自控技术在污水厂升级改造中的应用

自控技术在污水厂升级改造中的应用（通用12篇）

篇1：自控技术在污水厂升级改造中的应用

自控技术在污水厂升级改造中的应用

姚志明 文斌

天津市中环系统工程有限责任公司 300060 摘要：说明了污水处理厂升级改造过程中遇到的问题及解决方案。同时，描述了当今自动化控制技术、电视监控技术和工业控制网络技术在污水处理过程中的应用。关键词：升级改造、工业控制网络、二网合一

Abstract: the sewage treatment plant upgrading the problems encountered and solutions.At the same time, this paper describes the automatic control technology, television monitoring technology and industrial control network technology in wastewater treatment processes Key word：Upgrade、Industrial control network、Two network union

1、引言

随着我国经济发展的加速，城镇居民人口的不断增加，工业污水与生活污水的排放量在逐年增加，环境质量恶化正在逐步加剧。为了提高环境质量，“节能”和“环保”的重要性也就越发的明显。经污水处理厂处理的达标水，具有不受气候影响、不与临近地区争水、就地可取、稳定可靠、保证率高等许多优点。自动化控制系统为实现污水处理系统的高质量、低能耗、稳定运行提供了良好的手段，同时也使污水处理技术得到长足的发展和应用。

2、原有系统概况

东郊污水处理厂1989年8月开始建设，于1993年4月投入运行，污水处理厂设计平均流量40万m3/d，污水处理系统采用传统的活性污泥法，其中6万m3/d采用A/O法。污泥处理采用厌氧中温消化，沼气搅拌，带式脱水机脱水。氨氮、COD、SS三大主要污染物在处理后基本达到国家规定的二级出水标准。

为保证污水处理过程的安全性、可靠性和生产的连续性，污水处理厂的原控制系统设置了1个中央控制室及4个PLC分控站。中控室与分控站之间采用星型结构，使用RS-485进行网络通讯。各分控站主要负责对所管辖区域内主要工艺设备的自动监控和对生产过程的工艺参数进行监测，利用RS-485网络将数据上传至中控室。中央控制室可对全厂整个生产过程及工艺流程进行监视。污水处理厂设置有闭路电视监控系统，通过安装在厂区及车间内的摄像头，可以观测全厂的动态。

3、升级改造后实现的主要功能

工业控制网由数据服务器、监控计算机、交换机、可编程控制器和自动化仪表组成，每组PLC可单独作为一个分控站。分控站对污水处理的工艺过程进行分散控制，再由通讯系统、数据服务器、监控计算机组成的中央控制系统及中央控制室对全厂集中管理。该系统由三层组成，从上到下依次为信息管理层、控制层和设备层的金字塔结构，实现系统“集中管理、分散控制”的理念。其结构如图1所示：

图1 此次升级改造工程在原有系统的基础上新增设了1个中控室和4个分控站，并将原分控站作为分控子站纳入到新系统中。各分控站与中央控制室之间通过工业以太网进行数据通讯。网络系统采用光纤环型工业以太网，1000Mbps传输速率，全双工通信。网络系统如图2所示：

图2

4、改造过程中解决的技术难题 4.1、原有PLC系统的集成

升级改造的重点之一是：在保证原有系统正常运行的基础上，新系统需将原有系统纳入其中。由于原系统为10多年前的老系统，CPU模块及通讯模块的许多方面已不适合继续使用，在纳入新系统的同时，需对不适用的地方进行改造或更新。在改造方面，在原PLC基础上更换了通讯模块，CPU模块更新了软件，在中控室重新编制上位软件并将原上位软件功能完整集成。

4.2、工艺设备自带PLC系统纳入主系统中

污水处理工艺中包含有甲醇投加系统、加药系统、脱水系统等，各系统自带PLC系统，PLC品牌、型号不同。此次升级改造工程的上位软件使用的是GE公司的iFIX软件，PLC采用的是施耐德公司的Modicon Quantum系列产品，其他子系统采用的则有西门子公司的200、300系列PLC。将不同品牌、不同协议的系统集成进自控网络，还要保证系统的稳定就成了最大难点。针对这个问题，该系统采用了大量的第三方通讯软件及驱动，尽量利用常用的通讯协议如MODBUS、OPC等，这样就避免了各系统之间的通讯冲突问题，保证了系统的稳定性。

