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山東杰魯特環(huán)保科技有限公司
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污水處理設(shè)備的自控系統(tǒng)是整個污水處理工程的重要組成部分，其設(shè)計好壞與控制設(shè)備選擇是否適當(dāng)，不僅關(guān)系著自控系統(tǒng)的性價比的高低而且對以后整個污水處理廠運行維護(hù)的難易有著重要影響。本文將以我公司所參與的某市污水處理廠這個實際工程為例，對污水處理廠自控系統(tǒng)的設(shè)計進(jìn)行詳細(xì)闡述。
污水處理概況
本工程采用水解-AICS處理工藝。其具體流程為：污水首先分別經(jīng)過粗格柵去除粗大雜物，接著污水進(jìn)入泵房及集水井，經(jīng)泵提升后流經(jīng)細(xì)格柵和沉砂池，然后進(jìn)入水解池。
污水處理自控系統(tǒng)設(shè)計的原則
從污水處理廠的工藝流程可以看出，該廠的主要工藝AICS反應(yīng)器是改進(jìn)SBR的一種，需要周期運行，AICS反應(yīng)器的進(jìn)水方向調(diào)整、厭氧好氧狀態(tài)交替、沉淀反應(yīng)狀態(tài)輪換都有電動設(shè)備支持，大量的電動設(shè)備的開關(guān)都需要自控系統(tǒng)來完成，因此自控系統(tǒng)對整個周期的正確運行操作至關(guān)重要。
好氧系統(tǒng)作為整個污水處理工藝能量消耗的大戶，它的自控系統(tǒng)優(yōu)化程度越高，整個污水處理工藝的運行費用也會越低，這也說明了自控系統(tǒng)在整個處理工藝中的重要性。
為了保證污水廠生產(chǎn)的穩(wěn)定和高效，減輕勞動強度，改善操作環(huán)境，同時提高污水廠的現(xiàn)代化生產(chǎn)管理水平，在充分考慮本污水處理工藝特性的基礎(chǔ)上，將建設(shè)現(xiàn)代化污水處理廠的理念融入到自控系統(tǒng)設(shè)計當(dāng)中，本自控系統(tǒng)設(shè)計遵循以下原則：合理、安全可靠、經(jīng)濟(jì)實惠、開放靈活。
張家口地埋式一體化污水處理設(shè)備結(jié)實耐用工程概況
匯總排放的生活污水處理采用的復(fù)合式AO處理工藝，再經(jīng)過消毒后達(dá)到《國家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB18918/2002；標(biāo)準(zhǔn)后部分回用于灑水和綠化，部分排入水體。
生活污水回用處理設(shè)備主要材質(zhì)為碳鋼（Q235A），設(shè)備設(shè)置自動控制功能，采用PLC獨立工作，正常工作時為全自動控制，必要時可切換為手動控制工作。
張家口地埋式一體化污水處理設(shè)備結(jié)實耐用污水處理技術(shù)
1、攔污設(shè)施
污水中含有各類漂浮物質(zhì)，需設(shè)置格柵加以攔截。以防止堵塞后續(xù)的水泵或處理設(shè)備；避免在后續(xù)水池內(nèi)沉淀，增加檢修次數(shù)。
2、水質(zhì)水量的調(diào)節(jié)
由于污水排放的水量、水質(zhì)很不均勻，造成污水來源水質(zhì)、水量波動較大，因此只有足夠大的調(diào)節(jié)容量才能使進(jìn)入生化處理的水質(zhì)、水量穩(wěn)定，因此必須設(shè)置調(diào)節(jié)池，進(jìn)行水量水質(zhì)的均衡，減輕后續(xù)處理構(gòu)筑物的沖擊負(fù)荷。
3、生物處理
