淺談曝氣生物濾池自控系統(tǒng)功能的設(shè)計

淺談曝氣生物濾池自控系統(tǒng)功能的設(shè)計概要：本文以深圳橫嶺污水處理廠（二期）曝氣生物濾池自控系統(tǒng)功能的設(shè)計為例，介紹了曝氣生物濾池主要工藝過程和設(shè)備運行的自動控制、操作、監(jiān)測報警、歷史數(shù)據(jù)查詢、報表自動生成等功能設(shè)計要點。關(guān)鍵詞：曝氣生物濾池，自控系統(tǒng)，設(shè)計Abstract:inthispaperthesewagetreatmentplantinshenzhenridge(phaseii)biologicalaeratedfiltersthefunctionaldesignofautomaticcontrolsystemasanexample,thispaperintroducesthebiologicalaeratedfiltersthemainprocessingoftheequipmentoperationandautomaticcontrol,theoperation,themonitoringalarm,historicaldataquery,statementssuchasautomaticgenerationfunctiondesignessentials.Keywords:biologicalaeratedfilters,automaticcontrolsystem,thedesign曝氣生物濾池工藝由于占地面積小，投資少而普遍應(yīng)用于工業(yè)廢水和生活污水的處理，但該工藝對自控系統(tǒng)的要求高，特別是對自控系統(tǒng)功能的設(shè)計。深圳橫嶺污水處理廠（二期）采用曝氣生物濾池工藝，設(shè)計規(guī)模40萬噸/日，下面以該廠為例，介紹曝氣生物濾池自控系統(tǒng)功能的設(shè)計要點。一、深圳橫嶺污水處理廠曝氣生物濾池工藝簡介深圳橫嶺污水處理廠（二期）曝氣生物濾池共48套，每套濾池由前置反硝化濾池（DN池）和曝氣濾池（C/N池）兩級上向流濾池組成，主要工藝流程圖如下。1、橫嶺污水處理廠（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3、濾池工作模式流程4、濾池反沖洗工藝流程圖二、濾池設(shè)備和主要工藝過程控制設(shè)計要點（一）控制方式控制方式包括現(xiàn)場手動控制和遠(yuǎn)程控制，需要注意的是，當(dāng)停電或PLC系統(tǒng)故障復(fù)位時，所有設(shè)備和工藝過程的控制方式應(yīng)處于“現(xiàn)場手動”或“遠(yuǎn)程手動”方式，避免設(shè)備異常自動啟動，經(jīng)值班人員檢查沒有異常情況后再設(shè)置為“遠(yuǎn)程自動”方式。（二）濾池設(shè)備監(jiān)控內(nèi)容1、 對于平時很少操作的設(shè)備，如低壓進(jìn)線開關(guān)、機泵的電源空氣開關(guān)等，PLC只監(jiān)測其工況（閉合或斷開），并對異常狀態(tài)進(jìn)行報警。2、 對于能夠獨立自動運行的成套設(shè)備，如廢水泵抽真空系統(tǒng)等，由廠家配套的控制系統(tǒng)自動進(jìn)行控制，PLC只監(jiān)測其工況和主要工藝參數(shù)，異常狀況則報警。3、 對于需經(jīng)常操作的設(shè)備，如反沖洗泵、風(fēng)機等，其工況和主要運行參數(shù)都應(yīng)輸入PLC進(jìn)行監(jiān)控，自動監(jiān)控包括六個方面：啟動條件判斷、啟動過程監(jiān)控、運行過程監(jiān)控、停機條件判斷、停機過程監(jiān)控、停止?fàn)顟B(tài)監(jiān)控。（三）主要設(shè)備和工藝過程控制要點1、濾池過濾控制（1）濾池過濾水量控制 可通過現(xiàn)場或遠(yuǎn)程手動調(diào)節(jié)DN池進(jìn)水調(diào)節(jié)閥的開度，控制進(jìn)水量。 可根據(jù)設(shè)定的進(jìn)水量、實際進(jìn)水流量和進(jìn)水閥門開度，由PID調(diào)節(jié)器自動調(diào)節(jié)DN池進(jìn)水調(diào)節(jié)閥的開度，使進(jìn)水量保持恒定。（2） C/N池溶解氧控制C/N池溶解氧可通過調(diào)節(jié)相應(yīng)的曝氣風(fēng)機運行頻率進(jìn)行控制。曝氣羅茨風(fēng)機運行頻率有三種調(diào)節(jié)方式： 在現(xiàn)場的變頻器操作面板上進(jìn)行調(diào)節(jié)。 在中控室監(jiān)控計算機上進(jìn)行調(diào)節(jié)（遠(yuǎn)程手動設(shè)置運行頻率）。 由PLC設(shè)定的PID調(diào)節(jié)器進(jìn)行自動調(diào)節(jié)，以進(jìn)水流量作為前饋參數(shù)，溶解氧檢測值作為反饋參數(shù)。2、濾池反沖洗過程控制（1）反沖洗基本條件 該濾池反沖洗控制方式為“自動”。 無其它濾池處在沖洗過程中。 反沖洗泵和風(fēng)機至少各有2臺具備啟動條件。 該濾池相應(yīng)閥門具備自動操作條件。（2）正常定時反沖洗申請濾池過濾時間大于24小時時（可設(shè)定），該濾池自動停止過濾，排隊申請反沖洗。