一天處理60噸地埋式生活污水處理裝置
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自控儀表
(1)施工安排
自控*施工進度安排一般在工藝設備安裝中穿插進行,調試工作隨整個工藝管道設備的單體、聯動調試進行。此部分由*隊伍進行安裝調試。
(2)施工要點
①自控儀表主要測試和控制液位、壓力、P H值、溶解氧、流量、管道開閉等主要參數。取源處比較分散,取源處的配管要盡量接近變送器和閥門處。
②電纜敷設中應注意強弱電分開。
③調整電動閥在開足、關嚴時能電動停止,并有正確指示,模擬反饋閥位與現場應一致。
④注意取源點要選擇在水流較穩定處,即儀表前后直線段和部位要符合儀表使用說明書的要求。
2)、生物法處理工藝
生物處理工藝:厭氧處理法、好氧處理法兩大類。
a)厭氧法處理:
厭氧法多用于去除高濃度有機污染物和難降解有機污染物的廢水處理。
厭氧處理具有以下特點:
①厭氧處理具有投資省、運行費用低、處理負荷高、可回收能量;
②對于高/中濃度污水,厭氧比好氧處理要便宜得多;
③污泥產量極低,產量僅為20-180gVSS/kgCOD(去除);
④厭氧微生物可對好氧微生物不能降解的一些有機物進行降解或部分降解。
b)好氧法處理:
好氧處理根據微生物是否附著,分活性污泥法,生物膜法。
活性污泥法具有代表的工藝有:傳統活性污泥法、氧化溝系列、氧化塘、SBR系列等。普通活性污泥法是一種國內外污水處理工程中廣泛采取的一種方法,有成熟的運行管理經驗,主要去除污水中的COD、BOD、SS,但處理負荷小,去除效率低,當污水可生化性較差時易發生污泥膨脹,造成污泥流失,活性污泥濃度低,且運行穩定性差,出水不穩定,因此本工程不宜采用普通活性污泥法。
生物膜法是一種zui成熟、常用的好氧生物處理技術,具有代表的工藝有:生物接觸氧化、生物流化、生物曝氣濾池等。生物濾池容易堵塞,需采用空氣、水進行充氧,生物膜易破壞,一般常用于三級好氧處理。生物接觸氧化工藝是結合生物濾池和生物曝氣池的特點演變過來的,屬于固著型生物處理方法。該工藝具有去除氨氮和有機物效果好,耐沖擊負荷,出水水質好且穩定,動力消耗相對較低,污泥產率低,運行靈活,操作管理方便等優點。經多年運行,針對停留時間、曝氣方法、填料品種、排泥和操作技術等工藝要素上做了大量的試驗研究,取得了比較成熟的經驗,并在多年來建成的實際工程中應用得比較成功。據此,針對本廢水的特性,本設計決定采用生物接觸氧化法作為工藝的核心,并總結過去經驗的基礎上,強化水處理過程,增加調節和控制手段,以達到適應負荷變化,完善整個系統的目的。
一般城市污水而言,這些因素大都不會構成太大的影響,各參數基本能維持在適當范圍內。溫度的變化與氣候水處理設備有關,對于萬噸級的城市污水處理廠,特別是采用活性污泥工藝時,對溫度的控制難以實施,在經濟上和工程上都不是十分可行的。因此,一般是通過設計參數的適當選取來滿足不同溫度變化的處理要求,以達到處理目標。因此,工藝控制的主要目標就落在活性污泥本身以及可通過調控手段來改變的環境因素上,控制的主要任務就是采取合適的措施,克服外界因素對活性污泥系統的影響,使其能持續穩定地發揮作用。
對好氧生物反應來說,保持混合液中一定濃度的溶解氧至關重要。當環境中的溶解氧高于0.3mg/l時,兼性菌和好氧菌都進行好氧呼吸;當溶解氧低于0.2-0.3mg/l接近于零時,兼性菌則轉入厭氧呼吸,絕大部分好氧菌基本停止呼吸,而有部分好氧菌(多數為絲狀菌)還可能生長良好,在系統中占據優勢后常導致污泥膨脹。一般的,曝氣池出口處的溶解氧以保持2mg/l左右為宜,過高則增加能耗,經濟上不合算。
