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物化一體全程水處理器技術(shù)在城市污水處理中的應(yīng)用
   0 引言目前，城市污水處理系統(tǒng)的監(jiān)控設(shè)備基本上采用分散獨(dú)立的傳統(tǒng)繼保裝置，對于現(xiàn)場設(shè)備數(shù)據(jù)的采集，大都是由廠家自己編寫的驅(qū)動(dòng)程序。雖然這些驅(qū)動(dòng)程序可以針對其專門的硬件進(jìn)行*化讀取，但如果需要集成不同廠家的硬件時(shí)，就會產(chǎn)生不同軟硬件之間的數(shù)據(jù)沖突；而且在污水處理過程中會用到大量結(jié)構(gòu)復(fù)雜的設(shè)備，維護(hù)量大，也不利于整個(gè)系統(tǒng)的監(jiān)控、調(diào)度和集中管理。在靖遠(yuǎn)城區(qū)污水處理項(xiàng)目中，為了能低成本地解決這些問題，采用不銹鋼管道過濾器OPC技術(shù)，在中心控制室設(shè)置調(diào)度監(jiān)控中心，通過主站對污水處理廠各PLC站進(jìn)行集中控制和監(jiān)視，較好地解決了PLC和西門子公司的s7-300系列PLC的通信和互操作。
     1 OPC技術(shù)簡介隨著過程控制和工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展，自動(dòng)化系統(tǒng)廠商希望能夠集成不同廠家的不同軟硬件設(shè)備，實(shí)現(xiàn)各家設(shè)備之間的互操作；而現(xiàn)實(shí)中不同供應(yīng)商的軟硬件存在著不同的標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議，供應(yīng)商對這種標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議專權(quán)享有，難以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的無縫集成。在這種情況下，OPC作為一種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)運(yùn)而生，它為工業(yè)環(huán)境中的信息交互提供了統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)軟件接口，改變了客戶相對被動(dòng)的局面。
     2  本污水處理工藝分為一級處理和二級處理。一級處理主要是采用物理法取出懸浮物以及部分有機(jī)物，其具體工藝過程是管網(wǎng)來的污水首先流入迸水控制井，使污水量和水質(zhì)得到調(diào)節(jié)，從而使污水處理達(dá)到穩(wěn)定平衡運(yùn)轉(zhuǎn)；再將污水分別通過粗、細(xì)格柵，以截阻粗大的懸浮物；然后在沉砂池中利用重力分離原理，將污水中的砂粒、礦渣等較大的無機(jī)顆粒分離出去，而吸砂機(jī)則將沉砂吸出，送到砂水分離器。沉砂池的作用是將污水中的沙礫分離出來，防止其對后續(xù)工序設(shè)備的損害，zui后進(jìn)入二級處理。二級處理是在一級處理的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步采用物化法去除污水中的膠體及溶解性物質(zhì)，其主要工藝采用CASS池(包括厭氧池、好氧池和沉淀池)T藝生化處理，包括：一級處理過的污水首*入?yún)捬鯀^(qū)進(jìn)行厭氧處理，厭氧池中的污泥吸收污水中的一些有害物質(zhì)后，污水進(jìn)入好氧池，由鼓風(fēng)機(jī)提供微生物所需的氧氣，與池內(nèi)活性污泥混合成混合液；然后在曝氣池中經(jīng)過連續(xù)、充分的曝氣，曝氣一方面使活性污泥處于懸浮狀態(tài)，與廢水充分接觸；另一方面，通過曝氣，向活性污泥供氧，保持好氧條件，使微生物正常生長和繁殖，通過微生物的新陳代謝，使有機(jī)物無機(jī)化、有毒物質(zhì)無害化；污水進(jìn)入沉淀池后，沉淀后的污泥流人污泥濃縮池進(jìn)行處理，其中沉淀雜質(zhì)較少的上清液再由污泥回流泵送往厭氧池進(jìn)行循環(huán)處理。經(jīng)過CASS池、接觸池，再經(jīng)加氯消毒后，此時(shí)的水已達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)，可排至黃河。由于污水處理廠產(chǎn)生的大量污泥含有有害、有毒物質(zhì)，會對周圍環(huán)境產(chǎn)生不利影響，所以，必須對污泥進(jìn)行及時(shí)處理和處置，使之減量、穩(wěn)定、無害化以及能被綜合利用。污泥的處理包括消化、濃縮等過程。初沉池沉淀的生污泥通過泵提升到重力濃縮池進(jìn)行濃縮。二沉池沉淀的活性污泥一部分由回流泵提升到 CASS池的厭氧區(qū)，以增加活性污泥濃度；另一部分通過泵提升到氣浮濃縮池。經(jīng)過2個(gè)濃縮池濃縮后的污泥，通過投配泵提升到消化池進(jìn)行消化處理。zui后進(jìn)入脫水間脫水成較干的污泥即可外運(yùn)處理。
