A/DAT-IAT工藝自動(dòng)控制必要性及其過(guò)程控制

1.A/DAT-IAT工藝自動(dòng)控制必要性

A/DAT-IAT工藝是傳統SBR法經(jīng)過(guò)不斷演變發(fā)展來(lái)的，其去除有機物和脫氮的機理和傳統SBR法是相同的，所不同的只是運行方式，實(shí)現了連續進(jìn)水的目的，但是操作工序繁瑣，與其它工藝相比較所需要控制的變量較多。目前我國應用SBR工藝的污水處理廠(chǎng)基本是人工手動(dòng)控制，還沒(méi)有實(shí)現計算機自動(dòng)控制，這不僅需要更多的運行管理人員，增加了運行操作人員的強度，而且降低了工藝處理過(guò)程的可靠性。因此，為了保證廢水處理過(guò)程的安全可靠和生產(chǎn)的連續性，同時(shí)為了滿(mǎn)足廢水處理工藝的需要，必須采用自動(dòng)控制系統。目前在國內外各污水處理廠(chǎng)普遍采用以PLC為主的集中管理和分散控制相結合的控制系統。

自動(dòng)控制是根據預先設定好的參數來(lái)進(jìn)行操作，不能智能地根據水質(zhì)水量的變化靈活調節工藝參數，是一種低級的控制。而針對不同的進(jìn)水有機物和NH3-N濃度以及出水要求，恰當地改變反應時(shí)間、HRT、混合液回流比和各池進(jìn)水流量等工藝參數，在保證處理水質(zhì)的同時(shí)，盡可能減少運行費用，防止污泥膨脹，這是更高層次的計算機過(guò)程控制。然而，至今有機物和NH3-N在線(xiàn)檢測傳感器還沒(méi)有問(wèn)世，無(wú)法根據池中的有機物和NH3-N濃度降解情況控制相應的參數[40]。目前大多數研究人員使用氧化還原電位（ORP）、好氧速率（OUR）、溶解氧濃度（DO）和pH值等這些價(jià)格便宜、精度高、又便于與計算機接口的儀器實(shí)現廢水生物處理的自動(dòng)控制。

實(shí)現高級控制就是要在進(jìn)水COD和NH3-N濃度無(wú)規律大幅度變化的情況下，根據特性曲線(xiàn)、數學(xué)模型、有關(guān)規則和測定值等對各處理單元的工藝控制過(guò)程和參數進(jìn)行系統分析和表達，利用人的知識和經(jīng)驗以及新的研究成果讓計算機模擬人腦進(jìn)行控制，進(jìn)而完成其它控制方式無(wú)法處理的信息，實(shí)現智能化控制，保證處理水質(zhì)，又能節約能源，盡可能的縮短處理周期，使設備運行在最佳狀態(tài)。

2. A/DAT-IAT工藝的過(guò)程控制

目前以PLC為主的集中管理和分散控制相結合的控制系統在國內外各污水處理廠(chǎng)廣泛應用并取得較好的處理效果。一般由三級構成：第一級，就地控制（即MCC）；第二級，現場(chǎng)控制站（即PLC）；第三級，中央控制室（即操作站）。同時(shí)可以查看中國污水處理工程網(wǎng)更多技術(shù)文檔。

⑴就地控制。在參與工藝各種設備現場(chǎng)設有就地控制箱，配有自動(dòng)/手動(dòng)切換旋鈕，在遇到特殊情況（調試和維修等）可以通過(guò)旋扭操作直接啟/停設備，干預程控控制，在正常時(shí)轉入自動(dòng)控制。

⑵現場(chǎng)PLC控制站。接受上位機程控指令，執行實(shí)時(shí)控制，循環(huán)檢測各設備運行狀態(tài)，及時(shí)向上位機發(fā)送設備運行狀態(tài)信息。根據工藝流程圖布置，虛設三個(gè)現場(chǎng)PLC控制站。第一級子站對格柵、進(jìn)水泵站、沉砂池、計量渠水質(zhì)水量的監控；第二級子站對曝氣池內的閘閥、溶解氧的讀取、鼓風(fēng)機的自動(dòng)調節及啟停、回流泵和潷水器啟停的監控；第三級子站對污泥泵、污泥流量、投藥泵和脫水機的監控。