在所有影響因素中,基質類因素和PH值決定于進水水質,對這些因素的控制,主要靠日常的監測和有關條例、法規的嚴格執行。實現對生物反應系統的過程控制關鍵在于控制對象或控制參數的選取,而這又與處理工藝或處理目標密切相關。
前已述及溶解氧是生物反應類型和過程中一個非常重要的指示參數,它能直觀且比較迅速地反映出整個系統的運行狀況,運行管理方便,
儀器、儀表的安裝及維護也較簡單,這也是近十年我國新建的污水處理廠基本都實現了溶解氧現場和在線監測的原因。
水是人類發展不可缺少的自然資源,是人類和一切生物賴以生存的物質基礎。當今世界,水資源不足和污染構成的水源危機已成為任何一個國家在政策、經濟和技術上所面臨的復雜問題和社會經濟發展的主要制約因素。
在水資源日益缺乏的情況下,水資源污染的現實又使人們增加了一份憂慮。在中國很多地區,由于各種復雜因素致使不少水體已經嚴重受到污染,這更加劇了水資源緊缺的矛盾。
當今人類社會對水資源的開發利用分為兩大類:
一類是從水資源取走所需的水量,滿足人民生活和工農業生產的需要后,數量有所消耗,質量有所變化,在另外地點回歸水源。
另一類是取用水能(水力發電)、發展水運、水產和水上游樂,維持生態平衡等,這種利用不需要從水源引走水量,但是需要河流、湖泊、河口保持一定的水位、流量和水質。解決水資源緊張的重要途徑,主要的方法有:
1) 降低工業用水量,提高水的重復利用率
2) 實行科學灌溉,減少農業用水浪費
3) 回收利用城市污水、開辟第二水源
要解決好現實當中與人類社會生活密切相關的水問題,就一定要用到現代的水處理技術以及水處理設備
調試和運行結果
污水處理廠自動控制系統設計、安裝完成后,進行系統的調試和試運行,確定符合實際進水水量和水質的各項控制參數,發現并解決設備、儀表、程序、工藝等方面出現的問題,檢驗系統是否實現工藝設計目標,即出水各項指標達到設計要求。
1、硬件系統的調試 按照系統設計要求將各硬件接線接好。調試過程首先檢查總供電及各設備供電是否正常,然后檢查設備的電氣控制是否正常,能否正常開機,各種閘閥能否正常開啟和關閉,檢查儀表及控制系統是否正常。在對系統進行必要的檢查后,開始具體調試。 硬件功能調試主要是測試硬件的功能是否正常,這部分的調試內容包括:
(1)供電線路的設置和檢驗,主要用萬用表檢測電路的連通是否實現,以及保證接線的正確性,防止220V與24V線路的錯位接線發生;
(2)電機直接加三相電源調試,檢測電機工作狀態;
(3)變頻器單獨調試,檢測能否正常進行參數設置;
(4)變頻器加電機進行調試,檢測能否正常進行變頻調速,在外部控制模式下,控制端子是否能正?刂齐姍C啟動,調節電機轉速等;
(5)PLC單獨檢測,檢查PLC單元能否正常工作,指示燈是否正常,該部分工作實際上在計算機模擬調試前就己經完成;
(6)PLC加變頻器聯機調試,檢查PLC、變頻器是否能實現對此系統控制;
經過測試,結果表明上述功能一切正常,可以進行總體調試。
2、軟件系統的調試
在STEP7-Micro/WIN32軟件中,通過編程,將編好的程序下載到PLC中進行運行調試,檢查程序是否有錯誤,是否能夠實現相應的功能控制。調試時,可根據功能模塊分類分別調試,zui后進行總體調試。
在該控制程序中,需要根據外界輸入的狀態來控制清污機、潛水泵,以及污泥回流泵的啟停,因此需要按照液位傳感器和液位差計反饋來的信息進行判斷處理,然后再進行輸出控制。
