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PLC在污水处理厂的应用

时间:2021-09-14     【转载】

  随着经济发展及水十条的颁布,国家对环保行业越来越重视,污水处理标准趋严,全国各地基本都对原系统进行了提标改造,经过提标后,污水处理的工艺和构筑以及设备等进一步复杂化,运行人员工作量逐渐扩大,随着自控系统的发展,自动控制技术被逐步引入到污水处理领域,在污水处理厂内不同的工艺环节,逐步加入了自控控制系统,大部分系统主要是依靠PLC系统进行通讯.


      PLC是Programmable Logic Controller的缩写,又叫做逻辑控制系统,同时可以通过人工进行编辑程序和指令,进而控制设备按照相关指令进行工作。污水处理中引入PLC自动控制系统,能较大地提高设备运行效率,笔者总结近些年来PCL技术在国内污水处理厂的使用情况,为国内污水厂运行管理人员以及设计人员对自控系统的选择提供参考。


一、PLC在深度处理中的应用


     1.1 在滤布滤池中的应用


     在滤布滤池中的应用随着全国污水标准的逐步提高,全国各地污水厂均采用了深度处理工艺对二级生物出水进一步的处理,其中滤布滤池因为其自动化程度高,维护简单等成为深度处理工艺较常用的方式,下面为大家介绍一下PLC自控系统在滤布滤池上的应用,滤布滤池工况可分为就地手动、就地自动、远程三种控制方式。自动模式可以是所有设备自动运行,通过池内设置高低液位,自动开启反洗和排水泵,并可以通过开启泵的台数来调整流量,如果设备发生故障无法运行时,系统可以自动关闭进水堰门,防止发生较大事故。


     1.2 在V型滤池中的应用


     V型滤池是进水槽像“V”而得名,V型滤池主要是通过控制系统按照程序进行操作,出水效果较好,几乎全自动操作受很多污水厂所欢迎,通过控制系统可以实现滤池的就地、远程控制,实现主关键设备的开启情况,当滤池检测系统判断需要进行反冲洗时,会进入滤池反冲洗排队序列,协调各座滤池的反冲洗,每个滤池作为一个独立的子站,在PLC发生通讯中断时能够实现就地自动控制,不影响系统的正常运行,该自控系统的引入大大提高作业效率并保证污水处理工序的持续、稳定、达标生产。


     1.3 在曝气生物滤池中的应用


     BAF又称曝气生物滤池,随着我国污水行业的发展,BAF工艺进入了人的视野。传统BAF污水处理效果差同时存在能耗过高的现象,针对上述问题采用PID算法控制阀门的仔细开度,实现对BAF的气量准确控制。该系统通过PLC等控制系统协调完成控制,通讯,信号采集,故障判断等工作,协调各种主关键设备和阀门完成一些列动作,同时该系统还具备一定的数据存储和分析功能,PLC通过将收集各设备的数据和工艺参数,然后发送到各个执行元件和,同时协调故障报警数据和仪表采集的数据采集到PLC中,并及时传输至中控室终端,使中控室的控制人员能及时看到现场运行情况,提高了工作效率。


二、PLC在生物二级处理中的应用


     2.1 在A2O工艺中的应用


     A2O工艺是活性污泥法中经典的工艺之一,在全国各规模污水处理厂中均有应用,根据工艺特点,又衍生出多种不同的工艺类型,其中多模式A2O工艺可以根据水质水量的变化进行灵活变形,深受设计人员的青睐,但其控制和调节方式较常规A2O工艺要复杂,程丹丹介绍了天津某工业园区的污水处理厂通过加入自动控制系统后使用效果,该自控系统主要对时间控制、溶解氧控制、进水点的设置及分流比例,内、外回流比控制等实现。整个控制系统包括监控、通讯、PLC及自动仪表组成,通过设置的4个PCL分控站点,将各工艺段的主要参数传至中 央控制室,该系统具有在线故障诊断、报警、数据记录等功能,同时融合了先进的自动化技术,通讯能力强,快速响应,显著提高了生产效率。


