城市居民生活污水處理自動控制系統應用價值及技術

馮海霞

（甘肅省金昌市排水管理處，甘肅 金昌 737100）

城市居民生活污水處理自動控制系統應用價值及技術

馮海霞

（甘肅省金昌市排水管理處，甘肅 金昌 737100）

近年來，城市生活污水問題一直困擾著人類。城市污水是一種混合污水，為了不污染環境，必須經過收集處理，達到標準才能排放。混合污水必須經過多種處理手段才能達標，所以混合污水治理是污水治理的一個難點。經過近50年的發展，水工業學科逐步完備。本文就自動控制系統在城市居民生活污水處理的應用技術及其價值進行探討。

城市；生活污水；自動控制；；技術

1 生活污水的治理

1.1 城市生活污水概念及其危害

城鎮生活用水主要由居民用水和公共用水(含服務業、餐飲業、貨運郵電業及建筑業等用水)組成。而居民生活用水則指的是居民能夠維持正常的日常生活所必須的水。其中居民的正常日常生活用水主要包括有飲用用水、洗滌用水、沖廁用水以及洗澡用水等等。公共用水是指城市居民住宅包括住宅用水、建筑用水、市政環境景觀和消防有用水。而隨著城市居民的生產生活，生活用水大量消耗，產生了大量城市生活污水。城市生活污水是水體的主要污染源之一。我國水污染最嚴重的便是磷污染，富營養化嚴重。為此國家環保局指定嚴格的標準，來控制磷排放和富營養化。生活污水的管制乃是重中之重。生活污水含有大量的有機物和無機物。如淀粉、糖類、蛋白質、磷、無機鹽等等。生活用水亦含有大量的病原菌、病毒、寄生蟲。在生物反應下，細菌同有機物無機鹽易生成惡臭物質。有機物稱為需養有機物，通過生物化學作用，分解為簡單的二氧化碳和水。在分解過程中，溶解氧被消耗，以至缺氧。污染物在缺氧狀態下，發生腐敗惡化，污染水質。氮磷等植物所需要的營養物質過多，便會引起富營養化。限定植物無機營養物質增加和分解者有機物增加是通常富營養化的途徑。

1.2 生活污水的治理

（1）鑒于我國水體主要污染源是磷污染和富營養化。應用化學強化生物治理污水，往往是以除去污水中的有機物和各種形態的磷目的。此方式創造性地將生物、化學結成一體化。生物厭氧消化生物系統應用在除磷污染之中，效率提升。因為在此體統活性污泥產生有機酸，有機酸是聚磷菌生長的基質，聚磷菌便選擇活性污泥增殖，回流生態系統之中。污泥在厭氧條件下產生磷釋放，化學消除。此方式高效，工藝簡單，適應我國現狀。

（2）倒置A2/O污水處理工藝逐漸趨于成熟。倒置A2/O(AAO,Anaerobic-Anoxic-Oxic)處理工藝是目前最先進的對污水有良好脫氮除磷效果的污水處理工藝，而常規的A2/O工藝在保證脫氮效果的同時除磷效果不佳，多點進水的倒置A2/O污水處理工藝和傳統的A2/O工藝在COD去除能力相當的情況下，倒置A2/O工藝在脫氮除磷功能上明顯優于和常規的A2/O工藝。該工藝流程簡便，運行可靠，操作靈活，運行經驗日益豐富。

（3）我國幅員廣闊，地區差異大，所以在引進城市污水處理系統時，會受到地理環境的影響，怎樣高效處理水污染問題，是首先考慮的問題。以金昌污水處理升級改造及中水利用項目污水處理廠升級改造及新建工程為例，規模8.0萬m3/d。其中：改造部分：現狀粗格柵及提升泵房、細格柵及旋流沉砂池、CASS池（改造后處理規模5.8萬m3/d）、污泥調節池、污泥脫水間、接觸池、加氯間、事故調節池、變電所等的改造。新建部分：新建生化池（處理規模2.2萬m3/d）、二沉池、集配水井、污泥回流泵房、中間提升泵房、高效沉淀池、活性砂濾池及空壓機房及配電間、加藥間、乙酸鈉投加間、鼓風機房、中水回用泵房等。二級污水處理工藝：采用多點進水倒置A2/O二級強化生物處理工藝。深度處理工藝：采用高效沉淀池+活性砂濾池處理工藝。消毒工藝：采用液氯消毒工藝。污泥處理工藝：采用離心濃縮脫水一體機的脫水方案，剩余污泥經脫水至含水率不大于80%后外運處置。這種工藝有良好脫氮除磷效果，也有利用活性泥處理。