（3）特殊情況反沖洗申請濾池阻力連續(xù)600秒（可設(shè)定）大于8米（可設(shè)定）時，該濾池自動停止過濾，排隊申請反沖洗。（4）強制反沖洗PLC在收到監(jiān)控計算機發(fā)出的強制反沖洗命令后，只要滿足（1）中的條件，則直接進(jìn)行反沖洗。（5）反沖洗過程控制要點 反沖洗降水時間、氣沖時間、水沖時間、氣水沖時間、漂洗時間、排氣時間、初濾時間等與反沖洗強度和效果有關(guān)的參數(shù)都能夠在計算機上設(shè)定。 反沖洗水泵和風(fēng)機運行頻率、臺數(shù)可設(shè)定，也可分別根據(jù)設(shè)定的水沖流量和氣沖壓力自動調(diào)節(jié)運行頻率。 反沖洗過程如果出現(xiàn)閥門故障或閥門開、關(guān)不到位，導(dǎo)致反沖洗不能按順序進(jìn)行下去時，應(yīng)停止正在運行的反沖洗水泵和風(fēng)機，關(guān)閉所有其它正常的閥門，設(shè)置為“停用”模式，待故障消除后再進(jìn)行強制反沖洗。 反沖洗過程如果出現(xiàn)水泵或風(fēng)機不能自動停止，導(dǎo)致反沖洗不能按順序進(jìn)行下去時，應(yīng)報警提示，設(shè)置為“停用”模式，待故障處理后再進(jìn)行強制反沖洗。 反沖洗過程如果反沖洗水泵或風(fēng)機出現(xiàn)故障導(dǎo)致停止運行，應(yīng)報警提示，并自動啟動備用的反沖洗水泵或風(fēng)機。3、反沖洗水泵控制（1）啟動條件 控制方式為“自動”。 該泵無故障。 反沖洗水池水位高于2米（可設(shè)定）。 該泵運行累計時間最少。 無其它同一組的水泵正在啟動。 水泵同時運行臺數(shù)低于2臺。（2）啟動過程監(jiān)控 PLC在輸出開泵命令后，延時3秒后檢測泵運行信號，若泵無運行信號應(yīng)報警并取消“開機”命令。 收到泵運行信號后10秒，反沖洗水流量應(yīng)大于1200m3/h（可設(shè)定，開第一臺和第二臺泵時，反沖洗流量不同），否則應(yīng)報警。 泵故障應(yīng)報警并取消“開機”命令。（3）運行過程監(jiān)控 運行信號連續(xù)3秒丟失應(yīng)報警。 泵故障、泵主回路或控制回路電源故障，應(yīng)報警并取消開泵信號。 反沖洗水池水位低于2米（可設(shè)定），應(yīng)報警并停泵。 泵電流連續(xù)10秒超限，報警并取消開泵信號輸出。（4）停泵條件 控制方式為“自動”。 該泵處于運行狀態(tài)。 PLC輸出停泵命令。（5）停泵過程監(jiān)控：PLC輸出停泵命令，延時3秒后檢測泵運行信號，若泵仍有運行信號應(yīng)報警。（6）停止?fàn)顟B(tài)監(jiān)控：泵控制方式改變或泵主回路或控制回路電源異常應(yīng)報警。4、反沖洗泵房和濾池管廊等地下構(gòu)筑物排污泵控制由于反沖洗泵房和濾池管廊都位于地面以下，因此需加強對排除積水的排水泵的監(jiān)控，以確保反沖洗水泵、鼓風(fēng)機等設(shè)備的安全，當(dāng)排水泵故障或集水坑水位超限時都應(yīng)報警。三、中控室計算機監(jiān)控軟件的主要功能設(shè)計1． 監(jiān)測與顯示可顯示每個濾池工藝設(shè)備工況圖，在各個相應(yīng)位置以文字、不同顏色和閃爍顯示等方式標(biāo)識顯示工藝參數(shù)和設(shè)備狀況，每個濾池的狀態(tài)應(yīng)包括：過濾、反沖洗、等待反沖洗、備用、停用、反沖洗控制方式。2． 操作控制 濾池進(jìn)水調(diào)節(jié)閥、反沖洗水泵和風(fēng)機等主要設(shè)備應(yīng)有獨立的操作界面。 在設(shè)備操作界面上可通過鍵盤或鼠標(biāo)對主要設(shè)備進(jìn)行開/停（開/關(guān)）操作，可設(shè)定設(shè)備遠(yuǎn)程控制方式，可設(shè)定設(shè)備運行參數(shù)或工藝過程的控制參數(shù)。3． 歷史數(shù)據(jù)查詢和打印 能夠查詢和打印濾池進(jìn)水量、溶解氧、反沖洗風(fēng)量和水量等工藝參數(shù)的歷史趨勢曲線。 在同一坐標(biāo)上，可任意選擇多個參數(shù)同時顯示，以便進(jìn)行比較分析水質(zhì)變化規(guī)律和設(shè)備故障原因。 能夠自動統(tǒng)計生成生產(chǎn)日報表、周報表和月報表等各類報表（EXECL表格），并可查詢和輸出打印。4． 信息提示與報警 對于主要設(shè)備工況的正常改變，由監(jiān)控計算機實時信息窗口顯示相應(yīng)的提示信息，以便及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備頻繁的狀態(tài)改變等異常情況； 對于工藝參數(shù)超限、設(shè)備故障等一般的異常情況，由監(jiān)控計算機發(fā)出聲光報警并彈出報警窗口，以便提醒值班人員進(jìn)行處理； 對于涉及安全生產(chǎn)的嚴(yán)重異常情況，如位于地下的反沖洗泵房積水水位達(dá)到報警水位等，除了由監(jiān)控計算機發(fā)出聲光報警之外，在生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)置聲光報警裝置，以便值班人員或其它人員及時發(fā)現(xiàn)和處理。結(jié)束語橫嶺污水處理廠（二期）已于2011年10月投產(chǎn)，在曝氣生物濾池自控方