自动控制系统在污水处理中的应用

摘要:本文以天津港南疆污水处理厂为背景,介绍了自动控制系统在污水处理中的应用,主要包括污水处理厂污水处理工艺流程、自控系统方式、设备控制方式、工艺自动控制要求、自控系统实际运行效果及产生的效益等内容。

关键词:PLC自动控制污水处理

中图分类号：U664.9+2 文献标识码：A 文章编号：

1引言

港口吞吐量的日益增加,必然伴随着大量工业和生活污水的产生，因此高效的完成污水处理工作是保证港口持续稳定发展的基础。建立高度自动化的污水处理厂是污水处理的发展趋势。为确保污水处理工艺和设备能够长期安全可靠地运行,自动控制系统在污水处理中得到了越来越广泛的应用。

2处理工艺流程及自控方式

2.1处理工艺流程

从当前污水处理工艺和技术研究、开发和应用的情况看,MBR膜处理工艺普遍地应用于污水处理中,例如天津港南疆污水处理厂,处理工艺采用的为MBR膜处理工艺。天津港南疆污水处理厂主要处理的工艺流程见图2.1。

图2.1 污水处理工艺流程图

2.2自控方式

天津港南疆污水处理厂设计规模3600m³/d，为了保证污水处理过程的安全可靠和生产的连续性，提高自动化水平，自控系统遵循“集中管理，分散控制，资源共享”的原则，采用目以PLC为主的集中和分散相结合的控制系统。并根据MBR（膜生物反应池）污水处理工艺的需要，对自控系统进行了合理优化配置。

天津港南疆污水处理厂自控系统以计算机集中自动控制为主导、上位机手动控制、就地手动控制三结合控制方式，保证系统安全、可靠、灵活、自动高效地运行。系统以中控室工业控制机为主导，通过以太网与厂内的现场可编程控制器组成的现场工作站实现通讯，将厂内各系统的仪表、设备及工艺参数等集中到中心控制室进行数据处理，对全厂处理工艺实行统一管理和调度。上位机系统对全厂的工艺运行参数、电气运行参数、设备运行信息等进行计算、处理并通过打印机定期记录进水水量、水质、气量、溶解氧、混合液污泥浓度等报表。中控室工业控制机将检测计算结果及中控室操作人员发出的指令，通过交换网络向现场工作站发出命令，优化控制现场各设备的运行，以实现自动控制。

3 控制功能设计

3.1.1中心控制室的主要功能

中心控制室的上位机可以对厂区内各构筑物工艺流程，各工艺参数，设备运行状态进行监控。工作人员可对处理过程中的各个部位充分了解，及时掌握各个环节发生的各种情况。

3.1.2现场分控站的主要功能

根据污水处理厂构筑物的分布情况，设置多个现场控制站，可从现场通过现场分控站对设备进行控制。

4、设备控制方式

天津港南疆污水处理厂电气设备主要采用PLC自动控制、设备控制柜柜上控制二种方式。在设备控制柜上设有手动/自动转换开关。转换开关置于就地位置时操作人员可由设备的控制箱实现柜上控制。转换开关置于远程位置时，可由PLC按照预先编制好的程序进行自动控制，因此操作人员可根据实际情况进行不同控制方式的切换。

5、自控系统实际运行效果及产生的效益

依据天津港南疆污水处理厂工艺要求进行设计的自控系统投入运行至今，按照设定程序自动运行，极大程度的提高了污水处理工作效率，减少了污水处理设备的故障检查维修时间，保证了处理水质的稳定性，经处理后的污水可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B标准。该系统投入运行后，天津港南疆港区化学需氧量COD排放减少842.4吨/年，生化需氧量BOD5排放减少314.5吨/年，总悬浮物SS减排放少259.2吨/年，磷酸盐减少0.65吨/年，氨氮减少19.5吨/年，大大降低对渤海湾的污染，环境效益显著。处理后的回用水全部回用于港区喷淋作业，年节水约130万吨，年节约水费650余万元，取得了良好的经济效益。

6、结束语

以本文所述为基础自动控制方案,在天津港南疆污水处理厂得到了具体实施。实际的运行结果表明,其系统稳定、运行可靠。该系统具有调试简单、操作方便、使用安全、效率高、故障率低等特点，并获得了良好的环境效益与经济效益。

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