【文章內容簡介】 除砂段一般由沉砂池和砂水分離器組成 。 從污水中分離出密度較大的砂粒等顆粒的構筑物叫做沉砂池，其沉淀特性屬 于自由沉淀。在沉淀過程中，顆粒自由沉淀，互不干擾 。沉淀圖呈直線 ； 顆粒形 狀及大小密度等不會發(fā)生變化。沉砂池一般設置在虹吸管、泵站、沉淀池前，保 護水泵和管道免受磨損和堵塞，減輕沉淀池負荷。 初沉段由一座或者數(shù)座沉淀池組成。沉淀池是利用重力作用將密度比水大的 懸浮物從水中去除的處理構筑物，一般位于調節(jié)池、格柵和沉砂池之后，主要去 除以無機物為主體的密度大的固體懸浮物。 3. 1. 1. 2污水二級處理 (生物處理 ) 污水二級處理，包括污水生物處理、沉淀和加藥三個過程，其中污水的生物 處理是核心。沉淀和加藥兩個過程均在為處理后的水體排放做準備。 活性污泥法的實質是以存在于污水中的有機物作為培養(yǎng)基，向污水中投加活 性菌種并同時供氧曝氣，對各種微生物群體進行混合連續(xù)培養(yǎng)，通過凝聚、吸 附、氧化、分解沉淀等過程去除水中的有機污染物。傳統(tǒng)的活性污泥法工藝流 程 見圖 3. 4： 圖 基于西門子 PLC技術的污水處理廠控制系統(tǒng)設計與實現(xiàn) 13 3. 1. 2 SBR污水處理工藝 SBR是一種活性污泥法運行方式。普通的活性污泥法是連續(xù)運行的，而 SBR 污水處理工藝中的活性污泥法是間歇運行的，又稱為間歇式活性污泥法，其工藝 流程見圖 3. 5： 圖 SBR工藝流程圖 該工藝省去了二次沉淀池和調節(jié)池，曝氣池容積也小于連續(xù)式，基礎建設費 用和運行費用都較低，同時還可以完成脫氮除磷的功能，并且不需要污泥回 流。該工藝的工作過程是 :在較短的時間內把污水加入到反應器中，并在反應器 充滿水后開始曝氣，污水中的有機物通過生物降解達到排放標準之后停止曝氣并 且在沉淀一段時間以后將上層清液排出。這個過程可以概括為 ： 短時間進水一 曝氣反應一 沉淀一 排水一 進入下一個周期 。 3. 1. 3 OA2? 污水處理工藝 OA2? 污水處理工藝又稱為 AAO 處理 工藝或 “ 厭氧一缺氧一好氧 ” 工藝，同 SBR一樣，也是在一種污水處理工藝，即二級處理部分，還需要一級處理、污泥處理相配合才能完成真正意義上的污水處理。 “ 厭氧一缺氧一好氧 ” 脫氮除磷工藝由厭氧池、缺氧池、好氧池和二沉池組 成。其實是在 OA2? 除磷工藝的基礎上增設了缺氧池，并且將好氧池流出的部分混合液回流至缺氧池，完成同步除磷脫氮功能。其工藝流程圖如圖 3. 6所示 ： 基于西門子 PLC技術的污水處理廠控制系統(tǒng)設計與實現(xiàn) 14 圖 OA2? 污水處理工藝流程圖 3. 1. 4氧化溝污水處理工藝 氧化溝是普通活性污泥法的改型，在水力流態(tài)上不同于普通活性污泥法，是 一種首尾相連的循環(huán)流曝氣溝渠。其基本工藝流程圖如 圖 ： 圖 3. 2 安塞縣污水處理廠工藝介紹 . 1概述 安塞縣污水處理廠預處理段采用常見的格柵加旋流沉砂工藝，去除污水中的 雜質和泥沙 ； 生化處理采用奧貝爾氧化溝污水處理工藝，污泥處理采用加藥和帶 式壓濾機壓縮脫水工藝。工藝流程如圖 3. 8： 基于西門子 PLC技術的污水處理廠控制系統(tǒng)設計與實現(xiàn) 15 圖 3. 2. 2污水預處理段 安塞縣污水處理廠的預處理段分為粗格柵井、污水提升泵房、細格柵井和旋 流沉砂池四部分，可以有效的去除原水中含有的樹枝樹葉、塑料袋、果皮紙屑、 砂粒等雜物。 進入廠區(qū)的污水經過粗格柵后，粗大的樹枝、塑料袋、泡沫塊、水瓶等較大 的雜物被粗格柵攔截去除，送到壓榨機壓榨后送集渣小車外運，較為干凈的污水 流入污水提升泵房。 