4.3、双中控室

此次改造原有中控室的同时，在另一处新增加一个中控室。两个中控室均能够对现场仪表及设备进行读取数据、状态监测和远程控制，能够同时记录工艺过程仪表及出水水质监测仪表的数据。两个中控室的任何操作不能相冲突。解决这个问题首先就需要对两个中控室的操作权限做出限制及操作确认，这样可以避免由于误操作而对现场设备造成的影响；其次就是控制限时方式，即当任一中控室对某一设备进行控制操作后，另一处的控制只能在规定的时间后生效，这样避免两个中控室同时控制，造成系统故障，也避免了由于频繁操作而对设备造成的损坏。

4.4、DLP显示屏

原系统的工艺流程图全部在模拟盘上显示，模拟盘只能静态的以线条形式显示工艺流程，已经不能满足现代化生产的需要。为了能够更形象，更直观的看到工艺过程参数及画面，在此次改造过程中安装了DLP大屏。DLP显示屏可以将多台计算机的显示画面融合、叠加显示。这样，操作人员就可以在监测工艺流程的同时查看该处的实时监控画面，及时掌握现场情况。

4.5、高清电视监控系统数字化

为了使操作人员更直观的监控污水处理的工艺过程，需将原有的电视监控系统进行了改造。首先，对原电视监控摄像机进行更换并在各重点工艺流程位置加装高清摄像机，同时使用高质量的视频编码器。视频编码器可将电视监控的模拟信号转换成数字信号，并通过以太网的TCP/IP协议进行传送。为了保证电视监控系统的画面质量，在视频转数字的格式上，选择的是清晰度较高但相对较占带宽的D-one格式。这样，就在保证了画面质量的同时也保证了电视监控信号能够融入整个工业控制网络中。

4.6、二网合一

由于将电视监控的视频信号转换为TCP/IP协议数字信号，百兆带宽的网络已明显不能满足系统的需要。为了保证系统数据的正常传输，需将光纤环网扩展成为千兆网络，这样就达到了使工业控制网络和视频监控网络二网合一，可以通过计算机接入环网查看数据或监控摄像机的实时视频，在节省投资成本的同时大大的提高了系统的灵活性。使用环网的另一个好处在于，即使网络的任意一处出现断点，网络仍然是连通的，不会影响到整体的系统运行，保证了系统网络的稳定性及可靠性。

5、结论 目前，该项目已通过天津市环保局环保验收，并通过环境保护部核查。该厂自投入运营以来，自控系统运行稳定、可靠，各项性能指标均达到了设计的要求，运行成本大大降低，节能环保效果显著，出水水质稳定，达到了国家1级标准，创造了良好的经济效益和社会效益。参考文献：

[1] 顾启峰，李玉庆，彭金利.天津污水处理厂升级改造工艺技术优选.全国城镇污水处理厂除磷脱氮及深度处理技术交流大会 论文集，江苏无锡2010.[2] 段永康.浅谈工业以太网的服务和应用.工业以太网与现场总线，1003-0492（2004）04-0040-03.

篇2：自控技术在污水厂升级改造中的应用

纤维束过滤技术在污水厂提标改造中的应用

摘要：针对江苏省污水处理厂提标改造中深度处理部分的选择,讨论了纤维束过滤技术的特点、工艺组合及应用等,得出该过滤技术和常规过滤相比,纤维束过滤具有占地面积小、处理效果好、使用寿命长等优点.作 者：吴敬东 Wu Jingdong 作者单位：启东市城市污水处理厂,江苏,启东,01期 刊：中国资源综合利用 Journal：CHINA RESOURCES COMPREHENSIVE UTILIZATION年，卷(期)：2010,28(7)分类号：X703关键词：纤维束过滤 提标改造 污水处理厂

篇3：自控技术在污水厂升级改造中的应用

关键词：PLC,水厂,自控系统,性能分析

近些年来, 各个城市的供水都是一个老大难问题, 且随着自来水厂规模的不断扩大扩建, 各种控制设备、技术都开始有所应用, PLC控制系统技术的应用尤其明显。PLC控制技术的应用给自来水厂带来巨大的经济效益和社会效应同时, 技术人员应注意总结其特点及其优缺点。而所谓的PLC控制技术, 是指利用专门在工业环境下应用和设计的数学运算操作电子装置, 来对自来水厂的水质及其他数据进行监控, 并执行相关的调节命令。PLC控制技术可在一定程度上减轻工人们的体力以及生产效率, 并极大程度提高设备的耐用度及可靠性。本文就PLC控制技术在自来水厂自控系统中的应用进行了论述, 以期达到技术探讨之目的。

