污水处理自动化控制

目录目录...........................................................................................................................................15．污水处理自动化管理与监控.............................................................................................25.1水处理综合自动化控制系统组成.............................................................................25.2水处理自动化产品的需求.........................................................................................65.3水处理自动化产品趋势.............................................................................................75．污水处理自动化管理与监控“十一五”期间，我国城镇污水处理设施建设和运营工作取得了积极进展，截至2010年底，我国已建成投运城镇污水处理厂2832座，处理能力1.25亿立方米/日，分别比2005年增加了210%和108%。但与此同时仍然暴露出区域发展不平衡、管网建设滞后等问题。对此，国家正加快编制城镇污水处理设施建设“十二五”规划，将突出配套管网建设、提升污水处理能力、污泥处理处置设施建设及老旧污水处理厂升级改造等重点。目前，我国污水处理厂自动化系统的设计和实施正处于一个成长的时期，系统的需求、设计、结构以及系统的控制仍然存在不完善的地方。在建设自动化控制系统中，用户通常关注以下需求：智能、综合的污水处理自动化系统是为污水处理厂的建设、运营管理单位提供服务的。在保证污水厂生产的稳定和高效，减轻劳动强度，改善操作环境的同时，还应提高污水厂的现代化生产管理水平。应该在充分考虑污水处理工艺特性的基础上，将建设现代化污水处理厂的理念融入到自控系统设计当中，采用“集中控制，分散管理”的方式，以“无人值班、少人值守”为目的，实现“五遥”功能，即遥信、遥测、遥控、遥调、遥视，从而来满足用户需求。通过建设高稳定性和可靠性的污水处理厂综合自动化系统，实现对污水处理厂污水处理过程的自动化管理与控制，节省现场操作所耗费的人力物力，方便生产管理、提高设备的利用率，保证污水处理厂长期安全无故障运行。污水处理综合自动化系统解决方案设计遵循以下原则：■技术上先进合理■成本上经济实惠■管理上方便快捷■使用上安全可靠5.1水处理综合自动化控制系统组成水处理综合自动化控制解决方案主要包括以下构成：污水处理厂综合自动化系统构成图一、生产过程自动化控制系统生产过程自动化控制系统的主控制器采用高性能PLC可编程序控制器，构成安全稳定的工业网络控制系统，具有“分散控制、集中管理、数据共享”的特点。生产过程自动化控制系统以实现全厂生产过程全自动化为目的，主要功能包括：生产过程各种主要工艺参数的采集、各种能耗、物耗和进、出厂水流量的计量和累计、生产过程设备工况和工艺流程状况监测、生产过程设备的计算机自动控制、实现工艺电控设备的顺序、条件、计时、计数控制、PID调节等控制功能，以及流量及电功参数的自动累积和数据处理功能。污水处理生产过程自动化控制系统架构图二、污水处理流程智能控制系统控制系统将自动控制技术与智能监控管理技术相结合，基于污水处理厂流程控制思想开发，立足于保证污水处理厂稳定运行的前提下最大程度的实现节能降耗。污水处理工艺流程节能降耗的实现，依赖于全局统筹下各工艺单元的优化运行和优化管理，而污水处理厂的智能控制系统是其实现的重要载体。