云南某水廠自動監控系統典型應用

城市污水處理設施是現代化城市經濟發展和水資源保護不可或缺的組成部分。在美國、英國、荷蘭、13本等發達國家．已經普遍實行了城市污水的集中二級處理；近年來。我國政府、各級地方政府及有關部門對城市污水治理十分重視．同時加大了對污水治理的資金投入和治理力度。使我國在污水處理廠的建設方面取得了巨大進展。而隨城市建設規模與人民生平的不斷提高，城市污水排放也在活逐水年增加，為了保持生態平衡，促進可持續發展，城市污水處理成了急需解決的問題。當前，對污水進行處理的工藝主要包括AJO、BIOLAK、CASS、SBR等多種方法，如何根據自身污水處理工藝的要求與特點構建適用的高度現代化污水處理自動化系統，是每個污水廠設計初期必須解決的問題，也是保證污水處理工藝正確實施，工廠生產正常運行的必然要求。

為了適應當前污水處理工程的要求，提高污水處理效率，減少環境污染，減輕污水處理廠人員勞動強度，提高整個污水處理廠的自動化水平，采用新型的分布式控制系統成為必然的趨勢。建立污水處理工程自動監控系統，是根據污水處理工藝的過程控制要求以及污水處理廠設備的實際配置，通過儀表監測、回路調節，達到對設備運行狀態進行實時監控的目的，確保污水處理過程的順利實施。

本項目采用分布式計算機監控系統，選用法國施耐德公司的PLC系統為控制主體，與組態王中央監控系統一起構成集散控制系統。

污水處理自動化監控系統主要是對該工程項目中的主要污水處理設備進行控制和狀態監測，并完成各工藝設備之間的聯鎖開啟、保護、報警、歷史趨勢顯示和數據存檔及打印，更好地滿足工藝需求，實現高效生產目的，提高污水處理廠的技術管理水平，節能降耗，減輕勞動強度，改善勞動條件。這些是該系統所要具備的基本功能。

而現代化的污水處理系統還需要實現管理與控制一體化，實現辦公自動化。控制系統不僅與下層控制設備有良好的接口，而且具有與上層管理系統集成的接口，同時具有可擴展性。因此本系統采用了工業以太網技術，滿足了更高層次的需求。為了加強系統的可靠性，上位監控系統采用了容錯 （冗余）技術，保證了整個系統長時間無故障運行，為正常生產提供了有力的保障。

對于污水處理工藝一般可分為三類，即一級處理、二級處理、三級處理，另外還可以綜合利用。國內目前綜合考慮投資、運行成本、處理效果等因素，根據污水水質情況，多采用一級和二級處理方式。一級處理也稱物理法處理，其工作原理是利用過濾、旋流分離等方法去除污水中的懸浮物和泥沙。一級處理可去除污水中約50%的污物，適用于污水中有機物質含量較低的情況，常作為二級污水處理廠的預處理工序。而二級處理在本系統中便采用了SBR工藝。該系統工藝流程如圖1所示。

近年來SBR處理工藝由于其投資少、運行靈活的優點在城市污水處理工藝中得到廣泛的應用。SBR(Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process)序批式活性污泥工藝早在1904年就被開發，并取得了較好的效果，只是由于當時的自動化水平和設備制造工藝的限制，所以沒有得到推廣應用。而近年來隨著自動化技術及在線監測技術的飛速發展，為SBR工藝的發展和應用提供了前提條件，由于對污水處理工藝進行自動化監測和實時控制是提高污水處理效率、降低處理能耗的關鍵，所以SBR工藝也是各種污水處理工藝中對自動化系統要求較高的一種工藝。SBR反應過程主要是在生物反應池內進行的，該工藝主要由進水、曝氣、沉淀、排水和閑置等五個階段組成。SBR工藝的處理效果主要取決于其運行參數，其中主要參數包括各反應段時間以及曝氣強度。一般采用以PLC為核心的工藝過程自動監控系統，實時控制鼓風機、水泵、電動閥等設備及各反應段時間，使水質達到國家規定的排放標準。由此可見，SBR污水處理工藝是一個多參量(如液位、流量、壓力、生物指標等)、多任務(如污水輸送、風量控制、水泵的啟停等)、多設備(如格柵機、水泵、鼓風機、閥門等) 且具有隨機性、時變性和耦合性的復雜系統。因此，應由穩定可靠的數據信息交換網絡與綜合管理系統來進行自動化的管理，使之安全可靠地運行。