【文章內(nèi)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(gòu)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(shè)置在虹吸管、泵站、沉淀池前，保 護(hù)水泵和管道免受磨損和堵塞，減輕沉淀池負(fù)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(gòu)筑物，一般位于調(diào)節(jié)池、格柵和沉砂池之后，主要去 除以無機(jī)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(gè)過程，其中污水的生物 處理是核心。沉淀和加藥兩個(gè)過程均在為處理后的水體排放做準(zhǔn)備。 活性污泥法的實(shí)質(zhì)是以存在于污水中的有機(jī)物作為培養(yǎng)基，向污水中投加活 性菌種并同時(shí)供氧曝氣，對各種微生物群體進(jìn)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(jī)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(shù)的污水處理廠控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 13 3. 1. 2 SBR污水處理工藝 SBR是一種活性污泥法運(yùn)行方式。普通的活性污泥法是連續(xù)運(yùn)行的，而 SBR 污水處理工藝中的活性污泥法是間歇運(yùn)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(diào)節(jié)池，曝氣池容積也小于連續(xù)式，基礎(chǔ)建設(shè)費(fèi) 用和運(yùn)行費(fèi)用都較低，同時(shí)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(shí)間內(nèi)把污水加入到反應(yīng)器中，并在反應(yīng)器 充滿水后開始曝氣，污水中的有機(jī)物通過生物降解達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)之后停止曝氣并 且在沉淀一段時(shí)間以后將上層清液排出。這個(gè)過程可以概括為 ： 短時(shí)間進(jìn)水一 曝氣反應(yīng)一 沉淀一 排水一 進(jìn)入下一個(gè)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(shí)是在 OA2? 除磷工藝的基礎(chǔ)上增設(shè)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(shù)的污水處理廠控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)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(yù)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(zhì)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(jī)壓縮脫水工藝。工藝流程如圖 3. 8： 基于西門子 PLC技術(shù)的污水處理廠控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 15 圖 3. 2. 2污水預(yù)處理段 安塞縣污水處理廠的預(yù)處理段分為粗格柵井、污水提升泵房、細(xì)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(jìn)入廠區(qū)的污水經(jīng)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(jī)壓榨后送集渣小車外運(yùn)，較為干凈的污水 流入污水提升泵房。 在粗格柵井后設(shè)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(nèi)部設(shè)置 4套污水提升泵，流量 hm /4002 ，揚(yáng)程 44m。 污水提升泵房內(nèi)設(shè)置超聲波液位計(jì)一臺，采集泵房內(nèi)的液位，由污水提升泵 房液位控制污水泵的啟動(dòng)、停機(jī)和運(yùn)行的設(shè)備數(shù)量。 污水經(jīng)過提升后，流入細(xì)格柵井，做進(jìn)一步的處理。 在進(jìn)水泵房后設(shè)置細(xì)格柵井一座，細(xì)格柵井有兩條柵道，每條柵道設(shè)置階梯 式 細(xì)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(shè)計(jì)處設(shè)置無軸螺旋輸送壓榨機(jī) 1臺，規(guī)格為? 。 每套細(xì)格柵前后均設(shè)置手動(dòng)插板閘門 1臺，以備設(shè)備檢修時(shí)用。 每臺細(xì)格柵設(shè)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(shè)備的運(yùn)行。 污水經(jīng)過細(xì)格柵后，其中的雞毛、樹葉、紙片等小型的雜物被細(xì)格柵攔截。 在細(xì)格柵井后設(shè)置兩座旋流沉砂池，每座旋流沉砂池對應(yīng)一套細(xì)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(jī)，砂粒在旋流除砂機(jī)內(nèi)被提升到砂水分離器分離，兩套旋流除砂機(jī)公用一套砂水分離器。 經(jīng)過預(yù)處理的污水通過計(jì)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(shù)的污水處理廠控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 16 氧化溝進(jìn)行進(jìn)一步處理。在計(jì)量渠設(shè)置有一套水質(zhì)水量檢測儀，可以將進(jìn)水的PH值、溫度、 COD， 懸浮物濃度、進(jìn)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(gòu)筑物。 1一次分配井 一次分配井為一圓形構(gòu)筑物，在一次分配井內(nèi)設(shè)置兩套調(diào)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?qū)?yīng) 的氧化溝進(jìn)水。 廠區(qū)設(shè)置奧貝爾氧化溝兩座，均為 m? ，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。溝深 4. 7m，有效水深 4. 0米，外溝、中溝和內(nèi)溝之間互有 50mm的水位差，以便污水通過重力流動(dòng)。 污水通過氧化溝的外溝底部進(jìn)水管進(jìn)入氧 化溝，經(jīng)過多次循環(huán)后沿外、中、 內(nèi)的順序進(jìn)入內(nèi)溝循環(huán)，最后由內(nèi)溝的出水堰門流至二次分配井 。 