污水处理系统电气控制系统设计 - 图文

污水处理系统电气控制系统设计

1#泵站2#泵站细隔栅沉砂池生化反应池沉淀池接触消毒池清水鼓风机房污泥回流井脱水机房干污泥

图1-2工艺流程简图

1.3 主要设备的组成及控制方式

1.3.1主要设备

活性污泥法的曝气方式可分为两大类：鼓风曝气及机械曝气两大类。鼓风曝气系统的主要设备是鼓风机及扩散系统。小污水厂的鼓风机一般采用罗茨风机及小型离心风机。分散系统一般采用微孔曝气器。但必须是适应于间歇曝气的运行方式。鼓风机往往安装在SBR池旁边，以减少管路系统的造价。由于污水厂较小，一般不设鼓风机房，仅在鼓风机上设罩棚。这主要适用于厂矿企业内的污水处理厂，不严格控制噪音的情况。如果污水厂毗邻生活小区，若采用鼓风曝气则必须建鼓风机房，同时还要有相应的降噪措施，这样情况下宜采用机械曝气方式。（所选设备名称及参数如表1-1）

表1-1 设备名称及参数 序号 1 设备名称 污水提升泵 数量 3 技术参数 P=55KW 流量600m/h 扬程20m 2 3 粗、细格栅机 罗茨鼓风机 8 3 P=1.5KW ，V=380V ， I=3.7A P=55KW ， 风量30m/min 压力0.6Mpa 4 5 6

33 搅拌器 吸、刮泥机 污泥提升泵 12 8 3 5

P=3.8KW， V=380V ，I=7.2A P=0.37KW ，V= 380V ， I= 1.2A P =54KW ，V=380V ，I=9.4A 污水处理系统电气控制系统设计

7 8 9 投药泵 脱水机 电磁流量计 2 2 13 P=0.63KW ，V=220Δ/380Y P=2.2KW ，V=220Δ/380Y OUT:4~20mA，DN:350，DN:600， DN:1000 10 11 12 13 污泥浓度计 溶氧仪 循环泵 电磁隔膜计量泵 4 10 2 3 0~20mA ，0~5000PPM 0~20mA ， 0~5mg/L P=20W 流量20L/min 扬程5m CONCEPT型 流量0～2.3(L/h) 功率24W 1.3.2设备控制方式

污水处理厂的设备均采用三级控制方式，即现场控制方式、MCC控制方式和微机控制方式。目前，以MCC控制为基础，PLC控制为主导的控制方式始终处于工业自动化控制领域的主战场，为各种各样的自动化控制设备提供了非常可靠的控制应用。其主要原因，在于它能够为自动化控制应用提供安全可靠和比较完善的解决方案，适合于当前污水处理厂对自动化的需要。

1.4 粗格栅、细格栅、提升泵房的设备控制

粗格栅、细格栅的控制分为现场控制和远程控制两种模式。远程控制模式由PLC和上位机实现，它包括微机手动和微机自动，而微机自动控制方式为：

（1）水位差控制方式，通过格栅机运行液位差计的测量值用来反映格栅阻塞程度，并传输到PLC控制器，进行分析计算。当液位差超过预设的数值，控制格栅运行；

（2）时间设置控制方式，在上位机的INTERACT组态软件中设置格栅机运行时间和停机时间，经PLC控制器的程序运算指挥MCC对格栅机进行控制。

提升泵运行控制以远程控制为主。某污水处理厂有两个提升泵站，每个泵站设有一个PLC工作站与厂内主站联络如图1-3所示。

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1# 泵站 PLC工作站 2# 泵站 PLC工作站 图1-3 各子站联络图