1 自来水厂PLC的配置

自来水厂的PLC系统硬件配置常有CPU、AI模块、AO模块、DI模块、DO模块、通讯模块、电源模块、显示器、模块支架、2KWUPS等[1]。

配置PLC自动化控制系统的部位主要是水厂的取水泵站、加药站、加氯站、净化间站、送水泵站、变电所、控制室及监控系统。

水厂PLC系统用集散型控制方式, 可使各分站间用通讯母线联接起来, 极具可靠性, 且可实现数据资料共享, 达到计算调节、顺序和最佳控制之目的。

2 PLC技术在水厂各分站中的应用

2.1 取水泵站的PLC技术应用

(1) 检测参数:流量、温度、原水进水阀开度、原水PH值、浊度、原水进水阀超限位报警、原水进水阀故障报警、原水进水阀限位开关。 (2) 主要作用:可将原水泵及吸水井的运行状态、各种运行参数输送给监控计算机;并能接收与执行来自监控计算机的命令。

2.2 加药加氢的PLC技术

(1) 检测参数:溶液池液位连续检测、溶解池、超高位报警;计量泵开停、高低位、计量泵手/自动、计量泵故障、计量泵变频装置频率检测、计量泵冲程检测、计量泵变频装置故障检测、计量泵变频装置手/自动;搅拌器开停、故障等。 (2) 主要作用:将加药泵、加氯设备、药池等的运行状态、运行参数输送给监控计算机, 并接收与执行来自监控计算机的命令。

2.3 公共冲洗的PLC技术

(1) 检测参数:反冲洗水泵开停、故障、手/自动;反冲洗水泵电流;出口阀开关状态、故障状态、手/自动;反冲洗鼓风机开停、故障、手/自动;出口阀开关、故障、手/自动;出口旁路阀开关、故障、手/自动;反冲洗水流量。 (2) 主要作用:实现主站与子站之间用FIPWAY网络连接, 且主站与子站从系统上互为后备, 滤池的运行与反冲程序编写在子站内。这样做的目的可让系统更安全, 而滤池的控制系统电缆线却很少, 非常方便检修。

2.4 沉淀池PLC技术

(1) 检测参数.沉淀池水位、SCD、沉淀后浊度、沉淀池分管进水阀开关位置限位、沉淀池分管进水阀开关状态、沉淀池分管进水阀手/自动状态、沉淀池分管进水阀故障状态;排泥机运行/停比状态、排泥机前进/后退、排泥机手/自动、排泥机故障等。 (2) 主要作用:根据生产需要启用/停用沉淀池;且根据污泥浓度开关或时间周期进行决定是否需要排泥, 以及接收并执行来自监控计算机的命令

3 PLC技术的控制原则

(1) 根据PLC的I/O模块, 以及PLC自控设备, 都可以通过机旁控制箱进行手/自动转换, 并可在PLC站的OP面板上实现远程机旁控制箱、PLC站OP上和中控室中进行三点自由控制。 (2) PI, C站的OP上都可以显示跟设置现场操作过程所涉及的自动控制相关设备、仪表等运行数据以及上下限报警值, 并且这些数据都可以通过网络传送给中控室的监控计算机, 而中控室计算机也可通过网络控制各个自动控制设备等。 (3) 任何一个PLC站都设置2个复位按钮 (包括警铃复位按钮和故障复位按钮) 、1个警铃和1个故障指示灯。当自控设备出现故障时, 可由该PLC站的警铃、故障灯进行报警。且在弄清原因, 清除故障后, 才能通过该站的OP、和中控室监控计算机复位才能重新运行设备。如果没有复位故障报警, 那该自控设备无法继续启动。

