曝气生物滤池工艺污水处理的控制系统设计_丁鑫

TECHNICALEXPLORATION技术探讨61中国仪器仪表CHINAINSTRUMENTATION2011年第6期www.cnim.cn曝气生物滤池工艺污水处理的控制系统设计TheControlSystemofBiologicalAeratedFilterProcessWastewaterTreatment丁鑫1修杰2王乐清3（1青岛海泊河污水处理厂，山东青岛266071；2青岛远洋船员学院，山东青岛266071；3青岛团岛污水处理厂，山东青岛266001）摘要：利用PLC、工业以太网和组态软件构建了污水处理的控制系统，介绍系统配置方案和功能实现方法。关键词：曝气生物滤池PLC工业以太网组态软件污水处理Abstract：ThecontrolsystemusingPLC,industrialEthernetandconfigurationsoftwareofwastewatertreatmentisdesigned.Thesystemconstructionplanandfunctionrealizationareillustrated.Keywords：BiologicalaeratedfilterPLCIndustrialethernetConfigurationsoftwareWastewatertreatmentBAF）污水处理工艺，是近年新兴的生物膜法污水处理工艺，相对于活性污泥法有投资小、占地面积小、运行稳定、抗冲击负荷、更经济节能、无污泥膨胀问题等优点，具有较好的发展前景。青岛市某污水处理厂使用先进的BAF工艺，采用PLC、工业以太网和组态软件构成上位监测和实时控制的自动化系统，实现污水处理过程的自动控制，取得满意的使用效果。1曝气生物滤池污水处理工艺曝气生物滤池污水处理主要由粗格栅及进水泵房、细格栅及除油沉砂池、高效沉淀池、高效生物滤池、污泥脱水间、加药间、消化池、生物除臭池等过程单元组成，其工艺流程如图1所示。原水经过粗格栅去除体积较大的漂浮物和悬浮物。进水泵房提升后的污水经过细格栅去除细小颗粒的无机物、漂浮物。除油沉砂池主要完成除油脂和沉砂的功能，砂粒沉淀后由刮泥机刮到泥斗，青岛每天都产生大量的生活污水，这些污水如果不处理直接排入大海，将会给环境造成极大的污染。改进污水处理工艺，尽量采用先进的自动化设备和控制策略，对于保证出水水质达标具有重要意义。曝气生物滤池（BiologicalAeratedFilter，简称回用水池粗格栅细格栅除油沉砂池高效沉淀池高效沉淀池污泥脱水反冲洗池均质池均质池消毒渠生物滤池出水回流水池污泥回用水池消化池沼气进水泥饼外运进水泵房图1BAF污水处理工艺技术探讨TECHNICALEXPLORATION62CHINAINSTRUMENTATION2011年第6期www.cnim.cn由排砂泵送至砂水分离器，进行砂水分离。漂浮在水面上的油脂由撇渣机排出，由浮油泵输送到消化池进行处理。高效沉淀池主要为了去除部分悬浮物和碳污染物，以及大部分的磷。污水先和混凝剂FeCl3混合，再和絮凝剂Polymer混合，去除磷及增大絮凝体，以利于沉淀，然后污水进入斜管沉淀区，沉淀物由于重力沿着斜管下滑，由刮泥机刮到泥斗，由排泥泵送出。高效生物滤池可同时进行硝化反硝化，并具有过滤功能。生物滤池污水是向上流的，污水在滤池内通过进出水的水位差向上通过滤池及悬浮在水中的滤料。滤料生物膜的外层是进行硝化作用的自养型细菌，内层是进行反硝化作用的异养型细菌，当污水通过滤料时，氨氮被硝化细菌氧化成硝酸盐，同时硝酸盐被还原成氮气。回流水池主要功能为生物滤池提供回流。生物滤池出水可用作工业用水或经UV消毒渠消毒后排放。2控制系统配置按照集中管理、分散控制的模式，构建污水处理的自动化系统。系统网络拓扑结构如图2所示。工程师站操作员站LCP2LCP3LCP5LCP4LCP1LCP6工业以太网图2系统网络拓扑图系统设有1个中央控制站、6个现场控制站（LCP1～LCP6）。中央控制站设于中控室，在监控计算机上运行Intouch组态软件，对全厂生产实行集中管理和调度；现场控制站PLC，对污水处理各过程进行分散控制。使用光缆、中继器和集线器，将中央控制站、现场控制站连成一个拓扑结构为环形总线、通信协议为TCP/IP的工业以太网。PLC作为下位机，与现场的传感器、变送器、自动化仪表相连，实时采集现场数据，并对过程对象进行控制。PLC与PLC、PLC与中控室的上位机通过以太网进行通信，上位机可对各个PLC进行监控。2.1中央控制站采用具有双机热备冗余结构形式的计算机组成工作站，硬件配置设有1处工程师工作站和1处操作员工作站、1套不间断电源；自控系统软件设置1套Wonderware公司的Intouch9.5组态软件。2.2现场控制站设6个现