2 自動控制系統價值及應用

自動控制系統(automatic control systems)（圖1）是在無人直接參與下可使生產過程或其他過程按期望規律或預定程序進行的控制系統。其主要有四個環節：控制器、被控對象、執行機構、變送器。因為其高效經濟的特點，已經被廣泛地應用于人類社會的各個領域。SIMATICWInCC（Window Control Center）——視頻控制中心，是行業的遵循的的標準。如今所有的工程項目都追求生產過程透明化，而WinCC則最大程度地滿足生產過程透明化。開放性和靈活性是其重要地特征。而且能提供數據采集功能（SCADA），此功能涵蓋單用戶和多元用戶的冗余服務器遠程服務器。SCADA系統與PLC：WINCC與西門子PLC是通過變量管理來建立數據通訊連接的，若要進行完整的數據訊主要做好幾個步驟：安裝SIMATICS7-1500Channel系列驅動；配置PLC站的詳細信息，包含連接名，IP地址與訪問點，產品系列等；在WINCC上面，每操作一步，或者對設備發出相對應的命令，設備都會有一個狀態來響應設備的運行情況，具體設備運行狀態的變化，以及參數變化可依據下面的提示來做出相對應的判斷：本地控制：遠程手動控制：，遠程自動控制：，運行狀態：，故障狀態：開到位：，關到位：’停止位：。KINGSCADA畫面監控工藝流程畫面，當運行系統運行起來，首先進入工藝流程畫面，該畫面如圖所示：畫面主要呈現了各個系統之間的關系，處理水的流向，泥的流向、氣和產水的流向，以及各個顏色的管道所代表的管道類型。鼠標移動到各工藝段時，可以看到一個綠色的閃電形圖標，點擊后可進入相應工藝畫面。

如進入粗格柵、提升泵房、事故池畫面有兩種方法：第一，在主畫面點擊工藝圖下拉式菜單選擇粗格柵、提升泵房、事故池畫面；第二，在流程圖內找到粗格柵圖框，點擊下面的按鈕鏈接，也可以進入粗格柵畫面，主要包含四臺粗格柵，臺提升泵以及3臺事故池潛污泵等設備。每個設備都有相對應的控制按鈕，當點擊提升泵或粗格柵上的小燈，彈出相對應的設備控制畫面：包含了遠程/本地狀態顯示，泵/設備的運行信號/停止信號以及泵/設備的故障狀態等，同時展示了設備的操作命令，如泵的遠程手動，遠程自動，啟動，停止等命令與反饋的狀態，每個自畫面的右下角都有一個退出按鈕，點擊該按鈕，自畫面做出相應的隱藏動畫。參數主要有進水分析儀表的實時讀數，如：進水pH，進水COD，進水氨氮，進水濁度SS等儀表參數、粗格柵液位差、提升泵房和事故池液位、氣體濃度以及提升泵出口壓力值。畫面的參數都是一些顯示參數，操作員不能對該參數進行設置和修改。畫面顯示了粗格柵控制的一些自控條件，啟動、停止液位設定，啟動、停止時間設置，提升泵的一些啟動、停止水泵液位設定。畫面最下邊顯示實時報警畫面，該畫面只顯示一些最新狀態的報警，包括報警時間和報警所處位置等，方便操作員實時查看，同時現場出現問題，也能在最短的時間內做出相應的應急操作。

圖1

通過SIMATICWinCC監控軟件，開發了上位機監控程序，包括用戶管理和登陸功能，實現了時實監控功能，參數設置功能警功能，報歷史數據通管和查詢功能等，通過本監控系統能對全場的設備進行監控和管理，從而保證了污水的處理效果，大大提高了污水處理的效率。

3 結語

城市居民生活污水已經成為水污染的重要污染源，因為生活污水多為混合污水，最難治理。我國水污染的最常見的兩種便是磷污染和富營養化，而生活污水污染恰恰是這兩種污染的來源。富營養化則是生活垃圾所致，所以城市生活污水的處理需要高效經濟性的自動控制系統。

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TP273

A

1671-0711（2016）11（下）-0156-02