【正文】 理的加礬量數(shù)據(jù)，大多數(shù)水廠很難提供，因此導(dǎo)致數(shù)學(xué)模型的實用性不強。 （ 1） 前饋控制法（或稱數(shù)學(xué)模型法） 水廠根據(jù)多年積累的生產(chǎn)運行資料確定影響加礬量的主要源水參數(shù)，這些參數(shù)應(yīng)是能連續(xù)測定的。快速混合后，立即進入各絮凝池進行絮凝，以提高絮凝效能。當化學(xué)混凝劑投加到源水中時，必須進行瞬間的強烈攪拌，即快速混合，使源水中的懸浮顆粒和膠體迅速脫穩(wěn)并接觸凝聚。 通過分析對比，本工程的礦井水處理混凝劑的投加方式設(shè)計采用自動控制的計量泵壓力式投加法。 3） 計量泵壓力式投加法 計量泵投加具有精度高，無需另設(shè)計量設(shè)備，易于控制，便于實現(xiàn)自動加礬和工廠自動化的優(yōu)點。 41 2） 水射器壓力式投加法 利用水射器的抽吸作用吸取礬液，通過壓力水投至投加點，由于無需高位溶液池，土建費 用較低，因此在小型水廠較多使用。投加時通過調(diào)節(jié)出液閥開度來調(diào)節(jié)加礬量，使用玻璃轉(zhuǎn)子流量計計量，精度低。 1） 重力投加法 采用高位溶液池，依靠重力作用把混凝劑加入源水中。 礬液的投加方式 目前，水廠中普通采用的混凝劑投加方式是將混凝劑配成一定濃度的溶液，直接定量地投加到源水中。評價自動加礬系統(tǒng)的首要標準是沉淀池出水濁度指標的穩(wěn)定性和保證率，其次是降低礬耗。進一步穩(wěn)定水質(zhì)、降低藥耗的措施是采取合適的方式實施混凝劑加注自動化。 SIEMENS S7300 系列 PLC 網(wǎng)絡(luò)化功能強，支持過程通訊和數(shù)據(jù)通訊，配置不同的通訊處理器模塊，可以方便地集成到管理級、控制級直至現(xiàn)場級的全部網(wǎng)絡(luò)系列（ SIMATIC NET）中，從而滿足不同性能和應(yīng)用的要求，還具備性價比憂的優(yōu)勢。此外，可耐受震動、高溫及各種工業(yè)環(huán)境下的電氣干擾，使其具有工業(yè)化、集成化、節(jié)奏緊湊的優(yōu)點，可以滿足用戶的多種需求。 PLC 設(shè)備選型 能夠?qū)崿F(xiàn)水處理工藝智能化和網(wǎng)絡(luò)化要求的 PLC 產(chǎn)品的品牌較多，相比而言，德國 SIEMENS 公司的 S7300 系列 PLC 和美國Rockwell Automation 公司的 ControlLogix 系列 PLC，從處理器到 I/0 模塊、從硬件到軟件，整個產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)具有開放、可靠、靈活和易于擴展的特點。中文顯示觸摸屏還作為現(xiàn)場設(shè)備控制的操作按鍵，控制現(xiàn)場設(shè)備的運行。 PLC 控制柜操作面板上使用一臺 ”大小的彩色中文顯示觸摸屏，作為現(xiàn)場操作員的人機界面。 PLC 站設(shè)在送水泵房控制室，負責(zé)初沉調(diào)節(jié)池、加藥、絮凝沉淀池、過濾、濾后加氯、清水池、送水泵房 的運行監(jiān)控，其中自動控制內(nèi)容主要包括：加藥自動控制、加氯自動控制、濾池恒水位與自動反沖洗控制、出水恒壓與送水泵運行切換自動控制。同時在馬賽克模擬屏上給出聲光報警提示。 ⑻計算機應(yīng)能監(jiān)控和判斷生產(chǎn)流程測量模擬量值的越限和設(shè)備故障。每天的生產(chǎn)數(shù)據(jù)能自動進入數(shù)據(jù)庫制成生產(chǎn)圖表。 主要圖形有： —— 水處理廠總貌圖 37 —— 水處理廠流程圖 —— 測量和控制儀表及設(shè)備定位圖 —— 加藥與沉淀池動態(tài)模擬圖 —— 濾池與反 沖泵房動態(tài)模擬圖 —— 清水、加氯與送水泵房動態(tài)模擬圖 —— 格柵和提升水泵房動態(tài)模擬圖 —— 污泥池與污泥泵動態(tài)模擬圖 —— 氧化池動態(tài)模擬圖 —— 二沉池動態(tài)模擬圖 —— 濃縮脫水動態(tài)模擬圖 —— 消毒池與加氯間動態(tài)模擬圖 ⑹顯示班、日、月、年模擬量測量值運行曲線，歷史曲線。