4 性能分析

(1) 可靠性、稳定性和寿命周期。PLC系统的设计须满足工业等级要求, 符合国内、国际的安全标准。且须易配置、接线、维护、隔离性好, 结构坚固, 抗腐蚀, 并能适应较宽的温变范围。另外, 系统还须具有良好的电磁兼容性, 可承受较为恶劣的工业环境, 实现平均寿命15年以上。 (2) 先进和经济性。该系统具有完整的自我诊断功能, 可在系统运行过程自动诊断任意部件的故障, 且能够在监控软件中及时、准确地反映出来其故障状态、故障时间、故障地点等相关信息。在系统故障发生后, I/O的状态可以返回系统预先设置的状态。系统可便捷、准确地控制生产各个环节的运行, 较好的节约了人力资源, 大大提高了生产效率。 (3) 扩展性和兼容性。本系统采用目前较为先进的产品, 具有较强的兼容特性。为保证今后的扩建和改造时能够满足控制要求, 该系统在设计时已充分考虑其扩展性, 并在满足现有功能外, 预留20%的系统冗余。

5 PLC技术在自来水厂中的应用发展方向

电子计算机的执行能力是极少出现偏差错误的, 而生活中的很多细致而枯燥的工作正是需要这样的执行能力。因此可以说, PLC技术在各个领域中的应用是势不可挡的发展方向, 自来水厂管理方面也不例外。在不久的将来, 自来水厂的很多工作将由电子计算机来执行与控制, 操作与管理人员所做的工作只是对电子计算机的硬件与软件系统进行维护与保养, 这可大大节约了人力物力的投入, 又能很好地提高自来水厂的自净化能力, 有效避免人员操作所带来的二次污染。同时电子计算机能够更好的分析计算水厂的各个参数, 因此可比人类更好的应对不同淡水净化问题。因此, 可以预见的是, PLC技术将在自来水控制工程中的应用大有发展空间。

6 结束语

随着PLC技术在水厂自控系统中的应用越来越普遍, 可使水厂自控系统朝生产信息采集、信息集成和信息传递, 且与企业的生产水质监控、生产工艺调度、自动投加药方向发展。应积极促使水厂在生产、营销和办公等方面应用计算机软件技术, 全面优化企业生产技术, 从而形成比较规范的、现代的信息化管理系统。

参考文献

[1]刘建顺, 赵岚光, 董洁等.水厂PLC自控系统分析与设计[J].电气应用, 2007 (05) :324-327.

篇4：自控技术在污水厂升级改造中的应用

【关键词】H9000 V3.0；水电厂改造；监控系统

0.引言

受改造电厂是70年代中期建成投产的老水电厂，在旧系统的工作方式下，效率低下，反应滞后，运行维护人员编制臃肿，该厂于2004年起逐步对全厂4台机组的监控系统进行改造，选用了中国水利水电科学研究院自动化所的H9000 V3.0系统。此前该系统已被应用于东北白山梯级等近百个大中小型水利水电自动化工程、三峡梯级调度中心及左岸电站计算机监控系统工程，其技术成熟性已经实践充分检验，本文主要介绍H9000 V3.0系统的主要技术特点以及在老电厂升级改造方面的应用。

1.H9000 V3.0系统的技术特色

1.1新型的系统结构

H9000 V3.0在系统结构上采用了LCU可编程控制器直接挂上以太网的方式，工业控制微机（简称IPC）仅作为现地的辅助控制人机联系设备，系统正常运行时，IPC可以退出运行，避免了其由于机械硬盘等造成的可靠性瓶颈，使LCU的可靠性大幅度提高，基本上可以满足水电厂无人值班运行的要求。

1.2 WEB浏览

H9000 V3.0具有WEB浏览功能，系统的使用及维护十分方便。为了确保系统的安全性，可设硬件或软件防火墙。同样，WEB浏览功能充分考虑了与H9000系统原有图形界面的兼容性，woix软件可完全识别原H9000系统数据库的图形文件，并且外观效果与oix完全一致，实现了百分之百兼容。

1.3系统集成工具软件

H9000 V3.0系统在原开发工具软件的基础上，进一步充实完善，不仅提供IPM交互图形开发系统、DBgen数据库开发系统、PDC综合计算工具软件、ControlLock控制闭锁工具软件、API接口、DEtool数据工程软件，进一步提高了系统开发集成效率和质量，也为设计部门和最终用户提供了有效的系统设计开发手段。

1.4国际标准通讯规约

通过与ABB、Alstom等公司在三峡工程的合作，H9000 V3.0系统在通讯规约方面获得进一步充实，不仅支持DL476-92、m4f、SC 、1801、CDC 8890 Type II、CDT及Polling等传统远动规约，而且研制开发了IEC 870-5、DNP3.0、TASE-2规约通讯软件，形成了较为完善的通讯软件包。

