_301医院污水处理二期工程工艺过程监测与自动控制

给水排水Vol.32No.12200693计算机技术301医院污水处理二期工程工艺过程监测与自动控制韩文博檀国彪(许继联华国际环境工程公司,北京100085)摘要简要介绍了301医院污水处理站二期工程自动控制系统的设计与实施方案,对采用典型“调节—好氧—沉淀—消毒”工艺的医院污水处理设备、过程监测对象的特点及采取的自动控制逻辑进行了分析,并就运行中出现的一些问题及对策进行了讨论。关键词医院废水处理监测自动控制0引言2003年“非典”爆发之后,人们对医院污水的治理更加重视。为了防止医院污水排放对环境造成污染,规范医院污水处理设施的建设和运行管理,贯彻实施《中华人民共和国传染病防治法》,保证医院污水达标排放,提高应对突发事件的能力,各级政府对医院废水的处理、排放和监测制定了更加严格的标准,对污水处理工艺过程的自动化和排放水质的监测提出了更高的要求。本文以中国人民解放军301医院污水处理站二期工程为例,对医院污水处理工艺过程监测与自动控制方案进行了分析。1工程简介中国人民解放军301医院创建于1953年,是在国内外享有较高声誉的现代化综合性医院。该医院污水处理工程设计污水处理量为1200m3/d,出水水质要求达到《污水综合排放标准》(GB8978—1996)二级标准,并满足《医疗机构水污染物排放标准》要求,根据医院污水的成分特点,该污水处理采用调节—好氧—沉淀—消毒为主的处理工艺。自动化控制方面的设计目标是污水处理站的自动控制实现无人值班。其污水处理工艺流程见图1。图1污水处理工艺流程2工艺过程监测与自动控制系统的组成根据301医院污水处理站二期工程管理实行无人值班的要求,结合污水处理工艺的特点,污水处理监测与自动控制系统由监控管理计算机、可编程控制器PLC以及各类现场仪表传感器构成。其中,监控管理计算机主要完成对各种工艺过程现场数据的分析处理、存储、显示、报警,根据工艺要求对全厂设备运行进行人工远程控制和干预,并负责污水处理站数据的远传。可编程控制器PLC则负责完成各种现场信号,如液位、设备投停、元件故障等的数据采集、转换及监控管理计算机控制命令的接收转发,并完成对工艺设备的逻辑自动控制。现场仪表传感器实现工艺过程信号的采集和上传。根据工艺设计方案,并参考《医院污水处理技术指南》,监测与自动控制系统设备配置见表1。表1监测与自动控制系统设备配置设备名称数量安装位置自动控制柜1套配电控制室漏氯报警仪1台加药间余氯监测仪1台加药间电磁流量计2台格栅间超声波液位计2台调节池液位开关7台接触氧化池(2)、沉淀池(2)、消毒池(2)、污泥浓缩池(1)监控管理计算机采用一体化工业控制计算机和全中文组态软件,通过彩色CRT直观地显示整个污水处理站工艺流程、各处理工段的实况及工艺参数趋势画面,使运行操作人员及时掌握全站的运行情况。系统采用Modbus协议和独立的RS485接口经就地设置的楼宇自控终端作协议转94给水排水Vol.32No.122006换处理,实现与医院中央楼宇自控系统的数据联接与交换,以便在无人值班情况下实施远程监视与控制,并支持通过远程Web浏览等方式实现对污水处理站运行工况的实时掌握和管理,此外,系统还预留有与环境监测部门的专线接口。仪表及控制系统原理见图2。图2仪表及控制系统可编程控制单元采用GE公司高可靠性的PLC单元,与智能二氧化氯发生器控制模块共同作为RS485总线型网络中的从站,由上位机以Modbus协议、轮询方式进行实时数据通讯,完成主站对调节池、接触氧化池、竖流沉淀池、消毒池、污泥浓缩池和排放口等各工序段主要参数监视、设定值下传和操作命令的执行。监控对象及其I/O信号数量见表2。表2主要设备及I/O信号数量(单台)设备名称DIDOAI格栅机310螺旋压滤机310潜水搅拌器310提升泵310污泥泵310潜水曝气机210送排风机310二氧化氯发生器802电动阀220超声波液位计001液位开关100漏氯报警仪100在线余氯仪001电磁流量计001监控系统及PLC均采用不停电电源UPS供电,为保证闭环控制回路可靠性,与控制有关的仪表也通过PLC柜UPS供电。系统主要开关量输入信号均为无源触点形式,开关量输出经继电器隔离,可有效避免电磁干扰及长距离传送的电压降,模拟信号采用4～20mA电流信号。为节省占地面积,监控计算机和PLC采用集中组柜的方式,布置在配电控制室内,逻辑控制单元中I/O插件备有15%以上的硬件裕量。考虑到工程运行维护的便利和地埋式结构特点,除潜水曝气机、电动阀外,其他主要工艺设备均就地设置控制按钮箱。控制操作支持就地手动、配电柜手动、控制室遥控(或逻辑自动控制)等多种方式,可实现相互间的切换和闭锁,切换、闭锁回路在低压配电柜及就地按钮箱中设置。3主要监测项目与自动控制逻辑3.1格栅、螺旋压滤机自动控制根据预