在粗格柵井后設置污水提升泵房一座，為濕式污水 泵房，面積 m? , 深度 9m，泵房內部設置 4套污水提升泵，流量 hm /4002 ，揚程 44m。 污水提升泵房內設置超聲波液位計一臺，采集泵房內的液位，由污水提升泵 房液位控制污水泵的啟動、停機和運行的設備數(shù)量。 污水經過提升后，流入細格柵井，做進一步的處理。 在進水泵房后設置細格柵井一座，細格柵井有兩條柵道，每條柵道設置階梯 式 細格柵 1套，格柵的柵條間距 5mm，寬度 1. 0m。 柵前水深 1. lm。在柵渣出口第三章污水處理流程及其控制設計處設置無軸螺旋輸送壓榨機 1臺，規(guī)格為? 。 每套細格柵前后均設置手動插板閘門 1臺，以備設備檢修時用。 每臺細格柵設置一套液位差傳感器，測量柵前柵后的液位差，可以由此液位 差控制設備的運行。 污水經過細格柵后，其中的雞毛、樹葉、紙片等小型的雜物被細格柵攔截。 在細格柵井后設置兩座旋流沉砂池，每座旋流沉砂池對應一套細格柵。旋流 沉砂池直徑為 3m，每座旋流沉砂池上安裝有 1套旋流除砂機，砂粒在旋流除砂機內被提升到砂水分離器分離，兩套旋流除砂機公用一套砂水分離器。 經過預處理的污水通過計量渠和階段閘門送到一次分配井，將分配到每一座 基于西門子 PLC技術的污水處理廠控制系統(tǒng)設計與實現(xiàn) 16 氧化溝進行進一步處理。在計量渠設置有一套水質水量檢測儀，可以將進水的PH值、溫度、 COD， 懸浮物濃度、進水流量等參數(shù)檢測和記錄。 污水處理段包括一次分配井、氧化溝、二次分配井、污泥泵房、二次沉淀 池、接觸 消毒池等，是污水二級處理的核心構筑物。 1一次分配井 一次分配井為一圓形構筑物，在一次分配井內設置兩套調節(jié)式手電兩用閘 ，每套閘門有一支管道和一套氧化溝相連，打開一次分配井閘門，可以向對應 的氧化溝進水。 廠區(qū)設置奧貝爾氧化溝兩座，均為 m? ，鋼筋混凝土結構。溝深 4. 7m，有效水深 4. 0米，外溝、中溝和內溝之間互有 50mm的水位差，以便污水通過重力流動。 污水通過氧化溝的外溝底部進水管進入氧 化溝，經過多次循環(huán)后沿外、中、 內的順序進入內溝循環(huán)，最后由內溝的出水堰門流至二次分配井 。 全廠設置二次分配井一座，兩座氧化溝的出水全部匯集到這里。二次分配井 設置手電兩用出水堰門兩套，每套對應一個二次沉淀池。打開對應的出水堰門， 即可向對應的二次沉淀池注水。 廠區(qū)內設置圓形二次沉淀池兩座，內徑 24m，深 4. 8m。二次沉淀池采取周邊進水、周邊出水的圓形輻流式結構，每座二次沉淀池上安裝有中心傳動單管吸泥機一套。 每座二次沉淀池設置一套超聲波液位計，以確定其 運行液位。 流入二次沉淀池的污水和污泥經過沉淀后，上層清液流入接觸消毒池，下層 污泥被吸泥機吸至污泥回流泵房。 經過處理后的清水流入接觸消毒池，接觸消毒池是一個 m? 的之字形 基于西門子 PLC技術的污水處理廠控制系統(tǒng)設計與實現(xiàn) 17 結構的鋼混構筑物。這里清水和消毒藥劑混合，經測量 COD、流量后，排出。 廠區(qū)內設置污泥回流泵房 1座，用于接收從二次沉淀池沉淀來的污泥。在回 流污泥泵房內設置回流污泥泵 4臺，每兩臺對應 1套氧化溝，運行方 式為 1用 1 備。在回流污泥泵房內設置剩余污泥泵 2臺， 1用 1備。 在回流污泥管路和剩余污泥管路上均設置有電磁流量計，用來計量回流量和 出泥量。 3. 2. 4污泥處理段 污泥處理段包括儲泥池、加藥裝置和污泥脫水裝置。儲泥池負責接收剩余污 泥泵輸送來的剩余污泥，儲存到一定的量后，啟動污泥處理設施進行污泥處理。 