污水处理系统中回流比的自动控制_赵连环

自动化系统工程专辑·2008年第3期·电气时代|A系统与方案SystemandSolutionwww.eage.com.cn随着国民经济的快速发展，工业化建设规模越来越大，在带来巨大经济利益的同时，其负面的影响也越来越严重，比如对生态环境的破坏。国家政策对环境保护亦愈来愈重视，全民环保意识逐步增强。其中环境污染治理的一个重要组成部分——水资源污染的治理，已成为环境治理的重中之重。工艺介绍煤炭企业的生活污水有其自身的特点，一座年产100万t的煤矿，职工家属近万人，人口密度大，大量生活污水排入水体，很容易造成受纳水体富营养化，并出现缺氧状态。煤矿生活污水主要是指居民生活产生的污水，同时还包括矿区生产用水，工人洗浴用水等。在生活污水处理工艺方法里，生物膜法应用非常广泛。自1893年英国试验成功第一个该工艺处理设施以来，经历了100多年的发展，现以成为生活污水处理的基本工艺方法。我单位污水处理厂现采用的就是一种新型的生物膜法处理工艺，其基本流程如图1所示。这个工艺采用生物接触氧化法，两级好氧池(曝气池)内装有完全浸没的填料，填料下布气，填料上挂满生物膜。采用两级接触氧化处理(好氧池)，第一级主要去除有机污染物(COD)；第二级主要去除氮、磷。在第二级好氧处理末端，设污水回流泵，使部分污水回流，进一步保证处理系统的脱氮除磷效果。在这个工艺中，回流量是决定进一步提高脱氮除磷效果的关键，其大小用一个名词来表示——回流比。利用处理后出水稀释进水的作法称为回流；回流量和进水量的比值，称为回流比。可根据进水水质变化，而设定合适回流比，继而实现回流比的可调自动控制，将大大提高控制精度，缩短调整时间，降低操作人员的劳动量。自动控制改造方案确定合适的回流比，要依据进水量的大小、原水浓度、处理后水质指标和配水池最大进水量等方面的因素。我厂电气控制大部分为继电接触器控制；而流量控制则由调节阀门来完成。由于控制方式较落后，要想实现回流比可调控制，必须对原电控系统进行改造。1.改造所需设备1)新增日本三垦株式会社制造的SAMCO－iHF－4.0K变频器2台；虹润HR－S805PID控制器2只；美国FLOWLINE公司的LA12型非接触型超声波液位计2只。2)利用原有设备。分别安装于配水池外侧的进水管和回流管上的LDG电磁流量计、EMF8000电磁流量转换计各2台，作为流量显示校正参考和计量用。污水处理系统中回流比的自动控制山东兖矿集团北宿煤矿赵连环胡立如图1工艺流程图二级沉淀池二级好氧池一级沉淀池一级好氧池生化池配水池集水池调节池格栅中间水池过滤罐过滤池清水池泥饼外运清水复用回流泵回流清液污泥池带压机AA|电气时代·2008年第3期·自动化系统工程专辑系统与方案SystemandSolution2.自动控制原理(1)配水池液位自动控制的改造改造回流自动控制的要素之一，就是配水池最大进水量。进水量过大，则会造成配水池污水外溢；过小则由于进水管出口高于配水池水面，冲击水面形成大量泡沫。如果能保持配水池水位恒定，就能使A生化池进水平稳，压力稳定，不出现紊流，将给A生化池厌氧处理创造良好条件。配水池水量由集水池进水和回流泵回流组成。所以首先要进行配水池液位自动控制改造。将SAMCO－IHF－4.0K变频器安装在集水池提升泵原控制柜主回路上，在配水池上部安装LA12型非接触型超声波液位计。将液位计输出的4～20mA的直流电流信号用两芯屏蔽电缆接至虹润HR－S805PID控制器的2＃(＋)、7＃(GND)端子；将PID控制器22＃(＋)、23＃(－)端子输出的4～20mA直流电流信号分别接至SAMCO－iHF－4.0K变频器的IPF、ACM端子；将PID8＃、9＃第一报警输出端子连接至变频器急停功能DCM、ES端子，如图2所示。配水池液位闭环自动控制过程：配水池总深度3m，根据现场实际需要，要求水池水位保持在2.9m。上电后，控制系统进入PID控制状态，PID将调节信号送给变频器，提升泵转速由PID变送输出自动控制，与回流泵一起将水池水位维持在2.9m左右；当液位升至2.98m时，这时，PID第一报警闭合，变频器得到紧急故障停车指令，集水泵会立即停转，以保证配水池污水不外溢。(2)回流泵自动控制的改造完成配水池液位自动控制后，下一步是对回流泵频率进行自动控制，由于水泵的频率变化和流量成正比关系，控制了回流泵出水流量，也就实现了对回流比的自动控制。将SAMCO－IHF－4.0K变频器安装在回流泵原控制柜主回路上，在配水池上部安装LA12型非接触型超声波液位计。将液位计输出的4～20mA的直流电流信号用两芯屏蔽电缆接至虹润HR－S805PID控制器的2＃(＋)、7＃(GND)端子；将PID控制器22＃(＋)、23＃(－)端子输出的4～20mA直流电流信号分别接至SAMCO