OMRON PLC在寧波市城市排水中水回的應用

寧波地處江南水鄉，但季節性缺水、水資源空間分布不均等問題依然存在。自20世紀90年代初以來，由國務院有關部委的專家們組成的考評組提供的一系列數字表明，寧波已列入全國性的缺水城市之一。隨著寧波工業經濟的迅速發展和城市化水平的不斷提高，城市對水的需求逐年增大，寧波迫切需要新水源來緩解缺水狀況。為緩解水資源供需矛盾，堅持“開源”與“節流”并重，同時大力推進污水資源再生利用（中水）工作就顯得很有必要了。

2.中水用途

中水指城市污水經處理后達到一定的水質標準，可在一定范圍內重復使用的非飲用的雜用水。2002年以來，國家陸續頒布了《城市污水再生利用 分類標準》、《城市污水再生利用 城市雜用水水質標準》、《城市污水再生利用 景觀環境用水水質
標準》、《污水再生利用工程設汁規范》、《建筑中水設計規范》等技術標準，規范了污水再生利用設計工作，也為城市污水再生利用工程設計提供了依據。中水回用就是人們將經一定工藝處理后的中水，回用于對水質要求不高的農牧業灌溉、市
政園林綠化、車輛沖洗、建筑內部沖廁、景觀用水及工業用水等等方面。根據寧波的實際情況中水主要用于環境用水、工業用水和城市雜用水等三類。

3.市三區中水回用現狀及處理工藝

相比較北京、大連、青島等北方城市應用中水程度而言，我市的中水回用尚處于起步階段，規模較小。市城市排水有限公司利用污水處理廠二級尾水經過深度處理即為中水的有利條件開展了一系列中水開發和運營工作。

2006年，OMRON CS1 系列應用于江東北區污水處理廠中水工程（2萬m3/日），由于受用地的限制，中水工程采用“混凝－過濾－紫外消毒”工藝。設計中水進水水質接近GB18918-2002一級B標準，在水泵提升后投加PAC混凝劑，使進水絮凝，產生絮狀物。水流進入本工程特色構筑物－D型濾池，D型濾池是一種實用、新型、高效的濾池，采用了可編程序控制器和工業電腦（PLC+IPC）組成的實時多任務集散型控制系統，對濾池的過濾和反沖洗及恒水位實行控制。

（1）過濾控制

筆者在濾池的相應部位安裝了水位傳感儀、水頭損失傳感器。濾池的過濾就是通過它們測出濾池的水位和水頭損失，將水位值及濾后水閥門的開啟度送入每一個PLC柜中安裝的一塊專用模塊，調整模塊就可以調整閥門的開啟度，使濾池達到進出水平衡，從而實現恒水位、恒濾速的自動過濾。

（2）反沖洗控制

一組濾池的反沖洗由一臺公用的PLC來控制。當過濾達到過濾周期或濾池壓差（水頭）設定值時，濾池提出反沖洗請求，PLC根據濾池的優先秩序，組成一個請求反沖洗隊列。一旦響應某格濾池的請求，PLC實施反沖洗的整個過程，在一組濾板中，不允許兩個濾池同時進行反沖洗，當一只濾池正在反沖洗時，其它濾池請求反沖洗的信號則存入公用的PLC中，然后再按存儲秩序，對濾池依次進行反沖洗。當濾池反沖洗時，公用PLC的控制過程是：①關閉待濾水進水閥，當濾池水位下降到
洗砂排水槽頂時，關閉濾后水控制閥，打開反沖洗排水閥；②啟動鼓風機，5秒鐘后，打開濾池反沖洗氣閥，對濾池進行1分鐘氣預沖；③打開反沖洗水閥，啟動反沖洗水泵，進行7分鐘的氣水同時反沖洗；④關閉反沖洗氣閥，5秒鐘后，停鼓風機，打開空氣隔膜閥排氣，進行5分鐘清水反沖漂洗后，停反沖水泵。5秒鐘后，關閉水反沖洗閥，然后關閉反沖洗排水閥，打開待濾水進水閥，濾池恢復過濾。整個反沖洗過程歷時約25分鐘。另外，PLC還能控制濾池的開啟個數，它根據濾池進水流量確定濾池的開啟個數，按先停先開，先開先停的原則確定某格濾池的開、停。

3.系統應用效果

具備傳統快濾池的優點，設計濾速一般可達20～40m/h，是一般V型濾池的3～4倍。由于考慮到未設沉淀，設計流速為16m/h，間接起到部分沉淀作用。采用德安專利產品DA863纖維濾料，絮狀物被濾料截留，清水流入紫外消毒池。經紫外消毒后出水達到設計標準，用于河道景觀用水。考慮到此工藝是對污水中懸浮物（SS）的去除，同時去除其攜帶的部分有機污染物，是個物理去除過程。這個常規處理工藝對原水濁度、SS的去除效率較高，對TN、氨氮的去除效率很低，在污水廠出水處安裝在線COD、NH3-N儀表，接入就近PLC站，當數值超過設計值時，PLC程序會作出相應，控制安裝在管道上的閥門向管道內投加漂白粉，使出水達標。接著，在2007年，OMRON PLC CS1系列又在南區污水處理廠的中水回用工程中應用，其處理規模是1萬m3/日。以南區污水廠的尾水為中水工程的進水， 進水水質設計為GB18918-2002一級B標準。進水水質標準較高，中水工程采用混凝－過濾－加氯消毒。在進水端投加PAC，在由PLC程序控制執行的四個由高到底不同線速度的攪拌器攪拌下，產生絮狀物。在進水泵前端投加PAM，通過水力攪動使絮狀物進一步結成絮塊，通過泵送水流由下而上逆流通過高效流沙過濾器的石英層，絮塊被石英砂截留，出水通過出水管流出。截留物質隨砂子經砂子分離器的旋轉輸送到砂子收集器中，隨壓縮空氣由上方排出，懸浮物經可調堰流出，砂子流入洗砂器中經多次特殊方式的清洗，由提砂泵輸送至過濾器頂部重新回到過濾過程中，高效流沙過濾器對濁度、SS去除率很高達90％，對COD、BOD去除率在50％左右。出水進入投加氯的清水池進行消毒，出水將用于景觀用水、工業用水及城市雜用水。

4.結束語

總的說來，寧波市中水回用尚處于起步階段，規模不大，利用范圍有待拓寬。北區污水處理廠和南區污水處理廠的中水工程雖建成，但利用率不高。雖然正日益受到政府和公眾的重視和關注，但總體進展緩慢。還存在諸多制約因素。下步需要切實做好在中水回用法規、中水規劃等方面的工作，出臺相應的優惠政策，提高水價，加大對水資源再生利用的宣傳，以促進寧波中水事業蓬勃發展。

作者簡介
徐志剛 就職于歐姆龍自動化（中國）集團 負責應用項目的開發。