同時分析各 種事故原因，改進管理方法，保證出水水質(zhì)，提高經(jīng)濟效益； (3)根據(jù)工藝要求編程，自動進行調(diào)節(jié)和控制現(xiàn)場設(shè)備。 工業(yè)控制計算機經(jīng)過組態(tài)后，其監(jiān)控應(yīng)用軟件能具備以下功能： (1)采集全廠各工段的工藝參數(shù)、電氣參數(shù)及生產(chǎn)設(shè)備的運行狀態(tài)信息； (2)根據(jù)采集信息，建立各類信息庫。其次，每臺計算機需保證能隨 時獨立完成圖像管理控制、數(shù)據(jù)保存、系統(tǒng)再生、數(shù)據(jù)處理等不同任務(wù)。 為保證中控室內(nèi)設(shè)備安全運行、改善操作條件，中控室內(nèi)設(shè)有空調(diào)，以保證中控室內(nèi)一定的溫度和濕度。中心控制室配備一臺 UPS（不間斷電源），為中心控 制室內(nèi)的所有監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備供電。兩臺 A3 打印機用來打印各種報表。 中控室設(shè)備 中心控制室內(nèi)設(shè)有兩套工業(yè)控制計算機用于監(jiān)測現(xiàn)場運行狀態(tài)并控制廠內(nèi)主要設(shè)備的啟動和停止。 PLC 站采 用 西 門 子（ Siemens） S7300 35 系列 PLC， 現(xiàn)場通訊網(wǎng)絡(luò)采用冗余光纖環(huán)網(wǎng)，保證系統(tǒng)的可靠性。由設(shè)在中心控制室的集中監(jiān)控計算機、馬賽克模擬屏驅(qū)動 PLC 站、送水泵房控制室的礦井水處理 PLC 控制站、鼓風(fēng)機控制室的生活污水處理 PLC 控制站和現(xiàn)場智能設(shè)備、儀表、電氣設(shè)備組成，監(jiān)控計算機與各 PLC 站之間通過光纖和通訊設(shè)備組成一個冗余工業(yè)以太網(wǎng)；各 PLC 控制站巡回檢測各工段的工藝參數(shù)和電氣參數(shù)，進行相應(yīng)的處理，對工藝設(shè)備的運行進行過程控制，并向中央控制室實時傳送所需的信息。 這樣，控制系統(tǒng)在保證現(xiàn)場設(shè)備自帶小閉環(huán)控制系統(tǒng)相對獨立的前提下，使監(jiān)測系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、小閉環(huán)系統(tǒng)與計算機控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)，保證現(xiàn)場控制站能按工藝要求和操作規(guī)程實現(xiàn)設(shè)備運行自動化，通過中央監(jiān)控管理站實現(xiàn)對整個生產(chǎn)過程的監(jiān)控、統(tǒng)計分析及管理，達到無人值守的目的。 上位機 [遠程控制 ]方式：在計算機上，可以將控制方式切換到上位機控 制，這時， PLC 接受上位機發(fā)出的指令，對設(shè)備發(fā)出控制信號，實現(xiàn)上位機的遠程控制功能，也即我們可以通過計算 34 機直接遙控現(xiàn)場設(shè)備。 [手動 ]模式 — 現(xiàn)場“手動 /程控”選擇開關(guān)切換到 [手動 ]位置，由現(xiàn)場開關(guān)直接控制設(shè)備，這是最高優(yōu)先級的控制，在這一模式下， PLC 僅對運行狀態(tài)作監(jiān)視。操作員能人工操作及遠程 上位監(jiān)控。 設(shè)計目標 根據(jù)工藝流程及構(gòu)筑物的地理分布，依據(jù)“實用、可靠、經(jīng)濟、先進”的原則，從實際角度出發(fā)， ******污水處理工程中礦井水處理和生活污水處理共用一套自控系統(tǒng)，本自控系統(tǒng)由上、 33 中、下層結(jié)構(gòu)組成，上位監(jiān)控計算機設(shè)在綜合樓的中央控制室，中位分別由礦井水處理和生活污水處理 PLC 站組成，下位由各個處理工段的智能設(shè)備、現(xiàn)場儀表和電氣設(shè)備組成。 