污水处理系统的电气控制方案研究

钱俊波

摘要：污水处理是有效控制污染问题的关键所在。因此，污水处理系统的建设具有十分重要的作用。电气控制作为污水处理系统提高其工作效率的关键，因此电气控制方案设计的科学性对于污水处理效率来说具有重要意义。为此，本文就A2/O污水处理方法为基点，探讨了污水处理中电气控制的内容，希望能够通过这些内容，以提高我国污水处理的效率，从而推动城市化建设，刺激经济效益与社会效益的产生。

关键词：污水处理系统；电气控制；方案

一、污水处理工艺

污水处理过程具有多变量、非线性、时变性与随机性的特点，其控制过程十分复杂。污水处理的作用主要是人工强化处理从污染源排出的废水，从而提高水环境的质量。在污水处理中，其处理废水的工艺流程主要是结合物理、化学、生物等各类处理方法，在贯彻落实当前国家各项建设政策的基础上，实现污水处理厂废水处理效果稳定，节省投资运行费用等基本目标。本文主要分析了A2/O污水处理方法：首先进入厌氧池与回流的含磷污泥混合，在兼性厌氧发酵菌的作用下，废水中易生物降解有机物被聚磷菌吸收，并以PHB（聚羟基酯）的形式贮存在体内使污水中COD下降，与此同时将细胞中贮存的磷释放到水中，使污水中磷的质量浓度升高，另外在微生物增殖过程中一部分氨氮被去除，使污水中氨氮质量浓度下降，但由污泥回流携带的硝态氮量不变。废水流入缺氧池后，反硝化菌利用有机质将氨氮反硝化去除，但磷几乎不变。废水流入好氧池后氨氮的硝化使硝态氮的质量浓度增加。聚磷菌通过分解体内贮存的PHB获得增殖能量，同时将废水中的可溶解性磷吸收体内，以聚磷的形式贮存起来，并以剩余污泥的形式排出系统。

二、污水处理系统电气控制

就污水处理系统电气控制来说，要根据电气控制具体要求，综合分析各主客观影响因素，制定科学化的电气控制方案，选择适宜的电气设备、配件，安装结束后，還要做好试运行工作，验收达标后，才能表明污水处理系统电气控制顺利实现。在设计电气控制系统中，相关人员要结合控制系统具体要求，确定好相关的设备、元件。在此基础上，合理绘制电气控制系统图纸。还要围绕设计图纸具体要求，明确电气元件尺寸、位置等，做好各方面的准备工作，确保相关工作顺利开展。

1、组成

中央控制室2台上位机工作站和变配电室PLC站、进水泵房PLC站、鼓风机房PLC站、纤维转盘紫外消毒PLC站、脱水机房PLC站这五个控制站共同组成了全厂控制系统。电源模板、CPU模块、（IO）模块、（AI&AO）模块一起组成了PLC站。其中IO、AI、AO、模块数量的确定，首先根据实际情况构建节点图纸，然后计算出每个PLC站所需要的控制点数，还需要考虑每个PLC站适量的预留点，来决定安装模块的多少。光纤网络通讯连接着每个PLC站。2台上位机工作站、模拟屏等终端组成了中央控制室。

2、工艺操作流程

（1）一级处理区PLC站

它主要的作用是监控曝气沉砂装置、格栅除污机、进水泵和刮泥机。格栅的前后安装有超声波液位差测量仪，PLC会在自控模式下根据相关的参数来自动控制运行状态。污水在通过格栅时，格栅阻挡污水中的杂物会使格栅前的水位升高，格栅前后如果液位高差达到了16cm时，除污机根据时间会自动启动，每隔120秒自动行运转1次；自动运行时间间隔都是根据运行经验来调整的。集水井中安装污水泵，如果在集水井中安装超声波液位计仪，可以通过PLC显示集水井的液位。控制水泵机组的运行状态可以通过PLC集水池液位高差、水泵运行的时间、水泵运行状况。曝气沉砂系统是由1台砂水分离器、除油沉砂桥、就地控制柜，2台吸水泵、3台罗茨风机组成。PLC在自动控制模式下会根据时间程序来控制开启水沙分离器和鼓风机曝气。PLC可以在自控模式下控制除油沉砂机运行，PLC下达停机指令后，除油沉砂机会在完成工作循环时停机。在计量槽上安装流量计，用于检测进水的流量，把这些数值信号转换成4～20mADC信号然后输入PLC系统，为主控室提供控制参数。

（2）二级处理区

在鼓风机房中设有二级处理区PLC站，其作用是承担电磁流量计、鼓风机、溶解氧分析仪、热压式气体流量计、水下搅拌机、吸泥机、外回流泵、内回流泵的监控。鼓风机控制系统可以和PLC系统互相通讯，鼓风机的运行状态能随时在中央控制室观察（如油温、电机电流、压力等），要是出现故障控制室会立即反映到上位机工作站上，专用软件会自动报警。溶解氧分析仪器，在好氧池中安装，可以用来检测溶解氧数值。把这些数值的信号经过转换，转化成4～20mADC信号，再输入PLC系统，然后在上位机的工作站中建立数据库，拥有对数据记录分时等处理功能，工作人员能定量地分析供氧气量、气候条件、进水的流量这三者之间对比关系，必须控制曝气池的溶解氧量在正常范围，使工作可以更加高效。沉淀池分别安装吸泥机，吸泥机循环运行，主要为排泥槽抽送污泥，污泥通过回流污泥管然后流入回流污泥泵房。当吸泥机在运行工作模式下时，吸泥机前进和停止由PLC控制，PLC同时还要控制吸泥泵的交叉运行。同时吸泥机、吸泥泵的运行的信息，PLC会将这些信号信息传输至上位机，以供上位机监控。

（3）变配电室作用分析

配电柜的变压器的温度、是否合闸状态、电流电压的高低、过流的多少等的信号，通过上位机工作站和配电室内PLC站相联，使主控室可以对这些信号进行查看，并且会提供自动报警功能。

结语

本文从污水处理工艺入手，重点分析了A2/O污水处理系统的电气控制方案，以期提高污水处理系统电气控制水平。

参考文献：

[1]史广睿，刘琳琳.电气自动化控制技术在污水处理厂曝气量控制的应用[J].黑龙江科技信息，2014，35：112.

[2]史广睿，刘琳琳.污水处理厂行车式泵吸砂机电气自动化控制系统设计[J].黑龙江科技信息，2015，07：67.

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[4]褚晓辉.减排亦要节能——城市生活污水处理厂电气设计中的节能