全廠設(shè)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(shè)置手電兩用出水堰門兩套，每套對應(yīng)一個(gè)二次沉淀池。打開對應(yīng)的出水堰門， 即可向?qū)?yīng)的二次沉淀池注水。 廠區(qū)內(nèi)設(shè)置圓形二次沉淀池兩座，內(nèi)徑 24m，深 4. 8m。二次沉淀池采取周邊進(jìn)水、周邊出水的圓形輻流式結(jié)構(gòu)，每座二次沉淀池上安裝有中心傳動(dòng)單管吸泥機(jī)一套。 每座二次沉淀池設(shè)置一套超聲波液位計(jì)，以確定其 運(yùn)行液位。 流入二次沉淀池的污水和污泥經(jīng)過沉淀后，上層清液流入接觸消毒池，下層 污泥被吸泥機(jī)吸至污泥回流泵房。 經(jīng)過處理后的清水流入接觸消毒池，接觸消毒池是一個(gè) m? 的之字形 基于西門子 PLC技術(shù)的污水處理廠控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 17 結(jié)構(gòu)的鋼混構(gòu)筑物。這里清水和消毒藥劑混合，經(jīng)測量 COD、流量后，排出。 廠區(qū)內(nèi)設(shè)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(nèi)設(shè)置回流污泥泵 4臺，每兩臺對應(yīng) 1套氧化溝，運(yùn)行方 式為 1用 1 備。在回流污泥泵房內(nèi)設(shè)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(shè)置有電磁流量計(jì)，用來計(jì)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(fù)責(zé)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(dòng)污泥處理設(shè)施進(jìn)行污泥處理。 在儲泥池中設(shè)置污泥攪拌器 1臺，以防在儲存過程中發(fā)生污泥板結(jié) 。 3. 3 安塞縣污水處理廠過程控制設(shè)計(jì) 3. 3. 1粗格柵和細(xì)格柵的過程控制 安塞縣污水處理廠設(shè) 置粗格柵兩套，一用一備，公用無軸螺旋輸送壓榨機(jī)一 臺。兩條格柵柵道前后均設(shè)置一套手電兩用閘門。兩套細(xì)格柵的柵前柵后均設(shè)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(shù)的污水處理廠控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 18 圖 3. 9粗格柵系統(tǒng)工作流程圖 細(xì)格柵系統(tǒng)程序與粗格柵系統(tǒng)程序相似，主要控制細(xì)格柵機(jī)和轉(zhuǎn)鼓清污機(jī)的 運(yùn)行，流程圖如圖 3. 10所示。其工作過程包括以下幾個(gè)方面 ： (1)自動(dòng)過程開始，啟動(dòng)細(xì)格柵機(jī)，定時(shí) 20min。 (2)定時(shí)到，停止運(yùn)行細(xì)格柵機(jī) 2h。 (3) 2h定時(shí)到，運(yùn)行 細(xì)格柵機(jī) 20min，循環(huán)進(jìn)行。 (4)同時(shí)檢測液面差，若超過設(shè)定值則啟動(dòng)轉(zhuǎn)鼓清污機(jī)。 (5)液面差低于設(shè)定值，停止轉(zhuǎn)鼓清污機(jī)運(yùn)行。 基于西門子 PLC技術(shù)的污水處理廠控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 19 圖 3. 10 細(xì)格柵系統(tǒng)工作流程圖 3. 3. 2污水提升泵的運(yùn)行過程控制 安塞縣污水處理廠設(shè)置三套污水提升泵，污水提升泵房設(shè)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(shù)的污水處理廠控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)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(shè)置旋流除砂機(jī)兩 套，砂水分離器一臺。兩套旋流除砂機(jī) 一用一備，通過現(xiàn)場插板閘門切換。 每套旋流除砂機(jī)包括旋流器、鼓風(fēng)機(jī)和電磁閥各一臺。當(dāng)有污水泵運(yùn)行時(shí)， 砂水分離器和處于主用狀態(tài)的旋流除砂機(jī)均啟動(dòng)運(yùn)行，即旋流器、鼓風(fēng)機(jī)、電磁 閥和砂水分離器同時(shí)打開。當(dāng)檢測到最后一臺污水泵停機(jī)后，鼓風(fēng)機(jī)和電磁閥在 基于西門子 PLC技術(shù)的污水處理廠控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 21 延遲 5分鐘后關(guān)閉，旋流器在延遲 7分鐘后關(guān)閉，砂水分離器在延遲 10分鐘后 關(guān)閉 。 當(dāng)檢測到旋流器、鼓風(fēng)機(jī)或者電磁閥故障時(shí)，程序?qū)收显O(shè)備馬上停機(jī)， 并產(chǎn)生一條三級報(bào)警信息，提醒用戶手動(dòng)切換或者馬上進(jìn)行故障維修。當(dāng)檢 測到 砂水分離器出現(xiàn)故障時(shí)，將同時(shí)對除砂系統(tǒng)所有設(shè)備停機(jī)，并發(fā)送一條一級報(bào)警 信息 。 3. 3. 4氧化溝曝氣設(shè)備的運(yùn)行過程控制 氧化溝中曝氣轉(zhuǎn)碟設(shè)備的控制方式是溶解氧濃度控制和時(shí)間控制相結(jié)合的控制方式。曝氣時(shí)間 如下 式所示 ： X24T OA mL SS? （ 31） AT 1個(gè)周期的曝氣時(shí)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(yùn)行和停止，其工作過程包括以下 幾個(gè)方面。 (1)自動(dòng)過程開始首先檢測液面高低，若低于最低位傳感器，啟動(dòng)定時(shí)。 (2)定時(shí)到，若液面仍低于最低位傳感器則停止回流泵運(yùn)行。 (3)若液面處于最高位和最低位之間，啟動(dòng)污泥回流泵。 (4)若液面高于最高位傳感器時(shí)，啟動(dòng)定時(shí)。 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(shù)的污水處理廠控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)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(dòng)啟動(dòng)控制，單套設(shè)備的啟動(dòng)順序如下 ： 空氣 壓縮機(jī)一 延遲 3分鐘后啟動(dòng)傾斜皮帶輸送機(jī)一 水平皮帶輸送機(jī)一 污泥濃縮脫 水機(jī)一 清洗水泵一 加藥泵一 污泥泵，單套設(shè)備的停機(jī)順序?yàn)?:污泥泵一 加藥 泵