     2.2 在SBR工艺中的应用


     SBR法又称间歇式活性污泥法,通过采取间歇曝气方式处理污水的活性污泥法。全过程分为进水阶段,曝气阶段,沉淀阶段,出水阶段, SBR自动控制系统包括(上位机)、控制柜、(PLC)、执行机构及监测仪表等,根据PLC的特点,针对性的选定OMRON,C200HS可编程序控制器。调试完成正式投运后,发现该系统设计合理、稳定、可靠;同时本系统以PLC为核心,实现对SBR反应池的自动控制,与以往污水厂自控系统以监测为主的情况有本质的区别,本系统考虑了出现特殊情况时的工况。该系统同时具有很强的抗干扰性,大大减轻了工人的劳动强度,具有推广价值。


     2.3 在氧化沟工艺中的应用


     氧化沟工艺作为主流活性污泥法之一,在各大污水处理厂使用,采用DE型氧化沟全自动化运行的控制方式,通过将是将原周期优化为四个周期,包括反硝化、1号氧化沟预曝气、硝化和2号氧化沟预曝气,通过将氧化沟内曝气机根据溶解氧的设定值,变频运行调节曝气量,达到节能降耗的效果,采用INTOUCH软件进行研发,通过优化后工艺上实现了恒溶解氧控制和曝气设备等主要设备全自动运行和变频启动,自该系统投入使用后,提高了出水的稳定性和抗冲击能力,提高电能的利用效率从而降低能耗,减轻值班人员工作量,具有较好的推广价值。


三、PLC在其他方面的应用


     3.1 PLC在提升泵站中的应用


     污水泵站作为污水处理系统中的重要组成部分,其中包含了进水闸门、进水渠道、集水井、控制室、变电间等多种设备设施。首先PLC可以对数据进行采集和输入,并可以及时将数据上传到中控室电脑界面上,通过PLC控制的各仪表可以及时获取各个参数,并能够对各数据进行分析和处理以及存储,对泵站各设备的运行情况进行监控和预警,在泵站控制室包含了PLC自动控制系统的动力设备,确保了整个系统的顺利运行,实现了泵站的高度的自动化;徐俩俩介绍了PLC和变频器在污水提升系统中的应用情况,污水提升泵的工作情况根据现场采集到的液位数据来启停提升泵的台数。通过自控系统进行数据分析,再通过PLC程序控制变频器,准确控制现场提升泵电机的运行参数。通过模拟量模块FX0N-3A,改变变频器的频率,使污水提升泵的转速在设定的区间平滑地变化,实时控制进水量,以满足污水处理厂对进水量的需求。


     3.2 PLC在污水处理中pH值控制中的应用


     pH的控制在污水处理厂的各个环节都特别重要,尤其是工业污水进水的pH值随着生产情况随时会发生较大变化,因此,控制进水pH的控制是非常有必要的。本系统的特点是通过设置4个pH值的限制来控制酸阀、碱阀的开启情况,达到了控制pH稳定在一个范围内变化,该自动控制系统其结构简单投资少调节效果好,具有明显的经济效益和社会效益。


     3.3 PLC在准确曝气系统中的应用


     目前,污水处理厂曝气的控制方法一般有三种:人工调整法、不同时段的曝气量控制,PLC自动调节法。人工调整法是操作人员根据经验人工调整鼓风机的开启台数,但人工调整并不准确,无法适应进水水质、水量的变化,往往造成过度曝气,增加能耗的同时也不利于出水水质的稳定;不同时段的曝气量控制可以根据时间和季节,凭运行经验定量的调节阀门开度和鼓风机的导叶来达到控制鼓风机风量,该方法虽然不用频繁的人工调整,但是对于进水水质波动较大的污水厂,难以进行及时的调整,容易造成曝气效果与实际需要的曝气量不符,影响出水水质;通过PLC自动调节主要是指通过PLC系统准确曝气控制就是要通过阀门的开启度来达到准确控制。


      在我国目前的国情条件下,自控系统发展日新月异,不仅提高了操作人员的工作效率,改善了操作人员的工作环境和劳动强度。同时自控系统的引入使得设备操作更方便、运行更可靠、效率更高,污水处理效果好的特点被国内大部分污水处理厂所使用是我国污水处理行业发展的方向。而运行管理人员也需要提高对自控化管理水平来实现,实现运行水平的提高和污水处理厂的稳定运行。



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