對于生活污水，采用生物處理是的處理工藝，生物法工作過程為：通過馴化培養(yǎng)而聚集的優(yōu)勢微生物群體，在生長過程中利用周圍環(huán)境中的營養(yǎng)物質(zhì)即水中的有機(jī)污染物質(zhì)進(jìn)行新陳代謝，達(dá)到降解污染物、凈化水質(zhì)的目的。
污水進(jìn)入好氧處理，通過好氧生物的作用將污染物去除。其污染物去除機(jī)理如下所示：
有機(jī)污染物氧化反應(yīng)為（有機(jī)物以CxHyOz 表示）：
酶
4CxHyOz +(4x+y-2z)O2 ® 4xCO2+2yH2O+能量
氨氮氧化方程式如下：
亞硝酸細(xì)菌 硝酸細(xì)菌
2NH4++3O2 ® 2NO2-+4H++2H2O+能量 2NO2-+O2 ® 2NO3-+能量
降解水中有機(jī)物的同時，主要通過硝化細(xì)菌去除水中的氨氮。經(jīng)過此階段，污水已得到較*的凈化。
生物處理工藝按生物生長狀態(tài)，分為活性污泥法、生物膜法。
（1）、活性污泥工藝中生物以菌膠團(tuán)的形式懸浮于水中，通過曝氣混合分解污水中的污染物。活性污泥工藝按其運行方式分為：普通曝氣池、氧化溝、SBR、A/O、A/A/O等，主要應(yīng)用于大型的污水處理廠。除SBR工藝外，均需設(shè)置污泥回流泵，設(shè)備較多，所以SBR工藝在中、小型污水處理工程中也有應(yīng)用，但SBR工藝設(shè)計負(fù)荷較小，一般為0.1kgBOD5/m3?d，占地面積較大，由于潷水需要，水池深度較大，同時自動控制設(shè)備較多，一旦設(shè)備故障或運行參數(shù)發(fā)生變化，必須對整個運行程序進(jìn)行調(diào)整。另外，小型污水處理采用活性污泥工藝，容易發(fā)生污泥膨脹引起污泥流失，使處理池內(nèi)的污泥濃度得不到保證，從而影響處理效果。
（2）、生物膜法在處理池內(nèi)設(shè)置填料，作為生物的載體，使大量生物附著生長，同時污水中又有一定濃度的懸浮生物。按其運行方式分為：生物接觸氧化法、生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤等。生物濾池和生物轉(zhuǎn)盤一般使用于水量較小、進(jìn)水濃度較低的污水處理，由于其生物濃度較低，設(shè)計負(fù)荷較小，占地面積較大，抗沖擊負(fù)荷性能較差，目前使用的已較少。
生物接觸氧化法工藝通過配以高效填料，具有處理負(fù)荷高、耐沖擊負(fù)荷、不產(chǎn)生污泥膨脹，設(shè)施體積小、污泥產(chǎn)生量少、運行穩(wěn)定可靠、管理方便等優(yōu)點，該方法廣泛應(yīng)用于有機(jī)污（廢）水的處理工程，尤其適用于中小型地埋式污水處理站。所選用的填料安裝簡單、維修更換方便、不易堵塞、重量輕、比表面積大于300m2/m3，使用壽命可達(dá)十年以上。
由上述生物處理法的技術(shù)比較，生物接觸氧化法具有其它生物法*的優(yōu)特點，因此我方結(jié)合A/O法具有脫氮除磷效率高，生物接觸氧化法具有處理有機(jī)物負(fù)荷高的特點，將兩者優(yōu)勢結(jié)合起來，在O級生化池中設(shè)有高效生物填料，選用A/O生化法作為本工程的生物處理工藝。
設(shè)計范圍
污水處理站范圍內(nèi)的污水處理建（構(gòu)）筑物及配套建（構(gòu)）筑物的工藝、土建、電氣、儀表及供電線路及進(jìn)出水管線的設(shè)計。
體系機(jī)柜和接線
1、機(jī)柜所選用的首要元器件(包括插接件)均選用優(yōu)異原件，一切電子元器件及整機(jī)契合世界規(guī)范和部頒規(guī)范的請求，使之具有高度的牢靠性和互換性。