3、運行結果
通過系統調試,能夠實現PLC在系統控制中的手動、自動模式的控制。啟動電源后按下手動或自動模式選擇按鈕,當在手動模式時,可通過各控制按鈕實現對工業污水處理系統中各電機的控制運行同時相應的指示燈亮。
當在自動模式時,在自動方式下進行閉環控制,系統根據檢測到外部傳感器的狀態對設備進行啟停控制。自動控制系統過程包括:粗格柵系統、潛水泵系統、細格柵系統、曝氣沉砂系統、污泥回流系統、污泥脫水系統。啟動自動運行按鈕后,自動過程開始,啟動潛水攪拌器和刮泥機。運行粗、細格柵機,進行間歇運行,即運行一段時間然后停止一段時間,循環進行。在間歇運行過程時,粗格柵機運行20min定時到后停止運行2h,2h定時到后又開始運行20min。細格柵機粗格柵機相似。根據反饋回來的液位差狀態控制清污機的運行與停止。而進水泵房中的潛水泵根據液面高低進行運行、停止及運行數量的控制:①潛水泵系統啟動首先開始啟動潛水泵。②檢測液面高度,低于zui低位傳感器時,開始定時防止誤判。③定時到后,若仍低于zui低位傳感器,則停止潛水泵運行,否則潛水泵繼續運行。④檢測液面處于中位和高位傳感器之間時,開始定時防止誤判。⑤定時到后,若液面仍持續處于高位傳感器,則輸出報警信號。
而轉碟曝氣機根據溶解氧儀反饋的模擬量經PLC運算后通過變頻器控制其進行工頻運行還是變頻運行,進行加速還是減速運行,同時控制分離機的運行與停止。
污泥回流泵的運行與停止根據液面的高低進行控制:①污泥回流系統啟動首先檢測液面高低,若低于zui低位傳感器,啟動定時。②定時到,若液面仍低于zui低位傳感器則停止回流泵運行。③若液面處于zui高位和zui低位之間,啟動污泥回流泵。④若液面高于zui高位傳感器時,啟動定時。⑤定時到,若液面仍處于zui高位傳感器時,輸出報警信號。
濾池標準子程序包括過濾分子程序和濾池反沖洗分子程序兩種。
① 濾池1過濾分子程序
當執行過濾分子程序時,過濾工作計時器開始計時,當中間水池的水位達到啟動水位后開啟活性炭進出水閥與砂濾罐進出水閥,之后判斷備用泵是否在運行當中,過濾工作計時器開始累計時間。當水位未達到停泵水位時,關閥門、水泵,中間過濾自動復位記憶器置1,過濾工作計時器繼續累加。達到停泵水位后,判斷其泵閥是否發生故障(有故障則傳輸故障信號、報警) ,直接關閥門、水泵,轉入反沖子程序。若無故障,則判斷時間是否達到了標定時間;若達到,工作計時器清零,關閥門、水泵,轉反沖分子程序。
② 濾池1反沖分子程序
在執行反沖分子程序時,反沖計時器清零,判斷設備有無故障后(有故障則報警) ,開啟活性炭反沖進、出水閥,同時關閉外排閥門。反沖計時器1開始累計時間,在判斷水泵是否故障之后,判斷其是否達到標定時間(如達到則關反沖閥門、開啟外排閥,同時反沖工作計時器2置0) ,若砂濾罐反沖進、出水閥無故障,則開啟砂濾罐反沖進、出水閥,關閉外排閥(若有故障,報警后直接開啟外排閥門) ,啟動反沖泵,反沖計時器2開始累加時間,判斷水泵是否故障、是否達到標定時間,達到后則關反沖洗進、出水閥門。
113 控制系統的設計目標
工程按照新型SBR工藝的要求,采用先進的自控設備達到基本無人值守的目的,且現場具備良好的人機對話界面,控制程序標準化、模塊化。系統中主要控制設備PLC不僅能夠采集各水泵、風機、電動閥門、液位開關的運行狀態,檢測進水流量,同時可按程序全自動控制污水處理過程,并通過彩色觸摸屏顯示所有設備的運行狀態,使整個運行操作更加簡潔、方便。上位機可以對歷史記錄進行存儲,包括用電量、處理量,并定時打印日報表、月報表及年報表,以備檢查和成本核算。
