水廠自動排泥系統的探討

摘要 本文對筆者所在的水廠排泥現狀進行調查，提出分層濁度監控自動排泥理論，采用可編程自動化控制器完成檢測和控制，設置了排泥的應急處理，實現水廠自動排泥，確保達到預期效益。

關鍵詞 現狀 分層濁度監控 控制器檢測和控制 自動排泥 應急處理

一、現狀

隨著水廠投氯、投礬、配礬等核心工藝采用全自動化控制，實現無人值守，對節能減排和清潔生產起到重要作用，增強了企業的核心競爭力。

但作為水處理重要環節排泥工藝，筆直所在的水廠仍然采用人工操作，直接后果是效率低下且很難保證出水質量，因此準確控制泥渣層厚度，使其保持一定活性，對保證出水質量，降低制水成本，減輕操作人員勞動強度，提高水廠管理水平具有重大意義。

二、自動排泥分層監控系統原理

澄清池的正常運行和水質達標，需要控制好池中懸浮層和及時排泥，研究自動控制懸浮層，并使其保持一定的高度和活性，實現自動排泥。懸浮層有以下幾大特征：一是懸浮層形體的連續性；二是懸浮層的密度具有連續性且有趨向于水的密度；三是懸浮層具有較強的吸附、過濾特性。

所以控制懸浮層高度，保證出水符合要求，研究自動控制懸浮層和自動排泥對澄清池的正常運轉至關重要。

三、自動排泥監控系統的組成

監測控制系統由懸浮層環形引出管取樣環節、高濁度檢測儀表、計算機控制器和電磁閥控制器等組成。見下圖1、2

四、自動排泥監控系統的控制方式

整個控制系統底層采用PLC（可編程自動化控制器）完成檢測和控制，并通過工業以太網與操作計算機進行通信，操作人員可以在操作計算機上實時監控排泥工作情況，無需人工操作，只需進行巡檢等工作。本套系統亦可采用定時排泥工作，對排泥順序和工作時間進行靈活地修改和設定，由下位PLC完成自動化控制程序的執行。

五、自動排泥應急處理

排泥自動控制系統按照全無人值守、能夠全自動運行、排泥電機和排泥閥工況遠程監控和運行故障自動報警的模式設計，為了實現上述目的和保證自動排泥工藝能夠正常運轉，設置自動排泥應急處理

1）設立三個取樣點，保證水質取樣準確

由于水廠澄清池中有刮泥機時刻運轉，導致懸浮層濁度不穩定，為了確保懸浮層濁度相對平穩，不采取單一取樣而是通過三點取樣模式。即通過在上環型外引測管設立三個取樣點，取其平均值作為最后濁度值，當此濁度值達到上泥面控制點時，則開啟電磁閥進行排泥工作；當此濁度值到達下泥面控制點時，則關閉電磁閥終止排泥工作。

通過此種方式可以讓取樣點懸浮層濁度保持平穩狀態，避免齲齒狀濁度值模型出現形成排泥工藝常開常閉等狀態發生。

2）排泥采用雙回路，保證排泥24小時進行

排泥核心部件為排泥閥門，為了防止排泥過程完泥漿堵塞閥門，采用了先進的核電站使用的刀型排泥專用電動閥門，可保證閥門長期免維護運行。同時為了防止意外發生，本次設計中，采用一用一備方式，設置兩個排泥閥門，當一個閥門出現故障時，啟動備用閥門進行排泥工作，同時監控系統提供報警信息，及時讓工作人員發現故障、排除故障。

3）設置時限，確保排泥工藝穩定和完整性

自動排泥系統是通過設置上、下限值來啟動和關閉排泥系統，但是由于水廠澄清池環境較特殊，所以在排泥過程中設定排泥時限，需至少排泥10-20分鐘，如果下限值在10分鐘內來臨，則仍需排泥10分鐘，如果下限值在20分鐘外排泥還沒到達，則終止排泥；如果下限值在10-20分鐘內來臨，以此為標準進行終止排泥。

4）設定上限檢測時限，保證排泥及時性

由于水廠澄清池采用刮泥機進行全天候攪動，導致濁度變化幅度大，如果在一天未檢測到上限值時，沒有啟動排泥，則可能導致池子水質變差等情況。所以為了確保能夠每天至少排泥兩次，系統設定上限檢測時限，如果在規定時間內，未檢測到上限，則通過定時啟動排泥系統，進行自動排泥。

六、結束語

水廠澄清池在排泥過程中，由于水質的變化，造成高度濁度計變化大，通過測定可以實現開始排泥時刻，因排泥過程中的水質的變化，排泥停止時刻的測量誤差大，需要進一步探討，因此停止排泥采用自動和定時方式實現；環形管的高度的確定過程中，濁度儀在取樣位置測定沉降比，與現場經驗數據對比，通過沉降比確定排泥時刻；環形管位置需根據現場季節運行工況進行改變，調整設定值；為了防止排泥過程完泥漿堵塞閥門，采用先進的核電站使用的刀型排泥專用電動閥門，可保證閥門長期免維護運行

（作者單位：大冶有色集團控股公司動力分公司）

參考文獻：

[1]電氣設計規范[M].建筑工業出版社，1996（6）.

[2]余瑞寶，陸正龍.水質污染的分析和儀器[M].上海科學技術出版社，1985.