1.5 On-call技术

H9000系统可对系统数据库进行设置定义，当发生事故时，监控系统可进行电话自动报警或手机短信息报警。系统还提供电话查询功能，任何人只要拨查询电话，即可查询电站当前设备运行情况，如有无故障及故障报警信息，重要运行参数等。On-call技术已成为水电厂实现“无人值班”（少人值守）的重要设备。

2.H9000在旧厂改造中的应用

老电厂的升级改造面临的问题比较复杂，涉及到新旧系统的并列运行，和调速、励磁、保护系统以及各种辅机的兼容等等问题。现就H9000系统应用若干方面的一些心得和遇到的问题作一个小结，希望能对类似的升级改造工作提供参考。

2.1系统配置

改造中，系统的配置是首先要遇到的问题，在下位机LCU进行配置时，用户应明确自己的改造量大小，因为GE90-30系列PLC采用扩展槽加模块插件的扩展方式，而插件种类又比较丰富，如模拟量、开关量I/O模块就分别有8通道、16通道、32通道等几种，用户应根据自己情况和将来可能进行的升级计划需要来有目的的选择配置，以达到较好的利用率和经济性。

2.2兼容性和开放性

充分的开放性和强大的兼容性是H9000系统的重要特点之一。

H9000系统可以面对不同厂家、不同技术标准、不同新旧跨度的多种传感器、变送器，得益于H9000丰富的通信接口协议和所采用的PLC宽广的接入能力，新旧设备可以理想地整合，因此可以节省大量的资金，使原有设备发挥了更高的效率。另外在开放性方面，H9000系统强大的开发工具软件也为系统日常的维护和扩展提供了便利，使用时可以自主增加数据采集量，加入对新增设备的控制。

2.3可靠性

H9000系统的硬件可采用多层次的冗余措施，所有网络节点均可以支持冗余配置，由软件实现冗余设备的检测与故障诊断，实现冗余部件的无扰动切换，确保系统中某一部件的故障不影响系统的正常运行。

在上位机部分，H9000系统的软件总体设计技术采用了无主设计的概念，即系统中任何一个计算机节点的应用软件配置是完全相同的。当任何一个计算机节点出现故障时，其他节点可以无缝接管。因此，当一个系统具有多台计算机节点时，计算机出现全部故障的概率可以认为是零，系统永远是可控的。

在下位机部分，工业级的可编程逻辑控制器（PLC）几万小时的无故障工作时间与科学的程序设计保证了系统长期运行的稳定性，而且在PLC程序跑飞或与外界通讯故障时，系统能稳定在故障前状态， PLC依据自身的顺控流程维持机组运行，不会导致机组失控，并发出声光报警，提示维护人员消缺，在运行中这一点在老电厂相对恶劣的电磁环境以及承受系统冲击时作用显得尤为突出。

2.4网络与数据通信

H9000系统采用主干型局域网络拓扑结构，数据流在网内对等共享，基于此，只要通信协议支持，理论上可以无限制地加入网络节点，老厂升级时可以依托该结构将主控站的感知和控制范围大大扩展。但是，在多年的运行使用过程中，我们也发现系统对数据刷新的反应略显迟滞，我们认为这是硬件配置水平固定的前提下，程序规模的增大，顺控流程的执行方式以及串行排队通信特性造成的，但实践证明并不影响电站运行，而如何编制高效率的顺控流程以压缩软件规模，缩短执行时间，各种相关刊物都有不同程度的介绍，笔者在此不再阐述。

3.结束语

经过几年的运行与维护实践，中国水利水电科学研究院自动化所H9000 V3.0系统经受住了老厂较恶劣的电磁环境，区域性电网相对频繁的波动和冲击考验，满足了新老设备共存的严苛要求，使运行人员实现了精减，老机组提高了运行效率，为该厂取得了良好的经济效益，总体而言，H9000系统凭借自己强大的功能、丰富的接口、可靠的稳定性，在面对情况较为复杂的老一代水电厂升级改造时，依旧能游刃有余。

【参考文献】

[1]王德宽.“从H9000谈水电站计算机监控系统国产化问题”.水电厂自动化，1998（3）.