設(shè)計依據(jù) （ 1） 根據(jù) ******污水處理工程的總體要求。 （ 3） 先進性和成熟性：既要采用領(lǐng)先技術(shù)和創(chuàng)新方法，又要注意結(jié)構(gòu)、設(shè)備的相對成熟。 系統(tǒng)設(shè)計原則 （ 1） 可行性和適應(yīng)性：系統(tǒng)要保證技術(shù)上 的可行性和規(guī)模上的適應(yīng)性。礦井水處理工藝過程為：礦井水 —— 初沉調(diào)節(jié)池 —— 加藥—— 絮凝沉淀池 —— 11000t/d排放 4000t/d過濾 —— 濾后加氯 — 32 — 清水池 —— 送水泵房 —— 供水管網(wǎng)。室內(nèi)電纜沿橋架或穿管敷設(shè)。 3） 廠區(qū)按 TNCS 系統(tǒng)配電 電纜選型及敷設(shè)方式 10KV 電纜選用交聯(lián)聚乙烯電纜； 電纜選用全塑電纜。 防雷及接地 廠區(qū)按三類防雷設(shè)計 1） 防直擊雷采用避雷帶，利用基礎(chǔ)主筋為接地體，各種接地體共用，要求接地電阻不大于 1 歐。 照明設(shè)計 辦公選用高效型節(jié)能熒光燈；生產(chǎn)車間照明以鈉燈為主；道路照明采用 4～ 6 米高路燈。 進線設(shè)三段過流保護，低壓用電設(shè)備及饋線設(shè)短路及過載保護。 繼電保護：采用微機綜合保護。 30 7 電氣與自控儀表 電氣設(shè)計 采用設(shè)計標準 供配電設(shè)計規(guī)范 GB5005295 10KV 及以下變電所設(shè)計規(guī)范 GB5005394 低壓配電設(shè)計規(guī)范 GB5005495 電力裝置的繼電保護及自動裝置設(shè)計規(guī)范 GB5006292 建筑物防 雷設(shè)計規(guī)范 GB5003794（ 2020 年版） 設(shè)計范圍 、照明系統(tǒng)及配電 負荷計算 根據(jù)工藝所提供設(shè)備容量，考慮辦公和室外照明負荷，全廠設(shè)備負荷約 520KW，取 Kx=，則計算負荷為 442KW。 ≥ 12 時，采用 HRB 335 鋼， fy=300N/mm 2 磚砌體：設(shè)計地面以下采用 M5 水泥砂漿。 主要建筑材料： 砼：各構(gòu)筑物均采用Ｃ 25砼，抗?jié)B等級為Ｓ 6，磚混結(jié)構(gòu)、砼基礎(chǔ)為 C15，墊層及填料為 C10。 ④綜合樓為一兩層磚混結(jié)構(gòu)，墻下條形基礎(chǔ)，現(xiàn)澆鋼筋砼屋面，內(nèi)設(shè) 1t 懸掛式起重機一臺。 ③送水泵房 采用半地下式，平面尺寸為 。 主要構(gòu)、建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計： ①初沉調(diào)節(jié)池： ，采用現(xiàn)澆鋼筋砼無梁樓蓋，縱向設(shè)置伸縮縫一道，縫內(nèi)設(shè)遇水膨脹橡膠止水帶，基坑開挖 時，注意排水、降水。 構(gòu)筑物抗浮 因一些構(gòu)筑物進入地下較深，受地下水和地表水的作用，構(gòu)筑物承受一定的浮托力，所以須根據(jù)工程地質(zhì)及水文地質(zhì)資料，結(jié)合各構(gòu)筑物的具體情況，采用相應(yīng)的抗浮措施，以確保構(gòu)筑物安全使用。 基礎(chǔ)工程： 本工程綜合樓（底層加氯、加藥間二層為行政辦公、化驗、圖書閱覽及會議室等）采用墻下條基，人工沿基槽開挖施工，初沉調(diào)節(jié)池，普通快濾池、清水池、送水泵房以及各處理構(gòu)筑物（調(diào)節(jié)池，接觸消毒池，污泥濃縮池、生物接觸氧化池、二沉池等）均采用 大開挖施工。 ⑹ 敷設(shè)方式 ① 進出站區(qū)重力流管道一般采用埋地敷設(shè)（或地溝）； ② 站區(qū)內(nèi)管道根據(jù)工藝要求敷設(shè)，室外管道盡量采用埋地或地溝方式敷設(shè)。 ⑷ 管道連接 ① 不銹鋼管采用焊接或法蘭接； ② PPR、 ABS 管采用粘接。 ⑵ 設(shè)計依據(jù) 根據(jù)招標文件對材料的要求情況進行選材，以便更好的滿足業(yè)主及工藝要求。 