小城镇污水处理厂工艺过程自动控制的选择与经济性分析
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伏小林千:
小
城
镇污水处理
厂工艺过
租自动控制的选
择与
经济性分
析
小
城镇污水处理厂工艺过
程
自动控制的选
择与经
济
性分析
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小林’,
吴
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,
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跃辉2
(1
中国市政工
程西
北设
计研究院2
深圳
市中兴环
境工
程技术
有限
公司)
摘要:
介绍了小城镇污水处理厂自动化水平选
择方
面应
该考虑的一
些问题,
借以提出一
种小城
镇
污水处理厂
自动化控制的常
用模式。
关键
词:
小城镇污水
厂;
自动化水平;
经济性
随着我国国
民经
济的持续高速发展,
工业化
及
城市化水
平正
在逐步提
高,特别是产业
结构的调整,
鼓
励和发展民营企业的政策倾向,
使
一些中心城市的
周边的地区市
和县级市,
经济、
文化、
科技
等方面得以
蓬勃发展,
民众的物质生活水
平不断提高,
但小城镇的自然
环境特
别是水环境却
与大
城市
一样也在不断地
恶化,
甚至
连乡村居民
的生活已
经受到了严
重
的威胁,
严重影响
了地
区经
济发展。
因此“
利在当今,
功在千秋”的小城
镇污水处理事
业,已
经是摆在
各级领导面
前必
须处理
的头等大事。
小
城镇在发展过程
中,
吸取大
城市污
水处理
方面
的经验
教训,
借鉴国外小城镇的发展
经验,
及时解决好小城镇的
污水处理问
题,
对
于持续,健康,
均衡
的发展
我国
的经
济,建设“
小康”社会具有相当积极
的意
义。
根据我国国
情,
我国小城
镇污
水处理工程,
涉及到资
金投入,
地区
发展规划,
运行与
管理
等诸多方面,
本文
仅对小城镇
污
水处
理厂中有关运行控
制的自动化水平
选择方
面发表
一些浅
见,
希
望与会专
家学者予
以批评
指正。
小城
镇污水处理
厂与大
型污水处理
厂相
比,
在自动化水平的选择方面有共性的地方也
有
不同之处。
共
性的方面是随
着自动控制技术及计
算机
网络技术的
不断发
展,控制系统的
结构方
面趋于相同,
不同的方面是大型污水
厂和小型
污水处理厂的控制范围差别比
较大,
控制系统的功能方面有所取舍。
在这个基础上我们对小城镇
污水处理
厂方
面的自动化水平
的选择方面做一些探讨。
污水
厂运行控制
的自动化水平受
到各个方面的影响,
它不但受
到自动化设备投资额的
限制而且
与污水处
理工程
的工艺方案的选择,
相关配套设备,
工程项目要求的运行方式,
以及污水
厂各个阶
段的运行管理规划
等各个方面都
有很
大的
关系,
下面
分别从
几个方面进
行一些分析与
比较。
一般来讲
工艺过程控制方案的选择和设备的选型,
从
属于污水处理
工程的工
艺方案选
择,
处理规模、
工艺构
筑物一
旦选定以
后,
设备的
正常运行成为污水
处理
厂运行的关
键,
而设备的正
常运行和管理与
整个处理厂的自动化水平有着密
不可分的
关系。
中国水污
染防
治技术装备论文集2003
年第九期全国小城镇污水处理技术(设备
)交流与工程咨询研讨会
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同大型
污水厂一样,
小城
镇污水处理
工程中,
在现有的技术条件
下,
多
采用计算机监
控系
统,
结构
一般采用“
集中管理,
分散控
制”的
模式。
整个系统总的来说可被
分为管理
级和
现场控制级,
管理
系统位于中央控制
室,
包含
工业控制计算机,
操作系统软件,HMI
人机界面软件,
显示器,UPS
,
操作台
等。
现场控制级包含电气配套设备、PLC
柜和现场仪
表等。
污水厂运行控制自动化由管理功能和控制功能组成。
随着社会信息化发展,
控制管理
要求的
进一步提高,
即使是小城
镇型
污水厂,其自
动化运行控制
的基本功能也是必不可少
的。
管理功能主要
通过上位机
上的人机界面软件及相连的数据库系统实现,
完成控制
室与
控制节点或分站之间的
通讯、
工艺数据采集、
工艺过程参数的模拟
显示、
工艺参数的趋势
显示、
工艺参数越限和设备故障报警、
数
据的打
印及历史数据的存档等。
控
制功能主要由现场PLC
完成,
监控
相应
的工艺参数
及设备运行状态,
运行根据
工艺
要求编制的监控软件,
控制相
应
的工艺设备,使整个工艺设施
正常运行。
从工业自
动化
及信息化
的发展趋势来看,
小城镇
污
水处理厂工艺过程运行自动控制的
目的
也不外乎两个目的,
一是满足
工艺过程
控制要求,
保证处理水质连续
稳定;
二是降低
劳动强
度和运行成本。
所
以采用自
动化控制和信
息化管理是势在
必行。
衡量一个
工程特别
是污水处理
工程的运行控制的自动化水平
不应再是以大
而全,
面面俱到等作为标准,
而是
以是否能够根据
工程自身特点,
以及现在和将来
的运行控制和管理要求进行裁
剪,
根据自
身的特点选择一个实用,
可靠,
灵活,
开放
的控制系统。
笔
者认
为
选择一个小城镇
污水厂的自动化控制系统
应从
以下几点
予以考虑。
1
适用性或实
用性方面
适用性或实用
性主要指对工艺过程
或单个设备
的控
制应建立在
工艺要求的基础
上或单
个设
备的可控性上。
(l)从水处理选择的
工艺方面考虑:
从现有的
污水处理
经验及发展的角度看,
污
水一级处理已
经满足不了经济发展的需要,
因为处
理效
果和巨
大的资金投入
两者之间相差甚远,
为
了达到预期的处理效
果,
确实改善
环境状况,
选择二级处理或更高的二级
强化处理已
成为
必然。
所以本文均
以二级处理作为
讨论的前提。
在二级处理中普遍采
用的
工艺
有:
活
性污泥法,
氧化沟,
两段曝气法
(AB)
,
序批式活性
污泥法
(sBR)
等。
其中从sBR
法变型的
工艺有:
循环式活性
污泥法(c
yclicAc-
tiv
atedSludg
eTeehn
ology,CAST),(C
yelieAeti
vatedSludgeSystem,C
ASS)
,(
Cycli
eAetiv
ated
Sludge
Process,CASP)等
,
以及采用间歇曝气的
MSBR
和UNITANK
等。
其中
活性
污泥法,
氧化沟,
两段曝气法
(AB)需要通过检
测,
控制溶
解氧的含量来控
制工艺设施的运行。
而SBR
及其
变型
工艺则需要通过一套按
照工艺运行要
求设计
的控
制软件用PLC
控制运行。
在
以上提到的处理
工艺
中,
曝气池是
核心环
节,
为
了达
到预期的处理效
果,
需要控制
中国水污染防治技术装备论文
集203
年第九期