厂 内 PLC 主 站

为实现进水提升泵的远程自动控制的安全、可靠，水位测量和提升泵的流量测量和数据分析、传输、控制等设备是不可缺少的，所以在进水泵房处安装了液位计，测量泵井的水位；每台提升泵的提升管安装电磁流量计，测量每台提升泵工作的瞬时流量；两个PLC工作站分别担负各泵站的设备控制、设备保护、数据采样、远程数据传输等作用。根据测量值对应控制程序，自动控制提升泵的运行组合。这样可以根据厂外来水量准确及时地调整泵运行数量，减少设备疲劳；同时可以取消传统泵站三班倒的人力资源耗费。

1.5沉砂池、生化池、沉淀池、污泥回流泵房和鼓风机房的设备控制

砂搅拌器的自动运行通过进水电磁流量计控制，而抽砂泵的运行状态是由微机对其开、停时间的设置控制的。

生化池厌氧区的搅拌器、沉淀池的吸刮泥机、污泥回流泵房的阀门和回流泵都是由微机触发指令通过PLC控制。

生化池好氧区的DO计、MLSS计(污泥浓度计)、ORP计（氧化还原电位计）、空气调节阀和罗茨鼓风机是污水处理的重要设备。曝气池溶解氧的控制、厌氧段与好氧段的控制、污泥浓度的控制是污水处理厂工艺的核心。该系统控制思路：PLC通过对DO的检测，自动调节空气阀的开度；当检测到空气阀的调节不能满足DO的需要时，再着行调整鼓风机的出风导叶片的开度（目前各污水厂在该系统的应用都不理想，主要问题是溶解氧的测量值滞后、不稳定及空气阀门的选型）；PLC检测DO计、MLSS计、ORP计的值传送上位机进行数据分析，实时掌握厌氧段与好氧段、污泥浓度等状况，及时调整工艺控制。

1.6脱水机房的控制

脱水机房的设备主要担负由污泥提升泵将回流泵井的剩余污泥与污泥絮凝剂按比例混合进行脱水处理的任务。污泥与溶解成一定浓度的絮凝剂混合后，污泥中的固

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体颗粒被凝聚成絮团，并分离出自由水，然后被输送到带式污泥脱水机上，经顶脱水区、重力脱水区、楔形脱水区、压滤脱水区后形成滤饼排出。设备的控制思路是以时序的逻辑控制为主导，污泥和絮凝剂混合的比例通过污泥电磁流量计、清水流量计和投药泵投药量实现。该系统流程控制原理图如图1-4所示。

图1-4 污泥脱水系统流程控制图

脱水机系统的联动控制时序：

条件：各设备准备就绪，无故障；空压机、自动配药池工作正常。 启动：皮带输送机运转 带式脱水机运转 投药泵运转 污泥泵运转。 停机：控制顺序与启动顺序相反。

时间：根据实际的运行状况，可在PLC中设置各设备联动间隔时间。

1.7 PLC控制系统

污水处理厂自控系统遵循“集中管理，分散控制，数据共享”的原则，设计选型先进，安全可靠，经济合理，并能保证系统长期稳定高效地运行。PLC控制系统满足污水处理厂运行管理和安全处理的要求，即生产过程自动控制和报警、自动保护、自动操作、自动调节、提高运行效率，降低运行成本，减轻劳动强度，对污水处理厂内各系统工艺流程中的重要参数、设备工作情况等进行计算机在线集中实时监测，重要设备进行计算机在线集散控制，确保污水处理厂的出水水质达到设计排放标准。 1.7.1 PLC控制系统的基本构成及功能

污水处理厂PLC控制系统由两台计算机、8个现场控制站、工艺仪表、电量变送器构成。8个现场控制站用于控制现场设备、采集动态工艺参数和设备工作情况。现场控制站根据污水处理厂的实际工艺和构筑物的几何分布，设置在控制对象和信号源相对集中的几个单体中，并考虑在不影响控制功能和设备安全的前提下，尽量节省投资。本控制系统由8个现场控制站组成。它们分别位于：厂外1#泵站；厂外2#泵站；厂内中心控制室；厂内低压电房；鼓风机房（3个站）；脱水机房。1#工作站和2#工作站与厂内主工作站的距离较远，且无人值班，故租用电信公司无源电话专线通过

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