城镇人工湿地系统自动控制设计_陆武

收稿日期:2010-07-11作者简介:陆武(1956-),男,高级工程师。文章编号:1673-8993(2010)04-0029-05城镇人工湿地系统自动控制设计陆武(中冶长天国际工程有限责任公司深圳分公司,深圳518052)摘要:介绍了某人工湿地系统的自动控制设计,该自动控制系统极大的提高人工湿地系统的可靠性和运行管理效率。关键词:人工湿地;污水回用;自动控制中图分类号:X52文献标识码:BAutomaticcontroldesignofatownartificialwetlandsystemLuWuAbstract:Theautomaticcontroldesignofatownartificialwetlandsystemwasintroduced,theautomaticcontrolsystemgreatlyimprovesthereliabilityofarti-ficialwetlandsystemandoperationmanagementefficiency.Keywords:artificialwetland;reuseofsewerage;automaticcontrol1前言随着城镇工业和生活污水的增多,以及绿化面积减少,摆在环保科研人员面前一个重要课题,就是如何利用能耗少、运行费用低的人工湿地系统和生态学方法净化污水,使之适用于饮用水、景观用水的水质。环保科研人员通过十多年的努力,已研究出了一套成熟的污水回用的处理工艺,将严重受污染的水质达到Ⅲ类标准[1]。人工湿地系统和生态学方法净化工业、生活污水,而采用自动控制系统,可极大的提高人工湿地系统的可靠性和运行管理效率。下面对某人工湿地工程的自控系统设计进行介绍。2主要工艺流程人工湿地工程设计规模是由日处理污水量和湿地占地面积所确定的,其主要工艺流程通常为:通过取污水,经过粗细两道格栅,去除大部份漂浮垃圾和部分大粒径悬浮物后,污水进入集水池,集水池中的水由回用水泵送往沉砂池,经沉砂池沉砂后,污水中大部分泥沙和部分悬浮物被去除。从沉砂池出来的污水经重力自流至水解酸化池,水解酸化池是一个类似于上流式厌氧污泥床的反应器,它是通过控制污水在反应器中的停留时间来将厌氧反应控制在水解酸化阶段的。污水通过水解酸化池的水解酸化作用,使CODMn、BOD5、NH3-N、T-P、T-N也有不同程度的降解。经过水解酸化作用后的污水,经重力自流至人工湿地系统,通过人工湿地系统的物理和生物(选取适合所在地区湿地种植的绿化植物)净化等复杂的自然净化过程,此时污水中的各种污染物都得到相当程度的降解,污水得到深度处理,并达到地面水质环境标准[2],符合景观用水的要求,对城市的生态环境也起着重要的调节作用。29第42卷第4期2010年8月工程建设EngineeringconstructionDOI:10.13402/j.gcjs.2010.04.0023自控设计3.1机电设施智能管理系统人工湿地污水深度处理工程的关键设备是由各泵、阀、闸、鼓风机等机电设施与水位流量监测等设备组成。采用网络智能技术实现对湿地机电设施的自动监视控制与管理,将极大提高运作管理效率并充分保障整个湿地的运行安全。3.1.1系统目标机电设施智能管理系统的主要目的在于使用网络化智能监测控制设备,对各部分机电设备进行集中监控和管理,使各子系统设备始终处于高效、有序状态下运行,在确保对各机电设备设施运行状态和操作的实时管理和控制,一方面提高设施的运行安全,同时提高运行管理效率,保障设施的可靠性和综合可利用率,实现如下功能:运行状态实时监视;各特定设备定时启停自动控制;设备运行模式远程自动设定;运行参数、趋势和值班报表记录与统计处理打印;设施故障和异常事件告警与记录。上述自动化系统应具有经济性、安全性、先进性,开放与可扩展性等特点。3.1.2系统设计原则针对人工湿地污水深度处理工程机电设施的具体特点,根据现场设备的实际分布情况,系统采用如下结构及协议,具体见图1。系统采用总线型网络拓扑结构,通过总线连接系统的控制器来实现数据的共享和控制的分散。针对设备比较分散的特点,为了充分发挥集散控制系统的分散性的优点,同时充分利用控制器的硬件资源,设计采用模块化的控制器。机电设施管理网络上联接有多个控制器,用于对各地的机电设备进行分散控制和监视。监控管理功能集中于系统服务器,实时性的控制功能由控制器完成。管理站的工作与否不影响分站功能和设备的运行及网络通讯控制。系统由控制室UPS统一供电,确保全系统的运行可靠性。3.1.3系统结构为实现上述系统功能目标,机电设施智能管理系统包括以下部分:系统主站部分:包括系统服务器计算机系统、成套通讯组件和系统管理软件,设于控制室内;控制器多台,分别控制各处水泵、阀门、鼓风机等,并监视设备状态。具体参