自動控制在自來水廠污泥處理中的應(yīng)用

摘 要：自動化的技術(shù)逐漸應(yīng)用到各個領(lǐng)域中，在自來水廠的污泥處理中也得到應(yīng)用。這一技術(shù)的應(yīng)用大大提高了自來水廠污泥處理的效率，并且在一定程度上減少了成本，提高了自來水廠的經(jīng)濟效益。文章主要介紹了該技術(shù)的特點以及在自來水廠的應(yīng)用等。

關(guān)鍵詞：自動控制；自動化；污泥處理；自來水廠

前言

隨著社會對環(huán)保的日益重視，自來水廠除飲用水生產(chǎn)工藝外，有條件的都增加污泥處理工藝，用以處理生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水（主要是沉淀池排泥水和濾池反沖廢水），從而減少懸浮物和有機物的排放。污泥處理工藝涉及各種參數(shù)監(jiān)測和機械電氣設(shè)備操作，自控系統(tǒng)的引入可有效提高整個工藝的效率和脫水質(zhì)量。

1 污泥系統(tǒng)簡介

以大豐水廠為例，水廠污泥系統(tǒng)主要構(gòu)筑物有污水池、濃縮池、平衡池、脫水間等。污水池用于收集沉淀池排泥水和濾池反沖廢水；濃縮池用于濃縮污水并產(chǎn)生上清液和含水率較高的污泥，上清液可回收再用；平衡池用于收集來自濃縮池的污泥，并充分攪拌，以供脫水間的脫水設(shè)備使用；脫水間則包含污泥輸送系統(tǒng)、配藥系統(tǒng)和離心機系統(tǒng)，以完成泥水分離。

2 污泥系統(tǒng)主要設(shè)備的控制要求

2.1 污水池、濃縮池、平衡池

污水池、濃縮池和平衡池可以看作是泥水的濃縮處理系統(tǒng)，其目的只有一個，就是經(jīng)處理后的產(chǎn)生污泥濃度必須符合離心機的要求。這會涉及到多種參數(shù)的測量和多種設(shè)備的操作，如依靠人工來測量和控制，這勢必大大增加工作人員工作量，嚴重影響工作效率。為提高自動化水平，現(xiàn)場需安裝工藝所需的監(jiān)測儀表，現(xiàn)場儀表的數(shù)據(jù)和設(shè)備狀態(tài)通過PLC統(tǒng)一收集、PLC通過工業(yè)以太網(wǎng)與中控室監(jiān)控軟件進行通信。這樣，中控室的工作人員足不出戶便可以監(jiān)測整個濃縮過程的各項參數(shù)，并根據(jù)工藝需要對相關(guān)設(shè)備進行遙控操作。

2.2 PAM高分子絮凝劑配置自動化

高分子絮凝劑在通常情況下是粉末狀固體形式、顆粒狀形式時，其不能直接投入到水中，必須經(jīng)過處理才能進行水中投放。其處理過程是經(jīng)過配藥系統(tǒng)進行重新分解處理。首先，本配藥系統(tǒng)設(shè)計有一個料斗，在料斗中可以進行高分子絮凝劑的存放，裝好的絮凝劑進入待處理狀態(tài)準備處理。配藥系統(tǒng)安裝一臺小型PLC和觸摸屏，通過觸摸屏對配藥系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)進行設(shè)定后，配藥系統(tǒng)便可根據(jù)水位設(shè)定和濃度設(shè)定自動完成高分子絮凝劑的分解配制，此配藥系統(tǒng)可獨立運行，也可與離心機系統(tǒng)聯(lián)動操作，以方便不同的使用需求。

2.3 進泥、加藥、螺旋輸送機、離心機系統(tǒng)聯(lián)動控制

在啟動脫水系統(tǒng)時，首先開動離心機和螺旋輸送機，一般情況在其運行五分鐘左右，就會進入高速運轉(zhuǎn)的狀態(tài)，而后系統(tǒng)自動啟動進泥螺桿泵和加藥泵變頻器，離心脫水機將污泥進行分解，而后將其運送至戶外，并將過濾之后的清液自動分入濾液池，通過潛污泵的運行將其再度調(diào)回到污泥處理系統(tǒng)。

