【正文】 市政污水處理工程案例分析 北京華富惠通技術(shù)有限公司 ———孫強(qiáng)——隨著我國城市化建設(shè)力度的加強(qiáng)，大城市的改建及中小城市的擴(kuò)容速度越來越快。我國在七、八十年代興建的市政污水處理廠隨著城市化步伐的加快，無論從處理工藝還是從日處理污水吞吐量上，都已經(jīng)不能滿足城市污水處理的需求。另一方面，隨著我國人民對環(huán)保意識的整體提高，我國政府對污水處理建設(shè)方面的投資力度也在逐漸加大。從95年開始，我國政府開始逐漸把污水處理的建設(shè)正式提到工作日程上來，但是由于我國組態(tài)軟件的發(fā)展比較晚，在一些市政設(shè)施的自動(dòng)化工程中，由于工程的重要性和投資力度的龐大，國內(nèi)的組態(tài)軟件只在一些小型污水處理項(xiàng)目上（工廠級，礦廠級）有過應(yīng)用案例，對于一些大型市政污水處理工程主要還是以國外的組態(tài)軟件和國內(nèi)外知名廠家的DCS產(chǎn)品為首選。對于國內(nèi)組態(tài)軟件在大型的市政污水處理自動(dòng)化工程中能否穩(wěn)定，可靠的運(yùn)行一直還是一個(gè)疑問。針對這種狀況，北京華富惠通技術(shù)有限公司集合了公司大部分的技術(shù)骨干，針對市政污水處理工程的特點(diǎn)，組態(tài)了下面的市政污水處理廠自動(dòng)化系統(tǒng)，并在工程實(shí)際中獲得了應(yīng)用。工程背景：德山全市轄2區(qū)、5縣、1市，總?cè)丝?87萬人，是沿清江經(jīng)濟(jì)區(qū)的食品、輕工、紡織工業(yè)基地，經(jīng)濟(jì)建設(shè)正以前所未有的速度發(fā)展，水電站、火電廠、石長鐵路、高速公路、德山機(jī)場等一大批國家“八五”、“九五”重點(diǎn)建設(shè)工程相繼在德山市建成并投入使用，投資環(huán)境正在迅速改善，經(jīng)濟(jì)發(fā)展前景十分廣闊。 德山位于清江南岸，現(xiàn)有大中型工礦企業(yè)72家，涉及造紙、化工、紡織、制革、釀酒、食品、機(jī)械加工制造等行業(yè)。根據(jù)德山市環(huán)境監(jiān)測站1995年、1996年對德山35家主要工業(yè)企業(yè)實(shí)施環(huán)境監(jiān)測的情況，以及德山市的第二自來水廠的年供水量估算，，工業(yè)用水7萬噸。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市人口的增長，生活污水和工業(yè)廢水的排放量將會越來越大，預(yù)計(jì)到2010年將增加到15萬噸左右。 但是到目前為止，德山市只在城市主干道有一些清、污合流的管道，還沒有一個(gè)統(tǒng)一規(guī)劃建設(shè)的清、污分流城市污水排放管網(wǎng)和污水處理廠。除少量工業(yè)廢水僅經(jīng)過初步處理以外，大部分的工業(yè)廢水和全部生活污水，都未經(jīng)任何處理而直接排入城市下水道或經(jīng)星水河、長風(fēng)河等天然溝渠和河湖港叉，自然排入清江，使城區(qū)及其周圍水域和清江甚至洞庭湖水體受到了嚴(yán)重污染，不僅使大片水面失去水產(chǎn)養(yǎng)殖功能，而且直接威脅到人民群眾身體健康，破壞了正常的生態(tài)環(huán)境，影響了開發(fā)區(qū)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會事業(yè)的發(fā)展。據(jù)測算，由于未經(jīng)處理，德山開發(fā)區(qū)15家主要工業(yè)企業(yè)目前排入清江的工業(yè)廢水在6萬噸/日以上，每年排放的污染物中，有固體懸浮物8,530噸，有機(jī)物12,964噸，COD 15,444噸。