在儲泥池中設置污泥攪拌器 1臺，以防在儲存過程中發(fā)生污泥板結 。 3. 3 安塞縣污水處理廠過程控制設計 3. 3. 1粗格柵和細格柵的過程控制 安塞縣污水處理廠設 置粗格柵兩套，一用一備，公用無軸螺旋輸送壓榨機一 臺。兩條格柵柵道前后均設置一套手電兩用閘門。兩套細格柵的柵前柵后均設置 超聲波液位探測器，流程圖如圖 3. 9所示。 基于西門子 PLC技術的污水處理廠控制系統(tǒng)設計與實現(xiàn) 18 圖 3. 9粗格柵系統(tǒng)工作流程圖 細格柵系統(tǒng)程序與粗格柵系統(tǒng)程序相似，主要控制細格柵機和轉鼓清污機的 運行，流程圖如圖 3. 10所示。其工作過程包括以下幾個方面 ： (1)自動過程開始，啟動細格柵機，定時 20min。 (2)定時到，停止運行細格柵機 2h。 (3) 2h定時到，運行 細格柵機 20min，循環(huán)進行。 (4)同時檢測液面差，若超過設定值則啟動轉鼓清污機。 (5)液面差低于設定值，停止轉鼓清污機運行。 基于西門子 PLC技術的污水處理廠控制系統(tǒng)設計與實現(xiàn) 19 圖 3. 10 細格柵系統(tǒng)工作流程圖 3. 3. 2污水提升泵的運行過程控制 安塞縣污水處理廠設置三套污水提升泵，污水提升泵房設置超聲波液位探測 器一套，用液位信號控制控制泵的啟停，流程圖如圖 3. 11所示。 基于西門子 PLC技術的污水處理廠控制系統(tǒng)設計與實現(xiàn) 20 圖 3. 11 污水提升泵工作流程圖 安塞縣污水處理廠設置旋流除砂機兩 套，砂水分離器一臺。兩套旋流除砂機 一用一備，通過現(xiàn)場插板閘門切換。 每套旋流除砂機包括旋流器、鼓風機和電磁閥各一臺。當有污水泵運行時， 砂水分離器和處于主用狀態(tài)的旋流除砂機均啟動運行，即旋流器、鼓風機、電磁 閥和砂水分離器同時打開。當檢測到最后一臺污水泵停機后，鼓風機和電磁閥在 基于西門子 PLC技術的污水處理廠控制系統(tǒng)設計與實現(xiàn) 21 延遲 5分鐘后關閉，旋流器在延遲 7分鐘后關閉，砂水分離器在延遲 10分鐘后 關閉 。 當檢測到旋流器、鼓風機或者電磁閥故障時，程序將對故障設備馬上停機， 并產生一條三級報警信息，提醒用戶手動切換或者馬上進行故障維修。當檢 測到 砂水分離器出現(xiàn)故障時，將同時對除砂系統(tǒng)所有設備停機，并發(fā)送一條一級報警 信息 。 3. 3. 4氧化溝曝氣設備的運行過程控制 氧化溝中曝氣轉碟設備的控制方式是溶解氧濃度控制和時間控制相結合的控制方式。曝氣時間 如下 式所示 ： X24T OA mL SS? （ 31） AT 1個周期的曝氣時間， h 1/m排出比。 3. 3. 5污泥回流和排放部分的過程控制 污泥回流系統(tǒng)程序主要控制污泥回流泵的運行和停止，其工作過程包括以下 幾個方面。 (1)自動過程開始首先檢測液面高低，若低于最低位傳感器，啟動定時。 (2)定時到，若液面仍低于最低位傳感器則停止回流泵運行。 (3)若液面處于最高位和最低位之間，啟動污泥回流泵。 (4)若液面高于最高位傳感器時，啟動定時。 污泥回流系統(tǒng)工作流程圖如圖 3. 12所示。 基于西門子 PLC技術的污水處理廠控制系統(tǒng)設計與實現(xiàn) 22 圖 3. 12污泥回流系統(tǒng)工作流程圖 污泥處理部分的過程控制為手動啟動控制，單套設備的啟動順序如下 ： 空氣 壓縮機一 延遲 3分鐘后啟動傾斜皮帶輸送機一 水平皮帶輸送機一 污泥濃縮脫 水機一 清洗水泵一 加藥泵一 污泥泵，單套設備的停機順序為 :污泥泵一 加藥 泵