城市居民生活污水处理自动控制系统应用价值及技术

2017-01-10冯海霞

中国设备工程 2016年16期

关键词：泵房富营养化污水处理

冯海霞

（甘肃省金昌市排水管理处，甘肃金昌 737100）

城市居民生活污水处理自动控制系统应用价值及技术

冯海霞

（甘肃省金昌市排水管理处，甘肃金昌 737100）

近年来，城市生活污水问题一直困扰着人类。城市污水是一种混合污水，为了不污染环境，必须经过收集处理，达到标准才能排放。混合污水必须经过多种处理手段才能达标，所以混合污水治理是污水治理的一个难点。经过近50年的发展，水工业学科逐步完备。本文就自动控制系统在城市居民生活污水处理的应用技术及其价值进行探讨。

城市；生活污水；自动控制；；技术

1 生活污水的治理

1.1 城市生活污水概念及其危害

城镇生活用水主要由居民用水和公共用水(含服务业、餐饮业、货运邮电业及建筑业等用水)组成。而居民生活用水则指的是居民能够维持正常的日常生活所必须的水。其中居民的正常日常生活用水主要包括有饮用用水、洗涤用水、冲厕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、市政环境景观和消防有用水。而随着城市居民的生产生活，生活用水大量消耗，产生了大量城市生活污水。城市生活污水是水体的主要污染源之一。我国水污染最严重的便是磷污染，富营养化严重。为此国家环保局指定严格的标准，来控制磷排放和富营养化。生活污水的管制乃是重中之重。生活污水含有大量的有机物和无机物。如淀粉、糖类、蛋白质、磷、无机盐等等。生活用水亦含有大量的病原菌、病毒、寄生虫。在生物反应下，细菌同有机物无机盐易生成恶臭物质。有机物称为需养有机物，通过生物化学作用，分解为简单的二氧化碳和水。在分解过程中，溶解氧被消耗，以至缺氧。污染物在缺氧状态下，发生腐败恶化，污染水质。氮磷等植物所需要的营养物质过多，便会引起富营养化。限定植物无机营养物质增加和分解者有机物增加是通常富营养化的途径。

1.2 生活污水的治理

（1）鉴于我国水体主要污染源是磷污染和富营养化。应用化学强化生物治理污水，往往是以除去污水中的有机物和各种形态的磷目的。此方式创造性地将生物、化学结成一体化。生物厌氧消化生物系统应用在除磷污染之中，效率提升。因为在此体统活性污泥产生有机酸，有机酸是聚磷菌生长的基质，聚磷菌便选择活性污泥增殖，回流生态系统之中。污泥在厌氧条件下产生磷释放，化学消除。此方式高效，工艺简单，适应我国现状。

（2）倒置A2/O污水处理工艺逐渐趋于成熟。倒置A2/O(AAO,Anaerobic-Anoxic-Oxic)处理工艺是目前最先进的对污水有良好脱氮除磷效果的污水处理工艺，而常规的A2/O工艺在保证脱氮效果的同时除磷效果不佳，多点进水的倒置A2/O污水处理工艺和传统的A2/O工艺在COD去除能力相当的情况下，倒置A2/O工艺在脱氮除磷功能上明显优于和常规的A2/O工艺。该工艺流程简便，运行可靠，操作灵活，运行经验日益丰富。

（3）我国幅员广阔，地区差异大，所以在引进城市污水处理系统时，会受到地理环境的影响，怎样高效处理水污染问题，是首先考虑的问题。以金昌污水处理升级改造及中水利用项目污水处理厂升级改造及新建工程为例，规模8.0万m3/d。其中：改造部分：现状粗格栅及提升泵房、细格栅及旋流沉砂池、CASS池（改造后处理规模5.8万m3/d）、污泥调节池、污泥脱水间、接触池、加氯间、事故调节池、变电所等的改造。新建部分：新建生化池（处理规模2.2万m3/d）、二沉池、集配水井、污泥回流泵房、中间提升泵房、高效沉淀池、活性砂滤池及空压机房及配电间、加药间、乙酸钠投加间、鼓风机房、中水回用泵房等。二级污水处理工艺：采用多点进水倒置A2/O二级强化生物处理工艺。深度处理工艺：采用高效沉淀池+活性砂滤池处理工艺。消毒工艺：采用液氯消毒工艺。污泥处理工艺：采用离心浓缩脱水一体机的脱水方案，剩余污泥经脱水至含水率不大于80%后外运处置。这种工艺有良好脱氮除磷效果，也有利用活性泥处理。

2 自动控制系统价值及应用

自动控制系统(automatic control systems)（图1）是在无人直接参与下可使生产过程或其他过程按期望规律或预定程序进行的控制系统。其主要有四个环节：控制器、被控对象、执行机构、变送器。因为其高效经济的特点，已经被广泛地应用于人类社会的各个领域。SIMATICWInCC（Window Control Center）——视频控制中心，是行业的遵循的的标准。如今所有的工程项目都追求生产过程透明化，而WinCC则最大程度地满足生产过程透明化。开放性和灵活性是其重要地特征。而且能提供数据采集功能（SCADA），此功能涵盖单用户和多元用户的冗余服务器远程服务器。SCADA系统与PLC：WINCC与西门子PLC是通过变量管理来建立数据通讯连接的，若要进行完整的数据讯主要做好几个步骤：安装SIMATICS7-1500Channel系列驱动；配置PLC站的详细信息，包含连接名，IP地址与访问点，产品系列等；在WINCC上面，每操作一步，或者对设备发出相对应的命令，设备都会有一个状态来响应设备的运行情况，具体设备运行状态的变化，以及参数变化可依据下面的提示来做出相对应的判断：本地控制：远程手动控制：，远程自动控制：，运行状态：，故障状态：开到位：，关到位：’停止位：。KINGSCADA画面监控工艺流程画面，当运行系统运行起来，首先进入工艺流程画面，该画面如图所示：画面主要呈现了各个系统之间的关系，处理水的流向，泥的流向、气和产水的流向，以及各个颜色的管道所代表的管道类型。鼠标移动到各工艺段时，可以看到一个绿色的闪电形图标，点击后可进入相应工艺画面。

如进入粗格栅、提升泵房、事故池画面有两种方法：第一，在主画面点击工艺图下拉式菜单选择粗格栅、提升泵房、事故池画面；第二，在流程图内找到粗格栅图框，点击下面的按钮链接，也可以进入粗格栅画面，主要包含四台粗格栅，台提升泵以及3台事故池潜污泵等设备。每个设备都有相对应的控制按钮，当点击提升泵或粗格栅上的小灯，弹出相对应的设备控制画面：包含了远程/本地状态显示，泵/设备的运行信号/停止信号以及泵/设备的故障状态等，同时展示了设备的操作命令，如泵的远程手动，远程自动，启动，停止等命令与反馈的状态，每个自画面的右下角都有一个退出按钮，点击该按钮，自画面做出相应的隐藏动画。参数主要有进水分析仪表的实时读数，如：进水pH，进水COD，进水氨氮，进水浊度SS等仪表参数、粗格栅液位差、提升泵房和事故池液位、气体浓度以及提升泵出口压力值。画面的参数都是一些显示参数，操作员不能对该参数进行设置和修改。画面显示了粗格栅控制的一些自控条件，启动、停止液位设定，启动、停止时间设置，提升泵的一些启动、停止水泵液位设定。画面最下边显示实时报警画面，该画面只显示一些最新状态的报警，包括报警时间和报警所处位置等，方便操作员实时查看，同时现场出现问题，也能在最短的时间内做出相应的应急操作。