工程概況：1 項(xiàng)目名稱：清江地區(qū)德山城市污水處理系統(tǒng) 2 項(xiàng)目規(guī)模：日處理污水15萬噸 3 占地面積：8公頃（120畝） 4 建設(shè)規(guī)模：據(jù)測算，并以每年5%的速度遞增。再根據(jù)《德山市城市發(fā)展總體規(guī)劃》，到2010年，德山開發(fā)區(qū)城市污水日排放量將增加到15萬噸左右。因此本工程規(guī)模擬定為日處理污水15萬噸，計(jì)劃分兩期實(shí)施，于2012年底全部建成。首期工程實(shí)施時(shí)間為2000年至2002年，包括敷設(shè)全區(qū)污水管網(wǎng)和建造一個(gè)占地8公頃，日處理10萬噸污水的污水處理廠。第二期工程則將污水處理廠的處理能力由10萬噸/日擴(kuò)大到15萬噸/日，實(shí)施時(shí)間為2010年至2012年。 5 廠址選擇：根據(jù)城市排水現(xiàn)狀和城市排水規(guī)劃，通過多次實(shí)地察勘和選擇，確定污水處理廠選址在德山南郊。該處位于德山市造紙廠的南面和清江西面，是德山開發(fā)區(qū)的城鄉(xiāng)結(jié)合部和工業(yè)污染源較集中的地帶，周圍有德山市造紙廠、德山市棉紡織廠、德山市清江制藥廠、德山市滌綸廠、德山市機(jī)械廠，不遠(yuǎn)處還有德山市酒精廠、德山市肉聯(lián)廠等大中企業(yè)，隔東風(fēng)河還有德山市化工廠；另外，由于該處地勢較低，遠(yuǎn)低于德山城區(qū)其它部位（42米～57米），利于匯集城市污水，符合城市發(fā)展的要求，是建設(shè)德山城市污水處理廠比較理想的地方。 6 工藝方案：目前國內(nèi)污水處理工藝可分為三類，即一級處理，二級處理，三級處理，還有考慮綜合利用的。國內(nèi)目前綜合考慮投資，運(yùn)行成本，處理效果等因素，根據(jù)污水水質(zhì)情況，大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砂。一級處理可去除污水中約50%的污物，適用于污水中有機(jī)物質(zhì)含量較低的情況，常作為二級污水處理廠的預(yù)處理工序。在本工程案例中采用了一級和二級處理方式串聯(lián)的模式。工業(yè)污水經(jīng)工業(yè)企業(yè)自行處理達(dá)標(biāo)后，連同生活污水一起，經(jīng)由污水管網(wǎng)集中輸入污水處理廠，一級污水處理工藝如圖1所示。主要設(shè)備有格柵、水泵、沉砂池、風(fēng)機(jī)、吸砂泵、旋轉(zhuǎn)篩網(wǎng)、除渣機(jī)、濾清器等。工藝的流程為：城市污水匯集到集水池，由一組水泵提升到前池；弧形格柵清除污水中的體積較大的污物和漂浮物；在沉砂池中，壓縮空氣與污水混合，分離出的泥砂沉淀于底部，由吸砂泵吸出；旋轉(zhuǎn)篩網(wǎng)進(jìn)一步的濾除污物；濾清器用于對篩網(wǎng)進(jìn)行沖洗。圖1中的水位、濁度、流量等為被調(diào)量；生物耗氧量和酸堿度測量值供監(jiān)視。 （圖1）一級污水處理工藝示意圖 經(jīng)過一級污水處理設(shè)備處理后的污水進(jìn)入二級處理環(huán)節(jié)，二級處理工藝如圖2所示。使污水中pH值、固體懸浮物、動(dòng)植物油類、酚類、石油類、氨氮類、表面活性劑類及BOD、COD等污染物及汞、鎘、銅、鋅、鉛、鎳、鉻、鈷等元素或化合物含量接近漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(TJ3579)，凈化后的出水水質(zhì)達(dá)到污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB89781996）二級以上標(biāo)準(zhǔn)。凈化后，一部分污水可作為工業(yè)循環(huán)水循環(huán)使用，一部分就近排入清江，污泥干化后送鄰近的城市養(yǎng)漁場，垃圾處理場處理。 （圖2）二級污水處理工藝示意圖一：功能劃分：結(jié)合用戶的需求和上面的兩個(gè)工藝流程。由開物軟件搭建的德山市政污水處理廠監(jiān)控系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)以下的功能。1． 廠區(qū)變配電系統(tǒng)，重要機(jī)房的供電監(jiān)控2． 辦公區(qū)暖通送風(fēng)的監(jiān)控3． 一級和二級污水處理工藝流程的監(jiān)控：機(jī)械處理部分：完成對污水泵，粗細(xì)格柵，沉砂池?cái)嚢杵?，空壓機(jī)械的狀態(tài)監(jiān)控；實(shí)施泵閥聯(lián)動(dòng)，備用輪換，格柵清洗，旋轉(zhuǎn)篩網(wǎng)清洗，污泥池刮泥，自動(dòng)打包等控制操作。生化處理部分：完成對處理工藝參數(shù)的監(jiān)測控制，如對溶解氧，污泥濃度，PH值，ORP，BOD值等參數(shù)的測控。對曝氣設(shè)備，攪拌設(shè)備，排水設(shè)備，污泥回流泵，鼓風(fēng)機(jī)等進(jìn)行操作控制，以滿足對處理出水水質(zhì)的要求。加藥處理部分：對于污水處理工藝流程中的加藥處理系統(tǒng)要求上位軟件實(shí)現(xiàn)對污水處理等級自動(dòng)識別加藥，及專家算法配藥系統(tǒng)。淤泥處理部分：監(jiān)測控制污泥錯(cuò)池，污泥消化池，污泥脫水機(jī)及干燥設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)和狀態(tài)。4． 自動(dòng)生成每月城市污水處理情況圖文統(tǒng)計(jì)報(bào)表，圖文報(bào)表的存儲時(shí)間不少于10年5． 對暴雨季節(jié)的排洪系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控。6． 污水廠的各項(xiàng)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)能夠通過MODEM遠(yuǎn)程傳送到市政各部門便于衛(wèi)生防疫，市政環(huán)境監(jiān)測等部門對城市環(huán)境監(jiān)察工作的開展。 二：系統(tǒng)監(jiān)控功能論述：1． 污水處理廠供配電的監(jiān)控：為了保證污水處理廠的設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)，對變配電系統(tǒng)的重要組成部分進(jìn)行監(jiān)控是有必要的。開物2000搭建的上位供配電監(jiān)控平臺實(shí)現(xiàn)的監(jiān)控功能主要體現(xiàn)在下面幾個(gè)方面：controX 2000變配電監(jiān)視系統(tǒng)可顯示變配電系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，顯示回路的開關(guān)狀態(tài)及實(shí)時(shí)參數(shù)，顯示綜合保護(hù)設(shè)備的時(shí)間記錄和故障錄波（利用CONTROX2000的XY曲線顯示插件記錄三相電流波形，低電壓動(dòng)作和系統(tǒng)電壓波動(dòng)時(shí)的三相電壓波形，零序電流動(dòng)作時(shí)電流波形，所錄波形存儲在計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)的硬盤上，并標(biāo)志日期，時(shí)間，并可以隨時(shí)調(diào)用，查看和分析）。 在controX 2000變配電監(jiān)視系統(tǒng)的監(jiān)控畫面上提供每條配電線路電量參數(shù)（包含三相電壓，電流，有功功率，功率因數(shù)，電度等）進(jìn)行時(shí)實(shí)畫面監(jiān)視。并通過對每條配電線路的實(shí)時(shí)