生活污水處理成套設施工藝過程控制要點
污水經格柵自動流入調節池,調節池內設起停液位控制,其高液位與低液位之間的污水體積等于水泵0. 5 h的流量,將液位控制信號與水泵控制相連,同時也將液位信號傳到上位機等待處理命令。根據新型SBR工藝各工序的特點,編制了主程序及標準子程序。主程序分為SBR 主程序和濾池主程序。
標準子程序設置與SBR池數相對應,池數為3~6個,所以設6個SBR標準子程序及濾池標準子程序。
211 SBR主程序
主程序控制設定運行參數及標準子程序的運行。
開始運行主程序時,首先輸入工藝所需設定的各項參數及指令符號,指令符號可在面板上直接修改。設定數據輸入后,主程序開始自動運行, K1 = 0時不修改數據; K1 = 1 時需重新輸入數據。N 個SBR池輪換周期性運轉。每個周期首先執行SBR1子程序,在執行前需將轉SBRx 子程序指令修改成轉SBR1 子程序指令。當計數器n1 ≥0 時,各SBR子程序執行時間間隔恰SBR進水時間T0。當執行完1個SBR子程序后n1 + 1存入n1 ,當間隔時間t1 等于T0 后,將轉SBRx 子程序修改成轉SBRx + 1子程序,當n1 < N 時轉去執行下一個SBR 標準子程序;當n1 =N 時,重新開始下一周期運行。
212 SBR標準子程序(以SBR1 為例)
每個SBR標準子程序包括3個分子程序:進水分子程序、曝氣分子程序、排泥分子程序。
經SDF及SAF兩個單元處理過的水經重力流入濾池,在本工程中濾池亦具有脫氮功能,因而可為脫氮掃尾把關之用。
在反硝化過程中,由于硝酸氮不斷被還原為氮氣,深床濾池中會集聚大量的氮氣氣體,這些氣體會使污水繞竄介質之間,這樣增強了微生物與水流的接觸,同時也提高了過濾效率。但是當池體內積聚過多的氮氣氣泡時,則會造成水頭損失,這時就必須采用STS的Speed Bump技術驅散氮氣,恢復水頭,每次持續1-2分鐘,每天進行4-5次。
濾池可保證出水SS低于5mg/L以下。絕大多數濾池表層很容易堵塞,很快失去水頭,而STS獨特的均質石英砂允許固體雜質透過濾床的表層,深入數英尺的濾料中,能達到整個濾池縱深截留固體物。在逆洗之間每平方米介質的固體截留量為5kg。
SBR1 曝氣分子程序
執行曝氣分子程序時鼓風機開始運行,曝氣計時器t13開始累加計時,若鼓風機故障時轉入下一個處理單元,正常時判斷是否啟用備用風機,若不需啟用備用風機,則啟用自身的鼓風機t13累加計時,風機無故障時,判斷曝氣時間是否達到T1 ,未達到時t13累加計時,風機繼續工作,達到t13時則停風機,轉排泥子程序。如果故障時報警,記憶器y12 = 1,判斷備用風機能否啟用,能啟用時記憶器y13 = 1,然后轉入啟動風機單元,若不能啟動時t13繼續累加計時,判斷事故處理否。若事故已處理, y13 ≥0、y12 ≥0則轉入故障判斷單元。沒有處理時判斷計時器t13是否達到T1 ,未達到則t13繼續累加計時,達到時轉排泥子程序。
③ SBR1 排泥分子程序
執行排泥分子程序時,首先判斷是否需排泥, X為排泥指令符, X = 0需排泥, X = 1不需排泥。排泥時先計算出靜沉工序的時間,存入t21 ,然后再計算出靜沉后開始排泥的時間,存入t21。靜沉時間達t21時開始排泥,打開電動閥,計時器t22 ≥0,啟動排泥泵, t22累加計時,待t22達到排泥時間T3 以后,停排泥泵,關電動閥。