有到淹水水位，洋水周期取消，改為繼續(xù)沉淀，等待下一個(gè)周期的到來(lái)。若到行淹水程序，延長(zhǎng)的時(shí)間計(jì)算在下面的曝氣時(shí)間內(nèi)，即縮短了下一個(gè)周期的曝氣時(shí)間，正常進(jìn)行。這樣就會(huì)由現(xiàn)另外一個(gè)問(wèn)題，隨著污水的不斷流入或許沒(méi)到下一個(gè)淹水周期而言已到了淹水水位，則部分污水由溢

7、流管排由。在任一時(shí)刻，只允許兩個(gè)池子淹水。PLC完成。通過(guò)以上的控制確保生產(chǎn)的連續(xù)運(yùn)營(yíng)，同時(shí)增強(qiáng)了自控對(duì)一些特殊情況的應(yīng)由水泵的控制與進(jìn)水泵的相同。在曲水之前還有最后一道工序-加氯消毒，一般僅在夏菌的增多，需對(duì)處理完的污水進(jìn)一步消毒，加氯是由加氯機(jī)自動(dòng)完成，其本身自成一套狀態(tài)信號(hào)，并有漏氯報(bào)警和漏氯吸收裝置。豉風(fēng)機(jī)是污水廠的心臟， 我廠共有四臺(tái)丹麥HV-TURBO產(chǎn)的KA22S-GL225型豉風(fēng)機(jī)00立方米/小時(shí)。每臺(tái)單機(jī)都有一小型PLC,對(duì)單機(jī)的運(yùn)行環(huán)境、運(yùn)行狀況和準(zhǔn)備工作動(dòng)報(bào)警停機(jī)。此外還有一主控盤(pán)，負(fù)責(zé)四臺(tái)聯(lián)機(jī)時(shí)的控制。主控盤(pán)的作用可以分為兩部豉風(fēng)機(jī)的起停順序，另一部份為PI調(diào)解器，可以

8、在其上設(shè)置所要求的空氣管道壓力值可分為手動(dòng)和聯(lián)動(dòng)，手動(dòng)時(shí)，可手動(dòng)調(diào)整由口導(dǎo)葉的角度；當(dāng)四臺(tái)聯(lián)機(jī)時(shí)，由主控盤(pán)依序起動(dòng)豉風(fēng)機(jī)，根據(jù)需要起動(dòng)豉風(fēng)機(jī)的臺(tái)數(shù)。通過(guò)在豉風(fēng)機(jī)的主控盤(pán)上的PI調(diào)節(jié)器，氣主管上的壓力計(jì)反饋信號(hào)進(jìn)行比較，調(diào)節(jié)由口導(dǎo)葉片的角度，以確保壓力的均衡。當(dāng)豉風(fēng)機(jī)時(shí)，在起動(dòng)過(guò)程中，先將前一臺(tái)的開(kāi)起度降低，同時(shí)起動(dòng)后一臺(tái)，待后一臺(tái)完全片的開(kāi)起度自動(dòng)打到零位，根據(jù)需要增加前一臺(tái)的開(kāi)起度，假若打到全開(kāi)還不夠，則再度，以防止壓力波動(dòng)太大。豉風(fēng)機(jī)自成一套系統(tǒng)，無(wú)須人為干涉，并對(duì)外傳送豉風(fēng)機(jī)的號(hào)。對(duì)于泥處理其自動(dòng)控制相對(duì)于水的就簡(jiǎn)單多了。剩余污泥泵把活性污泥從IAT打到儲(chǔ)大孔振動(dòng)曝氣器，防止活性污泥的厭