在合理有效的硬件系统和软件系统的配合下，实现城市污水处理厂的智能控制。系统以城市污水处理厂智能控制系统构建为目标，在污水处理工艺流程节能降耗控制优化算法的基础上，开发智能控制系统接口软件及核心软件，最终通过执行器和控制器的布设形成城市污水处理厂智能控制系统集成解决方案。污水处理流程智能控制系统架构图三、在线仪表检测系统在线仪表检测系统以其测量精确、显示清晰、操作简单等特点，在污水处理厂生产中得到了广泛的应用，而且在线仪表检测系统内部具有与微机的接口，更是自动化控制系统中重要的部分，被称为“自动化控制系统的眼睛”。随着科学技术的发展，自动化检测技术也得到了很大的发展，自动化检测仪表在污水处理中的应用，使污水处理厂不仅节约了大量的人力、物力，更重要的是可以及时对污水处理工艺进行调整。在线仪表检测系统在污水处理厂中的应用四、视频监控安防系统视频监控安防系统将本地视频图像监控、远程实时监控、云台镜头控制、电视墙显示等有机结合起来，构成一整套新一代网络视频集中监控管理系统，同时监控主机自动将报警画面纪录，做到及时处理，提高了保卫人员的工作效率并能及时处理警情，能有效的保护工厂财产和工作人员的安全，最大程度的防范各种入侵，提高处理各种突发事件的反映速度，给保卫人员提供一个良好的工作环境，确保整个污水处理厂的安全。五、办公管理信息系统通过采用先进的信息化技术，为污水处理企业建立一个生产运行管理的综合化信息平台，使营运管理向专业化、实时化和智能化发展，消除决策者、管理者和执行者之间信息的不对称与信息脱节，构筑起以信息资源数字化、信息传输网络化、信息技术应用普及化为标志的“数字水务运营管理”基本框架、实现生产控制精细化和节约化、工艺调度实时化和最优化、日常管理系统化和制度化、服务规范化和人性化，为其向集约化创新营运管理模式迈进提供信息化基础保证。污水处理厂办公管理信息系统六、网络及综合布线系统管理网络的建设基于为全厂搭建数字、语音、视频信息传输平台，连接厂内各个设备监控子系统和办公管理终端，提供全厂内部信息管理结构、厂外信息交互接口和信息安全保护手段等。布线系统采用星型结构的模块化设计，包括电话通信、有线电视、计算机网络及综合布线等子系统。数据通信主干系统、水平系统均采用六类布线系统，为多媒体传输建立基础，增加系统的灵活性，电话系统采用三类布线系统便于扩充。5.2水处理自动化产品的需求节能减排作为当前水行业发展的重要任务之一，其工作的进展备受瞩目。而自动化与信息化技术作为水行业发展中的后助力量，保障着节能减排工作的有续进行。它将解决生产水、供水、排水处置及污水处置的过程控制与管理智能化，从而最大限度地减少水资源的浪费，基本实现水资源的优化配置，最大限度的让水资源循环利用起来。在新的形势下，污水处理对于自动化产品提出了更高的要求。良好的质量控制，使产品能够高效稳定的运行，为保证水厂高效稳定运行，污水处理对控制系统的高可靠性要求，要求PLC支持多种冗余方式，能够更好的提高系统的可靠性，提高水厂、污水厂的运行效率，为更严格的水质达标提供保证。为保护用户的初始投资，要求系统具有很好的开放性，能够为世界各大著名厂商(如Siemens、AB、GE、Schneider等)的设备提供完备的驱动程序库；支持DDE、OPC(Server及Client)、ODBC等标准，支持SQL语言、ActiveX控件；提供大量的函数，可使用VB、VC、Delphi等开发工具进行第三方开发。为了降低系统的能耗、药耗，要求系统具有丰富的控制算法，如过程控制算法、模糊控制等高级过程控制算法、变频调节控制算法等，能够集成电能管理、智能控制水泵。同时，具有灵活的开放性。就水处理工程特点而言，在一个项目中可能包含多家供应商的产品，要求电控系统具有强大的包容性，并符合IEC国际标准。为了节省成本、减少系统维护的工作量，要求控制系统具有易用易维护的特点，要求所有模块均支持带电插拔、可通过SD存储卡对系统程序进行升级、备份，背板上设计有防混销以避免插错模块，独特的接线端子设计，并提供预接线系统。