全自动含油废水处理工程一例

朱晓刚

摘要：

介绍一种结合隔油池和气浮池的二级含油废水处理系统。气浮池采用新型溶气泵作为气液混合装置，改善了气浮效果、提高了系统可靠性。系统采用了基于西门子S7-200可编程控制器的自控系统，实现全自动无人值守运行。

关键词：全自动；废水处理；含油废水

中图分类号：TN830文献标识码： A

1．设计思想

本控制系统的设计方案主要依据某铁路局机务段污水处理场土建和安装图纸，并结合我公司在污水处理厂自控系统设计施工经验而设计。

本方案在满足设计要求前提下，努力实现“设计合理、性能可靠、操作方便”的设计思想。

在本方案中所有的受控设备均受控制系统控制，所有传感器的检测信号均进控制系统，设备的工作状态受控制系统的监测，现场手动操作也受控制系统的监测。

2．工艺过程综述

机务段污水处理场污水来自机车清洗废水,通过污水潜水泵站增压经过配水井进入斜板隔油池进行一级处理：隔油池上层污油经过集油管收集进入集油井回收处理；隔油池底层污泥进入污泥泵站。隔油池出水进入污水泵房吸水池，污水泵房加压泵将污水加压后泵入气浮车间进行二级处理。气浮车间设置一套一体化加药气浮处理设备，污水经过浮选和沉淀处理，出水水质可以达到国家二级排放标准。

机务段污水处理场污水进水水量为40T/日，水质为PH：8；SS：186.8mg/L；BOD5：72mg/L，含油量：30 mg/L。出水水质指标将达到PH：6－9；含油量<10 mg/L；达到国家二级排放标准。

图1－1 污水处理工艺图

3．工艺过程控制

根据本工程的实际情况及工艺要求，本设计采用目前国内外先进成熟的集散控制系统。控制系统由西门子S7-200可编程控制器（PLC）组成。控制界面采用TP170，完成参数设定和图形显示监控。整个系统可以在无人值守的情况下自动运行。操作界面采用全中文系统，操作人员能方便、快捷地进行操作。同时系统预留数据管理接口，为将来实现机务段全面数字化管理提供方便。

一级处理的控制关键在于污水在斜板隔油池中的流速控制，本系统将实现污水潜水泵站的水泵变频控制，根据斜板隔油池水位实现流量控制，实现最佳的油水分离效果。

二级处理的关键在于气浮设备的加药控制和水量控制，本系统将实现污水泵的变频控制，通过电磁流量计对泵房流量实现精确的流量控制，提高加药控制精度。在线式的含油监测仪将监测回流管路的污水含油率，符合排放指标时系统开启排放阀门。

本系统达到的运行和控制指标如下：

1．系统可全自动运行。

2．隔油池流量控制精度优于5％。

3．污水泵房出水流量调节精度优于2％。

4．出水水质达到国家二级排放标准。

5．出水含油率低于10mg/L。

3．1．污水潜水泵站

污水潜水泵站安装两台1.5kw潜污泵。池顶安装一台超声波液位计监测吸水井水位。

隔油池水位调节

潜污泵由变频器控制。变频系统自动调整水泵的转速使隔油池流量稳定在设定值附近。系统采用PID算法，流量调节精度可以达到5％。污水潜水泵站出水流量稳定有利于保证隔油池油水分离的效果，也有利于后期的工艺处理。

电压电流监测

控制系统监测总进线电压和电流，在电压和电流不符合开泵条件时报警。

水位保护

在潜污泵污水水位低于下限(可在触摸屏设定)时，系统自动关闭潜污泵；水位高于上限时系统自动开启潜污泵。在系统全速开启一台水泵时若水位继续升高超报警门限则系统全速开启第二台水泵并且声光报警。