9、氧。儲(chǔ)泥地有起落式淹水器，當(dāng)活性污泥達(dá)到要求始沉淀，一小時(shí)后，起落式淹水器根據(jù)污泥界面計(jì)的值下潛，浮掉儲(chǔ)泥地的上清液，浮O由潛水污泥泵打入脫水機(jī)房，在脫水機(jī)房污泥與高分子絮凝劑混合進(jìn)入脫水機(jī)。機(jī)房EDIGER公司產(chǎn)的脫水機(jī)，經(jīng)過(guò)旋轉(zhuǎn)預(yù)脫水和帶式濾布傳送，圓輻的擠壓，把泥漿壓擠成整個(gè)泥區(qū)由泥區(qū)PLC控制，剩下的都由水區(qū)PLC完成。泥區(qū)共有模擬量四點(diǎn)，數(shù)字共有模擬量近八十點(diǎn)，數(shù)字量五百多點(diǎn)。水區(qū)的為SIMATIC的S7-400,泥區(qū)和模擬屏的屏PLC只是接收水區(qū)、泥區(qū)的信號(hào)，并輸由給模擬屏。PLC具有很強(qiáng)的抗干擾能力和區(qū)、泥區(qū)在上位機(jī)或總線由現(xiàn)故障時(shí)，仍能完成自自的任務(wù)，確保工廠的運(yùn)行。各現(xiàn)場(chǎng)控制

10、站和中控室的上位機(jī)用通訊纜連在一起，構(gòu)成總線型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，采用SIM組網(wǎng)方式。上位機(jī)通過(guò)SINEDCP5412通訊處理器與總線相連，它是上位機(jī)與L2通訊用美國(guó)Intllution的FIX32數(shù)據(jù)監(jiān)控和采集軟件，一臺(tái)為運(yùn)行版，一臺(tái)為開(kāi)發(fā)版。Intllutio的工業(yè)控制方面的專業(yè)軟件公司，其設(shè)計(jì)理念十分貼近工業(yè)自控的實(shí)際。FIX是以WIN平臺(tái)，其以DRAW、WIEW、DATABASE三個(gè)部分為核心，用DRAW設(shè)計(jì)工廠的工藝設(shè)備儀表等人機(jī)界面，它有豐富的圖集以共使用；用VIEW完成數(shù)據(jù)連接，顯示工藝流備的實(shí)時(shí)狀態(tài)，各種數(shù)據(jù)的存取以DATABASE為中心。對(duì)報(bào)警進(jìn)行打印和儲(chǔ)存，通過(guò)胖XCEL對(duì)重要的數(shù)

11、據(jù)進(jìn)行記錄和生成日?qǐng)?bào)表，并打印所需報(bào)表。通過(guò)對(duì)全過(guò)程的監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)工廠的全自動(dòng)化運(yùn)行，大大提高了生產(chǎn)的穩(wěn)定性和于人為的因素而帶來(lái)的干擾，大大地減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度。隨著計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展，自動(dòng)控制的技術(shù)也正在迅猛發(fā)展。在我們所引進(jìn)的自額外附帶具有HART協(xié)議的智能化儀表，HARTHighwayAddressableRemoteTransducRosemoun公司開(kāi)發(fā)，HART協(xié)議采用FSK技術(shù)，它在模擬信號(hào)上疊加數(shù)字信號(hào)，使用層。如今除了HART之外，還有PROFIBUS、CAN、FF等幾種應(yīng)用范圍較廣的影響較O這些智能儀表都帶有微處理芯片，這就使它們有了一定的計(jì)算能力，同時(shí)還具有通訊靠控制室的計(jì)算機(jī)或PLC的控制，不僅能輸由4-20mA的模擬信號(hào)，還能輸由數(shù)字信號(hào)連入網(wǎng)絡(luò)，成為一個(gè)節(jié)點(diǎn)。這種網(wǎng)絡(luò)就是目前自動(dòng)控制領(lǐng)域現(xiàn)在和未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)-現(xiàn)控制系統(tǒng)是把各種控制儀表用雙絞線連在一起，按照標(biāo)準(zhǔn)化、公開(kāi)化的通訊協(xié)議，形成網(wǎng)絡(luò)。它是繼DCS系統(tǒng)后的新一代控制系統(tǒng)，打破了集散系統(tǒng)專用的閉