因为水行业自动化专业人员相对较为匮乏，大部分技术人员主要从事工艺维护，因此希望自动化系统稳定、可靠，既便出故障也只需简单操作就能快速使系统恢复，最大程度的减少对连续供水或污水处理的影响。5.3水处理自动化产品趋势一、监控软件随着自动化控制在污水处理中已得到的广泛应用，监控软件也有了飞速的发展。中央监控系统已经成为污水厂日常监控、运营管理和维护的中心。目前在国内污水处理市场占有率较高的监控组态软件分别是GEFanuc的iFix、Wonderware的Intouch、西门子WinCC等。国内厂商以亚控、力控等为主。我国目前对广域污水自动监控系统的逐步建设和完善也越来越重视。监控软件正朝着大型化、信息化和网络化的方向发展。结合中小型污水处理厂的特点，广域监控是今后污水厂监控系统重要发展趋势之一。业内人士表示，监控组态软件最好能增加具有操作系统核心防护功能，能应对各种意外情况，尽可能防止系统崩溃！二、自动控制系统污水处理厂的自动控制系统要求能够实现“集中管理、分散控制”的监控模式，使得局部故障不影响主体正常运行，将风险分散，确保系统的可靠性。系统内部的配置和调整灵活，构建弹性化，可根椐不同工艺处理要求及用户需求进行优化。并具备很好的开放性、兼容性和扩展性，可应用不同品牌的软硬件进行整合，可无缝的把分期建设的系统融为一体。自控系统要充分考虑与厂外污水厂、泵站、水务局自控系统接口，可采用多种通信解决方案，组成广域网统一监控。并实用、完整的系统监控管理功能，能有效的实现工艺处理的控制、诊断和调度，采用先进的节能降耗控制技术，节能效率高。运行维护水处理厂技术回访，问题解决建设方设备保修，水质达标承包工程终身负责运维方处理设施辅助设备集水池、沉砂池格栅、渠道缺氧池、好氧池费用台账效果运维制度：运行标准污泥脱水机房二沉池鼓风机、DO计送水泵、污泥泵流量计、pH计耗电费药品费用排污费排水水质处理水量维护周期记录、统计分析目标保证设施、设备的正常运行，加强点检，规避未知风险做好相关费用的统计分析，降低费用，节约能耗保证处理效果：处理水量满足要求，水质达标6．运行维护及调试——以城市污水处理厂为例建设方的职责：1）污水处理厂投产运行后，应定期到污水处理厂进行技术回访，了解运行过程中存在的问题，以便及时解决；2）工程及设备保修一年，一年后为用户提供免费咨询和终身优惠维修服务，保证出水达设计排放标准；3）对总承包工程实行终身负责制。6.1工程的运行维护6.1.1预处理系统1、栅渣的清除格栅除污机每日什么时候清污，主要利用时间继电器控制，即通过设定时间，按时清除栅渣。格栅运行时，值班人员应经常现场巡视，及时发现格栅除污机的故障，及时压榨、清运栅渣。2、定期检查渠道的沉砂情况由于污水流速的减慢，或渠道内粗糙度的加大，格栅前后渠道内可能会积砂，应定期检查清理积砂，或修复渠道。3、做好运行测量与记录应测定每日栅渣量的重量或容量，并通过栅渣量的变化判断格栅是否正常运行。6.1.2污水提升泵房1、泵组的运行调度为保证抽升量与来水量一致，泵组的运行调度应注意以下几条：1).利用泵的大小组合来满足水量，不靠阀门来调节，以减少管路水头损失，节能降耗；2).保持集水池高水位，降低提升扬程；3).水泵开停次数不可过于频繁；4).各台泵的投运次数及时间应基本均匀。2、集水池的维护因为污水流速减慢，泥砂可能沉积到集水池池底，故应定期清洗。定期清洗时，应注意人身安全。清池前，应首先强制排风，达到安全部门规定的要求后，人方可下池工作。下池后仍应保持一定的通风量。每个操作人员有池下工作时间不可超过30min。3、做好运行记录每班应记录的内容有：主要仪表的显示值，各时段水泵投运的台号，异常情况及其处理结果。6.1.3缺氧池1）经常观察反硝化运行效果并做相应记录。2）营养物料投加：做好甲醇的投加，早晚各1次，水量变化时按比例增减，当水中N、P的含量满足这个比例时，可