其它 綜合樓二樓，水廠行政辦公、化驗、圖書閱覽、會議室等均設(shè)于樓內(nèi)，綜合樓面積 360m2。氯庫內(nèi)設(shè)通風(fēng)設(shè)備及起重量 1 噸的懸掛式起重機一套。 氯庫按 4000m3/d 規(guī)模， 30 天庫存設(shè)計。加藥系統(tǒng)采用流動電流單因子原理進行混凝投藥，應(yīng)用帶前饋的反饋控制方式，前饋為流量變化，反饋控制則根據(jù) 電位反應(yīng)混凝好壞，根據(jù)測量值和目標設(shè)定值的偏差，通過可編程序控制器糾正偏差，控制投藥量的多少。 用聚合氯化鋁為常用混凝劑，在溶液池中由機械攪拌成 10%的溶液，通過計量泵投加至列管式靜態(tài)混合器。 送水泵房采用半地下式，平面尺寸為 。送水泵采用橫向排列，進出水管順直，水頭損失小。 送水泵房 送水泵房按 4000m3/d 設(shè)計建設(shè)，不設(shè)吸水井，由清水池直接吸水。清水池頂覆土綠化，以增加水廠綠化面積。 （ 2）沖洗周期： T=24h （ 3）沖洗時間： 6 分鐘 （ 4）反沖洗強度： q=13L/ 2 20 清水池 清水池一座，選用矩形清水池，容積 1000m3，調(diào)節(jié)容量占最高日用水量的 17%，有效水深 米，超高 米。 普通快濾池尺寸為： 。 普通快濾池 沉淀池的出水， 4000 m3/d 進入普通快濾池進行過濾，其它部分直接排放。 配水采用不銹鋼配水設(shè)備，安裝在沉淀池前端配水，使得配水更加均勻，提高了沉淀池沉淀效率。 反應(yīng)時間 8～ 12 分鐘。絮凝池排泥采用斗式重力式排泥 , 采用 DN200 排泥管，每條排泥管管端設(shè)手動、電動蝶閥各一個。 （ 1）絮凝采用翼片隔板絮凝池，設(shè)反應(yīng)池 2 個。 混合 混凝劑經(jīng)列管式靜態(tài)混合器投入后，短時間內(nèi)急速水解，借助水流的動能形成對初始顆粒碰撞集聚所需要的連續(xù)均布紊動，達到混凝劑在原水中的瞬時均勻擴散及混合。調(diào)節(jié)池容積 3500m3。 在廠區(qū)的空地、各構(gòu)筑物的兩側(cè)及清水池上種植綠化帶， 既美化廠區(qū)風(fēng)景，同時又可減少各處理設(shè)施可能產(chǎn)生的環(huán)境影響。在廠區(qū)的最東面，為生活污水處理設(shè)施用地，整個 污水處理 廠由三條 6 米的主干道及兩條 米的次干道組成。小阻力配水系統(tǒng)的具體做法亦有多種型式，根據(jù)對幾種型式的對比，本工程采用 濾頭濾板的小阻力配水系統(tǒng) 。配水系統(tǒng)擔(dān)負著濾水收集和反沖洗的均布等作用，目前常用的配水系統(tǒng)有大阻力、中 阻力和小阻力三種形式。 通過以上方案比較，并考慮到本工程規(guī)模較小，用水量不大，因此選用 普通快濾池 過濾形式。 普通快濾池為傳統(tǒng)濾池，工作穩(wěn)定，出水水質(zhì)好，適應(yīng)性強，運行穩(wěn)妥可靠，反沖洗效果雖然稍遜于 氣水反沖洗 濾池，但亦很均勻、干凈，近年來由于電動閥門的使用，很多水廠也通過 PLC控制，實現(xiàn)自動化操作。其主要優(yōu)點為：布水均勻，反沖洗強度一致，反沖洗徹底，反沖洗效果好，均質(zhì)濾料能發(fā)揮濾層深層截污能力，延長過濾周期，濾后水質(zhì)好，節(jié)約反沖洗水量，一般可節(jié)約 20%以上，降低能量消耗。本工程過濾工藝主要對 氣水反沖洗 濾池和普通快濾池進行比較，最終確定過濾工藝。 16 根據(jù)上述比較，接觸絮凝斜板沉淀池處理效果好、占地又少，因此采用 接觸絮凝斜板沉淀池 。 本設(shè)備材質(zhì)采用乙丙共聚，具有美觀，表明光滑利于排泥，上升流速大，表面符合高，沉淀效果好等特點?，F(xiàn)在部分已建工程排泥不好，其原因是由于斜管的結(jié)構(gòu)形式造成的，因為其排泥面積只占其沉淀面積的一半，在特殊時期，如高濁期、低溫低濁期、加藥失誤期、污泥沉降性能，特別是排泥性能明顯變壞，在斜管排泥面的緣處由于沉積數(shù)量與由斜面上滑落下來的污泥 的數(shù)量大于排走數(shù)量，造成了污泥堆積，這樣就使斜管過水斷面減少，上升流速增加，增加了污泥下滑的頂托力，進一步增加污泥堆積。排泥必須順暢，排泥不暢，將直接