污水处理厂智能化自动控制系统的应用_王晓东

25CHINAENVIRONMENTALPROTECTIONINDUSTRY2008.11技术与工程应用Technology&EngineeringApplication污水处理厂智能化自动控制系统的应用王晓东，唐慧敏，王江，贾海燕(承德县绿溪污水处理有限公司，河北承德067400)摘■要:本文介绍了污水处理厂智能化自动控制系统。该软件由自动分析系统和工艺控制系统组成，主要功能是将工艺中的进、出水COD、BOD、氨氮、磷、色度等主要指标与工艺过程控制的污泥浓度、溶解氧、回流比等指标通过曲线进行对比分析，找出即时的最佳运行工艺控制曲线并对工艺实施控制。该软件程序采用时钟循环扫描工作方式，工作可靠性高。关键词:污水处理;工控软件;智能化自动控制;活性污泥中图分类号:X703文献标志码:A文章编号:1006-5377（2008）11-0025-03目前，国内外污水处理大都采用传统的活性污泥法，该方法具有工艺技术成熟、出水质量高、二次污染少、运行成本低等特点，但由于该方法微生物的反应对外部环境要求较为严格，因此，稳定的工艺控制对保证出水质量以及降低生产成本十分重要。以WinCC为平台的污水处理全自动智能控制系统，可从根本上解决上述问题，在保证稳定的出水质量前提下，实现污水处理成本最低的目标。1原理及功能1.1原理污水处理厂智能化自动控制系统主要由智能工控软件承担，软件由自动分析系统和工艺控制部分组成。（1）自动分析系统主要功能是建立工艺曲线，通过在线实时采集和人工输入的方法，将进、出水的COD、BOD、氨氮、磷、色度等主要指标与工艺过程控制的污泥浓度、溶解氧、回流比等指标通过曲线进行对比并综合分析，找出即时的最佳运行工艺控制曲线并对工艺实施控制。（2）工艺控制部分该部分由上位工控机、工位PLC、电控执行机构组成。核心是上位机的智能控制，该功能由上位机的专业应用软件完成，该软件程序采用时钟循环扫描工作方式，工作可靠性高。上位工控机具备的智能化控制功能，可利用时间、溶解氧和污泥浓度等指标进行智能化自动分析并实现多重控制。设定时间尽可能地避开用电高峰；溶解氧设置上下限，保证工艺；设定反应池的污泥浓度指标，对回流泵和剩余污泥泵进行控制，保证反应池中最佳的活性污泥量，以降低能耗。出水COD、污泥浓度、溶解氧及回流比日变化趋势见图1。图1出水COD、污泥浓度、溶解氧及回流比日变化时间（h）1357911131517192123溶解氧污泥浓度(×300)出水COD(×10)回流比数值（mg\L）01234567826中国环保产业2008.11技术与工程应用Technology&EngineeringApplication工位PLC执行上位机远程发来的信号，按程序控制电控执行机构完成工作，主要任务是根据工艺要求，对风机、回流泵、剩余污泥泵等设备实施自动控制。污水处理厂工艺自动控制系统原理见图2。1.2功能软件以WinCC为工作平台，主要功能有：（1）控制操作在中心控制室能对被控制的设备在线适时控制，可以停启任何一台设备，并对在线数据进行处理。（2）显示功能可用图形实时显示各现场设备的运行工况及运行参数。（3）数据管理功能利用实时数据库和历史数据库中的数据进行比较和分析，为生产控制提供依据，优化生产过程。（4）报警功能当在线数据如COD、溶解氧、污泥浓度和设备故障超过规定值时，系统可自动停止有关设备，同时发出语音报警，记录并打印相关记录。（5）打印功能对工艺指标和设备运行状态可输出报表和图形，可人工或自动打印。2主要工艺设备控制方式（1）粗格栅两台刮板式粗格栅错开按时间顺序自动运行，可设定每隔15～30min运行5～15min。格栅前后设有液位计，水位差超过设定值时，格栅自动连续工作。如遇雨季或其他特殊情况水位超过警戒水位时，可自动打开事故出口闸门。（2）提升泵3台潜污泵根据水位自动启停和关闭。液位设置为低、中、高和报警四段水位。当水位为低时，3台水泵全部停止工作；当水位到达中水位时，第1台水泵开始工作；当水位到达高水位时，第2台水泵开始与第1台水泵同时工作；当水位到达报警水位时，第3台水泵启动，3台水泵同时工作，报警水位同时发出报警声音告警。水泵工作顺序根据情况设定。（3）细格栅3台转鼓式细格栅与3台水泵在联动状态下与3台提升泵联动，在自动状态下由液位控制，当液位超过规定值时，该细格栅启动。螺旋输送机将细格栅的固体物自动定时送出，工作时间可根据实际情况设定。（4）曝气系统该系统是主要的水处理反应系统，为好氧污泥提供条件，也是主要耗能和保证出水质量的系统。该系统的主要动力设备是3台罗茨鼓风机，监控参数为溶解氧量和污泥浓度。运行方式如下：1）时间控制运转方式。该工作方式是根据经验或者溶解氧控制时间得出运行曲线，将预定的运行时间段输入电脑，由电脑按此预定程