⑶中央控制室。以工控機作為PLC的上位機，充當人機界面，根據廢水處理工藝要求預置幾套工藝流程，用戶(hù)可根據實(shí)際需要加以選擇。設備運行狀況、儀表檢測參數可顯示在顯示器上，顯示方式多樣，有指示燈狀態(tài)顯示、虛擬儀表數碼顯示、光棒圖模擬顯示、動(dòng)態(tài)曲線(xiàn)跟蹤、歷史曲線(xiàn)查詢(xún)、形象動(dòng)畫(huà)顯示等。人機界面友好，操作方便，關(guān)鍵控制點(diǎn)密碼保護，系統安全可靠。計算機參與設備管理、累計設備運行時(shí)間、計算電能消耗。并可根據事先設定的監控范圍、對流量、液位、PH值等指標進(jìn)行監控，一旦超出設定范圍，計算機立即啟動(dòng)聲光報警，并將這一時(shí)刻的有關(guān)數據、工況記錄下來(lái)，以供分析、決策。計算機所測的數據按一定時(shí)間間隔記錄在硬盤(pán)上，用戶(hù)根據需要隨時(shí)將有關(guān)數據打印出來(lái)。

如圖6.1所示，A/DAT-IAT工藝流程需要控制量較多，有格柵、進(jìn)水泵房、沉砂池、鼓風(fēng)機和A/DAT-IAT池，它們控制方式如下所述：

1．格柵控制

格柵有粗細兩道，廢水由污水井進(jìn)入粗格柵，主要攔截較粗大的懸浮物，保證進(jìn)水泵正常運行。然后流入細格柵，以去除廢水中較小顆粒的懸浮物。在現場(chǎng)設有就地控制器，可以進(jìn)行手動(dòng)和自動(dòng)轉換控制。對格柵自動(dòng)控制采用兩套方案，一是根據格柵前和格柵后液位差進(jìn)行控制運行，當液位差達到設定值，說(shuō)明格柵上的懸浮物較多，啟動(dòng)格柵運行刮去格柵上的懸浮物；二是定時(shí)運行，當液位計失靈時(shí)，格柵由液位控制轉為定時(shí)運行，運行時(shí)間和運行間隔可根據污水廠(chǎng)運行經(jīng)驗來(lái)設定。另外還可實(shí)現自動(dòng)控制柵渣輸送，處理與格柵聯(lián)動(dòng)，延時(shí)停機，各設備運行工況指示及事故報警，重要運行參數遠傳至中央控制室[52]。

2．進(jìn)水泵房控制

水泵是污水廠(chǎng)的關(guān)鍵設備之一，是將粗格柵流出的廢水提升到細格柵間。在進(jìn)水房里，假設有四臺水泵需要監控，其中有一臺為變頻泵，另三臺兩用一備。在進(jìn)水泵房里設有就地控制箱，可進(jìn)行手動(dòng)與自動(dòng)控制轉換。自動(dòng)控制過(guò)程如下：先將井水房水位設置為超低、低、較低、中、較高、高、超高。一般水位維持在中水位，只需啟動(dòng)變頻水泵就可以。當水位上漲時(shí)，加大變頻泵轉速，超過(guò)較高水位并維持10s時(shí)間，則啟動(dòng)一臺固定水泵，如果水位繼續上升，并達到高水位時(shí)，再啟動(dòng)一臺固定水泵，當水位超過(guò)超高水位并維持10s時(shí)間報警。若水位下降，降至較低水位時(shí)，則先運行的固定水泵停止運行，若水位繼續下降，降至低水位時(shí)，則關(guān)掉另一臺固定泵。如果水位繼續下降，調小變頻泵轉速，至超低水位停泵報警。