     3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)根據(jù)污水處理丁藝特點(diǎn)、構(gòu)筑物的分布及整體控制要求，整個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)置了3個(gè)現(xiàn)場PLC監(jiān)控站和1個(gè)中心控制室，從而實(shí)現(xiàn)了分散檢測和控制、集中顯示和管理的原則。其中，3個(gè)現(xiàn)場監(jiān)控站分別負(fù)責(zé)污水處理過程中的粗格柵及污水提升泵房控制室、變配電室控制室、污泥脫水機(jī)房控制室；而中心控制室設(shè)在廠區(qū)綜合辦公樓內(nèi)，*控制室中的*監(jiān)控機(jī)可以監(jiān)視全廠工藝設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、工藝過程中的各種參數(shù)、主要設(shè)備的控制和事故報(bào)警、主要參數(shù)的越限報(bào)警等。下位機(jī)系統(tǒng)采用PLC，上位機(jī)系統(tǒng)采用IPC 。
自控系統(tǒng)采用集散型控制系統(tǒng)，即由上位機(jī)、通信網(wǎng)絡(luò)、現(xiàn)場控制站(PLC可編程序控制器)以及就地控制盤組成。各現(xiàn)場控制站設(shè)置在就地控制室內(nèi)，控制站將采集到的各種參數(shù)及信號傳送到*監(jiān)控管理計(jì)算機(jī)，并接收上位機(jī)指令。當(dāng)上位機(jī)發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)仍能按照預(yù)編程序?qū)爡^(qū)內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行控制。CASS 反應(yīng)池就地控制盤(箱)設(shè)置在潷水器附近，其將采集到的各種參數(shù)及信號通過現(xiàn)場控制站傳送至*監(jiān)控管理計(jì)算機(jī)，并接收上位機(jī)指令，對潷水器的潷水過程進(jìn)行控制和監(jiān)視。就地控制盤(控制裝置)位于被控設(shè)備附近，作為工藝設(shè)備成套的控制裝置，其控制功能有3種：
   ①就地手動(dòng)控制，一般在自動(dòng)控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障或檢修時(shí)用到；
   ②遠(yuǎn)程遙控控制，操作員在中心控制室進(jìn)行控制，一般用于異常情況下的控制；
   ③ 自動(dòng)控制，正常情況下系統(tǒng)運(yùn)行在自動(dòng)控制模式下。控制級別由高到低依次為：現(xiàn)場手動(dòng)控制、遙控控制、自動(dòng)控制。另外，為了使經(jīng)營管理人員能及時(shí)了解掌握現(xiàn)場情況，提前發(fā)現(xiàn)隱患并及時(shí)處理，保證污水廠正常運(yùn)行，設(shè)立了攝像系統(tǒng)，以監(jiān)視廠內(nèi)生產(chǎn)及安全保衛(wèi)狀況；在污水廠圍墻邊上，還設(shè)置了紅外入侵探測系統(tǒng)，以防止外人非法入侵。
    4 系統(tǒng)硬件選型考慮到污水處理控制對系統(tǒng)安全性、可靠性、可維護(hù)性和靈活性的要求，本系統(tǒng)硬件組成包括現(xiàn)場控制站(粗格柵提升泵房現(xiàn)場控制站和變配電室控制站) 和污泥脫水機(jī)房現(xiàn)場控制站。
    5 結(jié)束語在靖遠(yuǎn)城區(qū)污水處理項(xiàng)目中利用OPC技術(shù)開發(fā)的智能控制系統(tǒng)，降低了系統(tǒng)造價(jià)，保證了通信網(wǎng)絡(luò)良好的兼容性和穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)了不同廠商設(shè)備的無縫集成；同時(shí)保證了通信的快速性，并為生產(chǎn)工藝的進(jìn)一步改進(jìn)提供了方便，降低了生產(chǎn)和維護(hù)成本，更減輕了生產(chǎn)及維護(hù)工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。