篇5：城市污水处理厂升级改造技术

城市污水处理厂升级改造技术

摘要：为应对水环境的.持续恶化、减缓水域富营养化,12月24日,国家环境保护总局专门发布了<城镇污水处理厂污染物排放标准>,新标准对排放水质提出更严格的要求.实施时间7月1日,此后<国务院关于印发节能减排综合性工作方案的通知>“十一五”期间单位国内生产总值能耗降低20%左右,主要污染物排放总量减少10%的约束性指标.作 者：李成江 作者单位：中国市政工程华北设计研究院期 刊：建设科技 Journal：CONSTRUCTION SCIENCE AND TECHNOLOGY年，卷(期)：2010,“”(1)分类号：X7

篇6：自控技术在污水厂升级改造中的应用

摘要：结合e东污水处理厂工程实例,简要介绍了自动化控制系统城市生活污水处理工艺中过程监控及应用,并总结了当前阶段自控系 统实际应用中存问题,设计改造生产监控控制.作 者：于玖洋 徐长弓 作者单位：于玖洋(洛阳市e东污水处理厂)

徐长弓(洛阳水务集团有限公司,河南洛阳,471000)

篇7：自控技术在污水厂升级改造中的应用

为进一步提高小尚庄污水处理厂减排能力, 新乡市政府决定对小尚庄污水处理厂进行升级改造, 深度处理工艺采用连续砂滤, 设计出水水质为GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准。小尚庄污水处理厂升级改造工程于2008年10月开工。2010年12月一级A改造工程通过环保局验收, 排水达到国家一级A排放标准, 填补了新乡市城镇污水处理无一级处理的空白。

1 原有工艺

原有工艺及构筑物见图1。

2 现行水质状况分析

污水处理厂进出水水质指标是进行污水处理厂工艺升级改造的前提。参照小尚庄污水处理厂前期工程设计进出水水质标准并对该厂2008年10月至2010年12月的进、出水质化验数据进行统计分析, 绘制了该时间段进、出水水质月平均值变化趋势图, 见图2。

从图2可见, 小尚庄污水处理厂该时间段出水COD (平均值45.91) 、NH3-N (平均值5.51) 能够满足GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》中的一级B标准, 但出水SS (平均值20.8) 、BOD5 (平均值24.17) 超标。对于一级A标准, COD达标率为77.8%, NH3-N达标率为81.5%。可见, 改良型A/O生物脱氮除磷工艺的处理能力仅能满足现有的要求。

3 升级改造方案分析

小尚庄污水处理厂现二级处理工艺采用改良型A/O工艺, 出水水质仅能满足GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》中的一级B标准。经可行性研究, 要使出水水质达到一级A标准, 污水厂要优化调整运行参数, 进一步保证对SS、N、P、BOD5等污染物的去除率。为了保证出水水质的稳定达标排放, 还必须在生物强化处理后增加深度处理设施。

针对该项目要求的出水水质标准.通过水质特性分析, 深度处理设施考虑使用V型滤池、膜过滤、曝气生物滤池或连续砂滤池其中某项工艺, 并对这几项工艺进行比较分析。

V型滤池由于气、水反冲洗再加始终存在的横向表面扫洗, 冲洗效果较好, 冲洗水量大大减少, 但需定期反冲洗。两组V型滤池需轮流进行, 处理水量不稳定, 且通过砂滤层的水头损失较大。

膜过滤是一种与膜孔径大小相关的筛分过程, 以膜两侧的压力差为驱动力, 以膜为过滤介质。在一定的压力下, 当原液流过膜表面时, 膜表面密布的许多细小的微孔只允许水及小分子物质通过而成为透过液, 而原液中体积大于膜表面微孔径的物质则被截留在膜的进液侧, 成为浓缩液, 因而实现对原液的分离和浓缩的目的。该工艺出水指标很好, 但工程费用及运行膜更换费用较高。

曝气生物滤池主要依靠滤料上的生物膜净化污水, 是一种高负荷生物滤池。微生物附着于全浸没在水中的特殊介质上, 污水从滤池底部滤头进入生物滤池, 通过滤料上微生物降解有机物。同时水中的悬浮杂质也被滤料截留, 清水从滤池上面流出, 上清液部分回流脱氮, 微生物所需氧气从滤池底部曝气器进入滤池。生物滤池工作一定时间后, 滤料间截留的悬浮物增多和滤料上附着的生物膜增厚, 导致过滤层水头损失增大, 此时需进行反冲洗, 利用气、水将悬浮物和老化的生物膜排除滤池。出水指标中SS一般达不到GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准, 需加设一道砂滤处理方能达到相应的要求。