3．沉砂池控制

沉砂池主要用來(lái)沉淀一些比重較大、易于沉淀分離下來(lái)的顆粒物質(zhì)，主要包括無(wú)機性的砂粒、礫石和少量較重的有機性的顆粒。上述顆粒物質(zhì)表面還附著(zhù)一些粘性的有機物質(zhì)，這些粘性有機物是極易腐敗的污泥。廢水中的砂如不去除，會(huì )在后繼處理單元或渠道內沉積，并使設備過(guò)度磨損。排砂時(shí)間過(guò)短會(huì )使排出來(lái)砂含水率增大，增加處置的難度。排砂間隔時(shí)間的安排主要取決于上游排水系統的情況，如排水系統是合流制還是分流制，管道腐蝕程度，是否有明渠直接匯入，排水范圍內是否有太多施工工地，工業(yè)廢水比例，服務(wù)面積內居民的生活習慣。對于合流制來(lái)說(shuō)，下雨天砂量要比平時(shí)大得多，一方面由于雨水帶入較多的泥沙量，另一方面平時(shí)沉積在管道的泥沙由于水流流速較大被沖刷進(jìn)入污水廠(chǎng)，因此要增加排砂次數或連續排砂�，F場(chǎng)PLC控制可以根據運行經(jīng)驗設置多種運行方式，靈活運行。

上面廢水進(jìn)入巴歇爾計量槽，在計量槽里安裝有pH計、溫度計、超聲波液位計。水量可以根據液位計測的液位計算得到。當測的pH值小于5.5或大于8.5時(shí)，關(guān)閉進(jìn)水閥門(mén)，保護活性污泥。

4．鼓風(fēng)機

目前新污水廠(chǎng)采用鼓風(fēng)曝氣較多。對于鼓風(fēng)曝氣污水廠(chǎng)來(lái)說(shuō)，鼓風(fēng)機是廢水生化工藝的心臟，又是廢水處理過(guò)程中最大的電耗設備。羅茨式鼓風(fēng)機是使用最廣泛的鼓風(fēng)機，其主要性能特點(diǎn)就是節能。當相對壓力低于或等于48KPa時(shí)，羅茨鼓風(fēng)機效率高于相同規格的離心鼓風(fēng)機的效率。鼓風(fēng)機由第二子站PLC、供氣管道壓力傳感器、PID調節器、變頻調速器、電控單元和多臺鼓風(fēng)機構成。其中PID調節器對壓力傳感器檢測到的壓力信心轉換的電信號與用戶(hù)設定信號進(jìn)行比較，得到頻率信號控制變頻器的輸出頻率，從而控制鼓風(fēng)機轉速和出氣量。第二子站PLC負責變頻器的起制動(dòng)和鼓風(fēng)機運行環(huán)境，運行狀況和運行準備監控，并能自動(dòng)報警停機。當壓力低于預設定值，增大鼓風(fēng)機頻率，轉速加快，氣壓上升。如果壓力還低于設定值，將頻率增至工頻。如果壓力依然不滿(mǎn)足設定值，則啟動(dòng)另一臺鼓風(fēng)機。在啟動(dòng)過(guò)程中，先將前一臺頻率降到啟動(dòng)頻率，待后一臺完全啟動(dòng)時(shí)一同增大頻率至管道壓力為設定值。

5．A/DAT-IAT池的控制

A/DAT－IAT池整個(gè)設備的開(kāi)停和運行狀態(tài)主要由第二子站的PLC控制。缺氧池中安裝了pH計和污泥計，DAT池和IAT池中分別安裝了pH值計、DO儀、污泥濃度計。A/DAT－IAT池自動(dòng)控制過(guò)程為：缺氧池連續進(jìn)水，DAT池連續曝氣，曝氣量由空氣閘閥控制，而閘閥開(kāi)啟度由DO儀反饋信號有關(guān)；IAT池間歇曝氣、間歇攪拌、間歇沉淀、間歇潷水，IAT池在曝氣階段的控制與DAT池的控制一樣。來(lái)源：谷騰水網(wǎng)