卢沟桥污水处理厂生化系统自控运行的探索与研究

·计算机技术·户淘桥污水处理厂生他系统自控遣行的探索与研究高琼许志新毛京陈蓉(北京卢南污水运营有限责任公司，北京100070)摘要对北京卢沟桥污水处理厂生化系统三年多的自控运行中出现的问题进行探索和研究，并提出可行的解决措施。同时，对生化系统手动运行和自控运行的效果和成本进行了对比统计和分析，结果表明，生化系统自控运行模式下出水水质稳定达标，运行成本经济。关键词污水处理厂生化系统自控运行成本随着电子信息技术及污水处理行业自身的迅速发展，自动控制系统逐渐应用到污水处理T艺监测过程当中，并且已经取得了一定的效果。其中一个显著趋势是部分污水处理lT艺(预处理、进水提升、污泥浓缩脱水等功能区域)的运行由经验判断走向定量分析，将在线传感器与PIC应用在污水处理工艺过程中u，进而确定丁艺参数、优化运行方案。但是由于设备质量不过关、自控仪表的维护不到位、自控数据模型复杂、运行人员重视不够等多种原因，国内大部分污水处理厂生化鼓风曝气系统的运行根本不采用自控或者说无法实现完全自控。本文对卢沟桥污水处理厂生化鼓风曝气系统自控运行过程中出现的问题、解决措施进行了探索和研究，并对生化系统手动运行和自控运行的效果和成本进行了对比统计和分析。从运行角度来说，正确理解和不断完善自控原理、积极摸索和积累工艺运行参数，污水处理厂生化系统完全能够实现既稳定又经济地自动控制运行。1生化系统自控的工作原理卢沟桥污水处理厂生化反应鼓风曝气的自控系统由曝气池上的6套溶解氧控制系统和鼓风机的控制系统组成。每套溶解氧控制系统包括：溶解氧测量仪表、空气流量测量仪表、空气流量调节阀门。整个生化反应鼓风曝气自控系统组成的控制回路如图l所示。在溶解氧发生变化时，流量调节器修改空气流量的设定值，将该设定值与空气流量实际测量值进行对比，进而调整空气流量调节阀的开度，改变空气流量。管道空气流量的改变反应至气管的实测压力的变化，鼓风机根据总出风管的压力测量值来DO设定图1生化系统自动运行溶解氧和鼓风机的调节回路不蕙自动地调节进风及出风导叶、鼓风机的运行台数。其中，流量调节器采用PID调节。2自控运行过程中出现的问题及解决措施2．1在线溶解氧仪(DO仪)不稳定卢沟桥污水处理厂在运行初期，发现在线DO仪非常不稳定、甚至有突变的现象。为此，卢沟桥污水处理厂曾多次联系D0仪厂家到现场实地观察、分析数据，认真研读D0仪的说明书、结合厂内其他自控在线仪表的运行情况，总结出保证生化鼓风曝气系统的核心一一DO仪正常运行的几点经验：(1)保持DO仪传感器探头的清洁。定期专人清洗探头，保证数据采集准确性。DO仪在污水环境中工作，仪表的清洁工作就显得尤为重要。为了保证DO仪的正常工作，我们至少每周对DO仪进行1次清洗，并且为确保清洗质量，安排固定的班组进行清洗。(2)定期校正。DO仪在长期运行过程中难免会产生测量误差，这就需要定期校正，以保证仪表测量的准确性。制订了每月定期校正1次D0仪的预给水排水VoL35No．12009117防性维护计划并通过设备管理软件来严格落实。在两次校正间隔期间，使用便携DO仪进行比对，如发现计量误差大则随时进行校正。(3)及时更换备件，如取样杯、电极、磨石和导向销等。卢沟桥污水处理厂自2004年9月起运行至2008年6月，D0仪备件的更换见表1，总费用为4371．4元人民币。表1在线溶解氧仪维护及维修记录预防性维护备件更换费用／元每周清洗探头1次；取样杯6个；电极阳每月清洗并标定1次；极6个；电极阴极3个；4371．4每6个月检查1次磨石、磨石11个；导向销3包导向销的磨损情况注：溶解氧仪6个，型号：S一14／b—line／OX，量程O～10mg／L。在上述有效的预防性维护基础上，卢沟桥污水处理厂的在线DO仪基本稳定，为生化反应鼓风曝气系统的自控运行奠定了坚实的基础并提供了必要的条件。2．2生化反应滞后问题在自控系统试运行初期，发现控制空气量的电动碟阀频繁启闭，造成控制的波动并出现出水水质不稳定的现象。经与设计院和自控设计公司共同讨论，提出在原先的自控程序中增加风量调节延时这一概念，即风量的调节相比较DO的变化有一个延后的时间，目的是模拟生化反应的滞后、防止电动调节阀的频繁动作。该风量调节延时参数为具体工艺运行优化的重要参数之一。经长期摸索后，卢沟桥污水处理厂的风量延时参数设定由设计院建议的300S调整至目前的480S。2．3气体阀门开度实际变化与需求不符在自控系统试运行初期，发现有时候气体电动碟阀开度的实际变化与需求不一致，导致出现尽管DO非常低的情况下阀门开度反而减小或者D0非常高的情况下阀门开度反而增大的现象。经研究发现，这是对流量调节器的PID调节原理理解错误、参数设定错误导致的。具体阐述如下：流量调节器PID的自控公式：，|nQPs一(DOs-DOA)×+Qs(1)式中(