连续砂滤池是一种集混凝、澄清、过滤及反冲洗为一体的高效过滤器, 过滤和洗砂同时进行, 不需停机反冲洗;采用单级滤料, 无需级配;无需反冲洗水泵及其停机切换用电动、气动阀门;无需单设混凝反应池。由于污水深度处理需截流大量不溶解性的絮凝体, 砂层截流量大, 传统的砂滤池, 反冲洗频繁, 严重影响深度处理的产量及出水水质的稳定性。连续砂滤池的过滤反冲洗在一个池内同时进行, 适用于直接过滤工艺, 二沉池出水经过管道混合器与混凝剂混合后进入连续砂滤处理系统, 过滤后出水排入河道或接入中水用户。连续砂滤池设备简单, 操作容易, 免维护[1], 在连续过滤的同时完成反冲洗, 即不需要滤池运行就可以清洗砂床。

结合该污水处理厂原有构筑物、原有工艺及经济等多方面综合分析, 该工程升级改造采用连续砂滤池工艺。

4 工艺设计

4.1 升级改造后工艺流程

升级改造后的工艺流程如下图所示。

说明:虚线框内为新增升级改造工程工艺。

4.2 主要处理构筑物

4.2.1 深度提升泵房

由于现污水处理厂生化池采用改良A/O工艺, 排水连续稳定, 经提升泵自流到连续砂滤池。提升泵房为地下式钢筋混凝土矩形结构, 设计尺寸为10.7mx8.8mx4.2m。安装潜水离心泵4台, 3用1备, Q=2 700m3/h, H=8m, N=80k W。

4.2.2 连续砂滤池

连续砂滤池主要功能为悬浮物 (ss) 、总磷 (TP) 及颗粒性有机物的去除。池体为钢筋混凝土结构, 共1座, 平面尺寸为34mx47.3m, 池体有效深6.25m。设计水量为15x104m3/d, 总变化系数1.2。安装布水洗砂装置160格, 每格过滤面积5m2。

4.2.3 空气压缩机房

空气压缩机房为连续砂滤池提供充氧所需的空气量。空压机房为砖混结构, 共1座, 平面设计尺寸为15.0mx9m, 总高9m;设计供气量为4 900m3/h, P=1.6bar;安装搅拌器3台, N=5.0k W;安装加注计量泵3台, 流量为521L/h, P=3Pa, N=1.0k W;安装螺杆空气压缩机3台, 2用1备, Q=1 710L/min, P=7.5bar;安装储气罐1座, V=410L。

4.2.4 聚合氯化铝加药间

为弥补生物除磷不足.升级改造设计采用化学药剂强化除磷[2]。采用液态聚合氯化铝PAC (有效成分约10%) 作为化学除磷药剂, 按照统计量, 需投加溶液的量约为200L/h, 每天需要液体PAC约为5 000kg。安装加药泵3台, 流量为521L/h, N=1.0k W, H=20m的配备溶药设备及搅拌机1套。

5 结语

随着国家法规对污水处理厂出水水质标准的要求逐步提高, 深度处理工艺在污水处理厂将得到广泛使用。连续砂滤池具有设备简单、操作容易、免维护、占地面积小、出水效果稳定、无需反冲洗, 工程投资低等优点, 适合各类污水处理厂使用。

摘要：新乡市小尚庄污水处理厂目前采用改良型A/O生物脱氮除磷工艺, 出水排放标准为国家二级 (其中COD为一级B) 。为使出水水质达到一级A标准, 需对污水处理厂进行升级改造。在对该厂实际运行进出水水质进行统计分析, 并充分考虑现有处理设施运行情况后, 提出用“改良型A/O+连续砂滤池工艺”对原污水处理工艺进行升级改造。

关键词：污水处理厂,升级改造,改良型A/O工艺,连续砂滤池工艺

参考文献

[1]王卿卿, 王社平, 鞠兴华.城市污水处理厂及中试装置设计水质统计分析与确定[J].工业用水与废水, 2008, 39 (2) :52—55.

