城镇污水处理厂运营现状及自动化控制的应用

第24卷第11期2002年11月武汉理工大学学报JOURNALOFWUHANUNIVERSITYOFTECHNOLOGYVo1．24No．11NOV．2002文章编号：1671—4431(2002)11—0066—02城镇污水处理厂运营现状及自动化控制的应用胡俊月1(湖北省城市规划设计研究院)胡雪梅(武汉市建筑设计研究院)摘要：污水处理中存在着管理复杂、运营成本高等问题，在城镇污水处理过程中，运用计算机自动监控系统，在各处理单元设置传感器探头，数据传输至中心机房，对处理过程进行实时监测、控制，根据来水水质、水量的变化及时调整工作状态，可以确保出水水质达标，节省运营成本，产生更大的环境效益。关键词：水处理；自动控制中图分类号：X703文献标识码：A当前，环境保护已经成为我国经济可持续发展的重要基础。生产环境和生活环境的不断恶化成为制约国民经济发展的瓶颈。九五期间，我国用于环境保护的投资约占同期国内生产总值的9．3。今年我国12种主要污染物的排放量比1995年下降了15左右。十五期间，中国将全面实施污染物排放总量控制，中国的环境保护重点城市将从目前的47个增加到100个。中国将继续实施第二期绿色工程计划，准备投资2000亿元人民币进行1200个重点项目的环境整治。2000年7月18日，建设部、国家环境保护总局、科技部共同发布了城市污水处理目标：到2010年，全国城市和建制镇的污水平均处理率不低于50，设市城市的污水处理率不低于60，重点城市的污水处理率不低于70，并规定：设市城市和重点流域及水资源保护区的建制镇必须建设二级污水处理设施。1城市污水处理工程运行现状及存在问题目前，我国已建成并投入运行的城市污水处理厂约180座，设计能力达到1050×lOm。／d，其中二级生化处理能力约750×10m。／d，全国城市污水二级处理率达到9～10u]。由于国家和地方上对环境保护日益重视，城镇污水厂的规模和数量迅速扩大，污水处理工程不仅需要巨额的建设资金，还需有充足的运营费用，才能保障工程的建设和正常运营。以我国上海地区为例，采用目前用的普通活性污泥法城镇污水厂的建设费用见表1(工艺流程为泵房、沉砂、初次沉淀、曝气、二次沉淀、浓缩和干化处理等)。表1上海地区城镇二级污水厂建设费用表2城镇二级污水厂平均电耗Ⅲ处理水量／(万m。·d)总建设费用／(元m。·d)5～102～51～21053～12081208～14591459～1702我国城镇二级污水处理厂一般采用活性污泥法处理工艺，能耗较高。1997年上海市各二级污水处理厂的吨水平均电耗和电费见表2。很多已经建成了的污水处理系统，实际运作却停留在传统工业的模式上。检测数据时需要操作人员对各项指标手工检测，经过分析判断采取处理措施，逐一开启或关闭分布在各个角落上的工业设备，如鼓风机、收稿日期：2002—05—21．作者简介：胡俊刚(1971一)，男，工程师；武汉，湖北省城市规划设计研究院(430071)维普资讯http://www.cqvip.com第24卷第11期胡俊刚等：城镇污水处理厂运营现状及自动化控制的应用67水泵、排污泵、滗水器、阀门、压滤机等设备，工作环境恶劣，劳动强度大；传统的污水处理主要依靠人工经验调整工艺参数和运行配置，使得很多设备状态没有最佳化，工艺决策也没有科学化。以4万t规模的二级城镇污水处理厂为例，每年的运行电耗为384万度，电费即高达233万元，一般城市污水厂的电费占总运行费用的60～70，如加上药剂费、人工费等每年运行费用在350万元左右。污水处理工程属公益工程，但其面临着偿还贷款、运营成本高、运营管理复杂等现实问题，在当前状况下，由于高成本和收费体制不完善，污水厂运转投产后，处理污水量越多，环境效益越高，但污水厂的经济效益越差。纵观国内现已建成运营的污水处理厂，处理能力低于设计能力20以上的情况较普遍，有些污水厂甚至仅达设计能力能力的50左右，这必将造成国家投资的巨大浪费和环境效益降低。2城镇污水厂运营管理目标首先城镇污水处理厂应严格按照设计规模和工艺流程运行，从而充分发挥其对环境治理的作用；其次在现有工艺设施的基础上，积极利用新的技术，对污水厂的运行进行优化，以降低电耗、药耗和人工费用，减轻企业运营负担；第三是提高当前污水排放收费标准，增加企业收人。3污水处理自动化控制在污水处理厂运营中，对水质的抽样、化验、机器设备运转状态的调整、药剂的添加量控制等大都为人工手工操作，这将会产生一系列问题，其一，来水水质水量随时间变化，由于是人工操作，故水泵、鼓风机等机器的工作状态、药剂添加量等调整不及时，从而造成进水水质好时，电耗、药耗浪费巨大，进水水质差、冲击负荷大时，工作状态未及时调整而造成出水水质不达标。其二，工作车间中需大量工人操作，并且三班倒，增加了人工消耗。针对上述问