压力监测

出水总管安装压力表一台，实时监测出水压力，水泵开启时压力低于下限则系统关闭水泵，并声光报警（可能的原因为液位计损坏导致水位过低）。压力高于上限则声光报警（可能原因为压力表损坏）。

3．2．斜板隔油池

在出水堰板上方安装一台超声波液位计，系统根据出水堰水位和堰板宽度可以计算得到出水流量，作为污水潜水泵变频转速调节的依据。

Q ＝ k（H）×H

Q为出水流量；

H为水位；

k(H)为水位对应的流量常数，在系统调试时确定此曲线并存储于PLC。

3．3．吸水池

吸水池安装超声波液位计一台，实时监测水位。

3．4．污水泵房

污水泵房设置两台自吸增压水泵，出水总管安装电磁流量计一台。

气浮池流量调节

增压泵由变频器控制。变频系统自动调整水泵的转速使气浮池出水稳定在设定值附近。系统采用PID算法，流量调节精度可以达到2％。污水泵站出水流量稳定有利于提高后续气浮处理的加药精度，也有利于降低成本，提高出水水质。

电压电流监测

控制系统监测总进线电压和电流，在电压和电流不符合开泵条件时报警。

水位保护

在吸水池水位低于下限(可在触摸屏设定)时，系统自动关闭增压泵；水位高于上限时系统自动开启增压泵。在系统全速开启一台水泵时若水位继续升高超报警门限则系统全速开启第二台水泵并且声光报警。

压力监测

出水总管安装压力表一台，实时监测出水压力，水泵开启时压力低于下限则系统关闭水泵，并声光报警（可能的原因为液位计损坏导致水位过低）。压力高于上限则声光报警（可能原因为压力表损坏）。

3．5．气浮车间

气浮车间安装一台气浮净水设备，对污水进行二级处理。

3－1 气浮池原理图

在来水中加入混凝剂，在絮凝池中进行絮凝反应，当水中杂质形成较好絮凝时，进入气浮池。溶气水泵将水注入溶气罐，气浮池内的溶气释放器将溶气水释放，气浮池内由此产生大量细密气泡，气浮池中的絮凝细粒则附着在气泡上浮出水面，当浮渣积聚浓缩到一定程度后，刮渣机将其刮入贮渣槽内，然后进入污泥池。清水从池底流出到回用水箱，一部分水外排，一部分水可以由溶气泵回用。

气浮池采用新型的溶气泵，无需配备空压机即可实现气液混合，减少了投资和能耗，提高了可靠性，利于设备长时间稳定运行。

3．6．污泥泵站

污泥池安装两台1.5KW污泥泵，安装一台超声波液位计，控制系统监测排泥池的泥位。

电压电流监测

控制系统监测总进线电压和电流，在电压和电流不符合开泵条件时报警。

泥位保护

在泥位位低于下限(可在触摸屏设定)时，系统自动关闭潜污泵；水位高于上限时系统自动开启潜污泵。

4. 控制系统描述

根据本工程的实际情况及工艺要求，本工程采用目前国内外先进成熟的集散型控制系统。该系统集计算机技术、控制技术、通讯技术以及显示技术于一体，通过仪表网络将若干现场仪表连接起来，实现集中监测管理和分散控制。这样克服了集中控制系统危险度集中、可靠性差、不易扩展和控制电缆用量大等缺陷，实现了信息、调度、管理上的集中和功能及控制危险上的分散，从根本上提高了系统可靠性。而采用PLC为主体构成的集散系统性能价格比较其它控制系统高。

本工程控制系统实现手动自动两级控制，主要电气设备采用手自动切换控制，现场手动优先级最高，然后是PLC自控。所有设备的控制信号、状态信号和模拟量信号均送到控制系统触摸屏显示。

4.1 PLC控制系统图纸

略。

5.结语

工程安装调试完毕后，经当地环保局检验，出水COD低于20mg/L，含油率达到设计要求。经过一年多的全自动运行，系统出水稳定，获得业主好评。