離心系統(tǒng)停止時，PLC首先停止進泥螺桿泵、加藥泵，離心機繼續(xù)運行，并依次進入高速沖洗和低速沖洗，以完成離心機的清洗工作。

2.4 離心脫水機和加藥量自動控制

離心脫水機的作用主要是對污泥進行分解，部分污泥因為沉積時間較長，難以去除，但是，通過運用離心脫水機，則可以將頑固的污泥分解成為小塊固體和液體，并將兩者進行分離，可以說離心脫水機是將泥水分離的關(guān)鍵。曾有專家進行研究，對于其投加劑量的影響因素較多，包括污泥濃度、高分子絮凝劑的劑量以及泥流量等。對其加藥量進行控制則需要對污泥濃度進行監(jiān)測，這需要在平衡池中放置污泥濃度計，用以測量污泥濃度；其次，要對污泥實行在線控制，在每一個離心機的進泥管道安裝一個流量計，通過流量計對污泥的流量進行控制。

要控制好污泥含水率首先要控制好離心機的扭矩。因此，離心機的控制目標就是扭矩，扭矩增大，含水率就減少，但增加離心機堵轉(zhuǎn)的風(fēng)險，扭矩過少，含水率增加，達不到污泥脫水的目的。利用PLC的PID功能可實現(xiàn)恒扭矩，生產(chǎn)人員可根據(jù)需求設(shè)定目標扭矩，系統(tǒng)便通過調(diào)整離心機主機和輔機的轉(zhuǎn)速使扭矩向目標扭矩靠近并保持穩(wěn)定，從而保證脫水效果的穩(wěn)定性。

3 該工程自控系統(tǒng)的特點

3.1 自動化水平高，技術(shù)先進

首先，在確定合理的處理工藝后配以高度的自動化技術(shù)，這能夠達到工程對于污水處理的標準。其次，該自動化控制系統(tǒng)在組態(tài)軟件、現(xiàn)場總線、可編程控制器、通訊網(wǎng)絡(luò)等方面是先進的，同樣，自動化控制技術(shù)也具有時代領(lǐng)先性。

3.2 安全性高，穩(wěn)定可靠

在自動化體系構(gòu)成中，PLC的使用使系統(tǒng)設(shè)備運行更加穩(wěn)定。而且，在選用的自動化產(chǎn)品上，相當(dāng)一部分是進口產(chǎn)品，都來自國外知名品牌，實際上，建立的自動化控制平臺是經(jīng)過各種相當(dāng)嚴格的測試，也配備了相應(yīng)的報警系統(tǒng)，以防止因為某些意外或操作員的疏忽而發(fā)生事故，這也再次保證系統(tǒng)可以安全、穩(wěn)定可靠地運行。

3.3 自動化程度高，操作簡單

雖然許多產(chǎn)品來自國外，但是為了方便操作，對于控制室的上位界面采用全中文的設(shè)計界面，采用全新流程圖形來表達工藝；同時下位機PLC采用施耐德的PLC，該系統(tǒng)對于其他一些系統(tǒng)來說穩(wěn)定性好，便于操作，安全性也高，所以整個系統(tǒng)維護量也相對較少。

3.4 開放性

這是針對于現(xiàn)場總線來說的，系統(tǒng)所采用的是國際標準，具有開放協(xié)議的現(xiàn)場總線，同時對各個控制站留有I/O余量，這為其以后的發(fā)展和改造留下了巨大的空間。

4 結(jié)束語

現(xiàn)階段，我國自動化控制伴隨著計算機的應(yīng)用已經(jīng)得到了快速發(fā)展，在自來水行業(yè)中也同樣得到了廣泛應(yīng)用，尤其在污泥處理中獲得了良好的使用效果。這使得污泥處理進入到了自動化階段，對其處理的質(zhì)量、穩(wěn)定性方面效果較好。自動化的應(yīng)用使我國自來水凈化達到一個全新的高度，其所控制的設(shè)備能夠達到位置精準，運行安全，所采集的數(shù)據(jù)準確、快捷，只要控制好程序，其基本不需要人力成本的再投入，其維護也非常簡單方便。并且，其能夠做到污水的重復(fù)回用，以及零排放的要求，應(yīng)當(dāng)在全國范圍內(nèi)得到推廣。自動化系統(tǒng)為我國的環(huán)保事業(yè)做出了一定的貢獻，無論從國家層面還是從社會層面都應(yīng)當(dāng)對自動化污泥處理技術(shù)予以重視，讓其為社會和國家做出更大的貢獻。

參考文獻

[1]高文琪，吳守霞.自動控制在污水生物處理技術(shù)中的應(yīng)用[J].自動化與儀器儀表，2015，1：117-118.

[2]趙中華，趙千秋.淺談PLC控制系統(tǒng)在污泥處理系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2015，13：89-90.

[3]董睿智.自動控制在自來水廠污泥處理系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].民營科技，2014，6：33.