2、機(jī)柜內(nèi)的各種插件觸摸杰出，牢靠耐用、插拔便利，并具有防震止脫的辦法。
3、機(jī)柜柜體由金屬材料制成，面板選用不小于2mm厚的鋼板制成。屏的底部有可封閉的電纜孔。機(jī)柜的機(jī)械構(gòu)造能防塵埃，蟲及小動物，機(jī)械振蕩，濕潤及有害氣體的影響，機(jī)柜內(nèi)接插件部分不發(fā)生觸摸不良景象。柜內(nèi)設(shè)置照明燈，電源選用AC220V，燈與門聯(lián)鎖。
4、機(jī)柜門選用必定的辦法，以進(jìn)步抗射頻攪擾（RFI）才能。
5、機(jī)柜規(guī)劃滿足電纜由柜底或柜頂引進(jìn)的請求。
6、本體系對需求散熱的電源設(shè)備，供給排氣設(shè)備。
7、機(jī)柜柜體經(jīng)涂漆防護(hù)處理，漆膜具有杰出的附著力，平坦、光潔，無砂粒、流漆、斑駁，起泡、手印和粘附物等。無掉落或露底景象。機(jī)柜柜體色標(biāo)由買方供給。
8、柜內(nèi)接線端子選用萬可繃簧式接線端子，并使其在安裝、接線、修理、實驗和替換時便于操作，即為離柜底350mm以上和距柜頂150mm以下，每個端子排和端子有明白的象征，每根接線上都有必要套有線號管，線號管上應(yīng)標(biāo)有本側(cè)端子號、對側(cè)端子號、回路號，并與圖紙和接線相符。
9、柜內(nèi)繼電器、觸摸器等電氣設(shè)備選用施耐德商品，并經(jīng)買方認(rèn)可。
10、柜上的電纜固定杰出，避免掉落拉壞接線端子排造成事端。跳(合)閘引出端子與正電源恰當(dāng)隔開，跳閘合閘端子不相連。弱電信號線不與有強攪擾的導(dǎo)線相附近。
11、柜內(nèi)配線為耐熱、耐潮、阻燃的絕緣銅絞線。導(dǎo)線額外電壓為1000V。一般操控導(dǎo)線截面不小于0.75mm2，電流、電壓及斷路器合閘回路的操控導(dǎo)線截面不小于2.5mm2。
設(shè)備特點
便利性
1.設(shè)備在工廠整體組裝調(diào)試完成，省去了現(xiàn)場煩雜的施工，安裝及調(diào)試過程。設(shè)備可以埋設(shè)與地表以下，亦可放置在室外、室內(nèi)。
2.調(diào)節(jié)池、污泥池、缺氧池、生物接觸氧化池、二沉池、消毒池高度集成在一體化設(shè)備內(nèi)，處理水量從1-80（m³/h）
3.模塊化風(fēng)機(jī)房：風(fēng)機(jī)、排泥控制器、自動化控制柜合為一體安裝在風(fēng)機(jī)房內(nèi)。
高效率
1.設(shè)備采用潛水式曝氣機(jī)或低噪聲鼓風(fēng)機(jī)，曝氣效率高，運行穩(wěn)定，噪聲低。
2.采用公司特制生物填料，填料外部生長好氧菌，內(nèi)部生長厭氧菌，生個處理過程中同時存在硝化與反硝化過程，可在微單元內(nèi)同時脫氮、去除有機(jī)物。新型生物填料具有高的比表面積，單位容積內(nèi)生物量高，提高設(shè)備容積負(fù)荷1.5倍，進(jìn)水BOD高達(dá)400mg/h時，設(shè)備出水依然穩(wěn)定達(dá)標(biāo)！
3.兼氧池兼具污泥回流反硝化作用，為后續(xù)生化系統(tǒng)提供大量生物菌種，達(dá)到的脫氮、除磷效果。
低成本
1.土建成本低：因采用一體化設(shè)計，無需做任何鋼筋混凝土池體，只需挖好一體化設(shè)備基坑，做好墊層，放置好設(shè)備回填即可，設(shè)備上部可作為綠化地帶，停車場，道路等，土建工期大大縮短，節(jié)約成本。
2.設(shè)備成本低：采用玻璃鋼、碳鋼及不銹鋼箱體，模塊化設(shè)計，工廠規(guī)模化生產(chǎn)，速度快，生產(chǎn)工期短。
3.運行費用低：創(chuàng)新的工藝，優(yōu)良的設(shè)計，價值采用高效的生物填料，使整套污水處理系統(tǒng)高效運行，使每噸污水處理費用降至0.3元以下。具有利用太陽能及風(fēng)能的地方，可增配我公司的風(fēng)光一體發(fā)電機(jī)組為污水處理設(shè)備供電，可使污水處理電費為零。
4.管理費用低：自動控制柜可根據(jù)污水液位全自動控制兩臺水泵、兩臺風(fēng)機(jī)交替運行，當(dāng)一臺故障時，另一臺啟動使設(shè)備連續(xù)運行；當(dāng)污水?dāng)嗔鲿r，風(fēng)機(jī)能自動間歇運行，以保護(hù)生物膜的正常生長。自動控制柜有過流，缺相、過壓、欠壓等故障的自動保護(hù)功能，無需專人管理。
工藝流程技術(shù)更新
二沉池
改良A/O 出水混合液重力流至二沉池，依靠重力分離作用實現(xiàn)泥、水分離，沉淀污泥部分回流至A/O 系統(tǒng)以維持系統(tǒng)內(nèi)的污泥濃度，剩余污泥排放出系統(tǒng)。二沉池為平流沉淀池，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，共2 組，單組平面尺寸為31 m×6 m，有效水深為4.0m，超高為1.7 m，平均停留時間為4 h; 內(nèi)設(shè)刮泥機(jī)1 臺，潛污泵2 臺，泥位計2 臺(1 用1 備)。
混合反應(yīng)池
煤化工廢水二沉池出水中通常仍含有一定量的難生物降解COD，并且色度較大，不能達(dá)標(biāo)排放。通過在混合反應(yīng)裝置中投加活性硅藻土和炭粉、絮凝劑和脫色劑等，可有效去除二沉池出水中的色度和有機(jī)物。
二沉池出水上清液重力流至混合反應(yīng)池，采用機(jī)械混合反應(yīng)裝置，鋼筋混凝結(jié)構(gòu)，共2 組，每組混合裝置平面尺寸為2 m× 2 m，反應(yīng)裝置平面尺寸為5 m× 5 m，有效水深為5.1 m，平均停留時間為1 h ;內(nèi)設(shè)可調(diào)速葉槳攪拌機(jī)1 臺，變頻調(diào)速提升攪拌機(jī)1 臺，投加設(shè)備4 套。
高密度沉淀池
高密度沉淀池處理工藝主要是通過活性硅藻土和炭粉的物理化學(xué)吸附功能，進(jìn)一步吸附去除污水中難降解的COD，同時使得活性硅藻土與炭粉和廢水中的雜質(zhì)一同沉淀，部分活性硅藻土和炭粉回流到吸附段的首段繼續(xù)反應(yīng)，剩余活性硅藻土和炭粉排出送走。
混合反應(yīng)池的出水重力流至高密度沉淀池。高密度沉淀池為斜板沉淀池，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，共2組，每組高密度沉淀池的平面尺寸為12 m× 12 m，有效水深為7.3 m，超高為1.0 m，斜板數(shù)量為120m3。內(nèi)設(shè)可提升刮泥機(jī)1 臺，單螺桿污泥回流泵2臺，泥位計1 臺。
7BAF(曝氣生物濾池)
高密度沉淀池出水通過重力流至BAF。BAF采用親水性濾料，BAF 內(nèi)生長著一些世代時間很長的微生物以及硝化細(xì)菌，加上生物膜本身具有的富氧和缺氧層現(xiàn)象，具有吸附、截濾和生物降解的功能，作為廢水的深度處理回用手段，確保出水水質(zhì)達(dá)到設(shè)計要求。
曝氣生物濾池為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，共4 組; 單組平面尺寸為6 m× 7 m，濾料層厚度為6 m，超高為1m，曝氣布?xì)庀到y(tǒng)采用單孔膜曝氣器的布?xì)夥绞剑饬繛?.25 m3/(h˙個) 。
智慧城市網(wǎng)