篇8：浅析生物技术在污水处理中的应用

关键词：生物技术 污水处理 应用 生物膜法 生物强化

0 引言

随着工业的高速发展，水环境污染问题越来越严重地威胁着人类的生存环境，制约着社会和经济的进一步发展。因此，水污染控制成为全世界共同关注的问题。目前水处理技术中，生物处理法已成为世界各国控制水污染的主要手段，尤其是现代生物技术将成为水污染控制领域重点开发和应用的技术手段。随着国家节能环保战略的深入，生物技术在各领域特别是污水处理方面产生了巨大的社会效益和经济效益，与传统的物理、化学处理手段相比，运用生物技术处理废水，具备低成本和高效率的双重优点，本文主要从原理、操作方法和技术特点等几方面对生物膜法技术和生物强化技术在污水处理中的应用进行简单分析。

1 生物膜法技术的主要特点

生物膜法是令微生物附着在惰性滤料上，形成膜状的生物污泥，从而对污水起到净化效果的生物处理方法。生物膜法技术在20世纪六十年代开始出现，起初主要应用于工业废水处理包括高负荷生物滤池、塔式生物滤池等方面，后来扩展到接触氧化法，并广泛运用在纺织、印染、化纤等化工行业的废水处理。其中，接触氧化法因填料做不到经久耐用、成本低廉，且对大型池的均匀布水布气存在技术困难等，在城市污水处理工程中无法得到广泛应用。研究结果显示，高负荷生物滤池/固体接触法和生物曝气滤池法等生物膜法技术的突破和投入使用，表明生物膜法在市政污水处理上的良好前景。

首先来看这两项技术的原理。高负荷生物滤池/固体接触，英文简称TF/SC，属于美国的城市污水处理标准技术，国内由国家市政工程西北设计研究院与兰州铁道学院联合开发，通过在试验室、中间试验和工程生产试验等各个环节实施全流程试验，获得完整的设计参数后，并建设两座污水量为10×104m3/d的规模处理厂投入实用。生物滤池则属于用卵石或塑料填料的深式、塔式滤池，国内研究结果表明，卵石填料的负荷是TF/SC工艺是否高效的关键指标，它的原理是拦截回流污泥，使之与生物滤池混合曝气，然后进行生物絮凝、生物吸附两种生物反应，把废水中的细小颗粒和凝聚能力较差的生物膜集合凝固，与此同时，还能吸附、降解掉其中的有机污染物，这种工艺处理污水时，在固体接触池中的停留时间不长，美国为30分钟左右，国内设计时长多为45分钟。

其次，由于生物滤池、固体接触池和絮凝沉淀池都处于高负荷状态，停留时间短，所以工程造价低，能耗少。数据显示，运用TF/SC工艺处理污水的工程总投资比传统的活性污泥法降低约20%，而且污泥量减少20%多，大量节省了污泥处理费用。

其三，除成本降低外，生物膜法还具备耐冲击、运行稳定、操作简单等特点。

由于我国城市污水处理厂数量少，污水处理率低，需要大量建设，而目前城建资金来源不足，必须采用新技术降低工程造价，所以，生物膜法在国内城市污水处理的应用前景十分广阔。

2 生物强化技术的主要特点

生物强化技术是一种利用生物治理废水的高效技术,在废水治理中具有广阔的应用前景。与传统的活性污泥法相比，生物强化技术更体现出易于操作、针对性强等优点，这种废水处理技术主要研究并投放特殊菌种进入污水，通过其新陈代谢，将分解并吸收废水中的一些物质，净化污水，具有明显的低成本、高效率等特点，所以在近期成为废水处理领域的重要研究方向。

首先来看其技术原理。所谓生物强化技术，就是以生物制住生物，以菌制菌，向自然菌群中投入特殊的微生物以增强生物力量，并对污水等特定环境或特殊污染物加以反應。按投入菌种与底质之间的不同作用，可分为直接作用与共代谢作用两种方式。

其中，直接作用是以驯化、筛选、诱变、基因重组等一系列关键技术的实施，获得一批以污水为主要能源的微生物，然后复制投入一定数量，对目标物质进行降解，达到去除污染的目标，这种技术方法使用的菌株大多通过质粒育种和基因工程获取。共代谢作用则是针对废水中的一些有害物质，在一定条件下降解，改变其化学结构，从而降低物质的有害性，主要包括菌株通过新陈代谢将二级基质共同氧化、不同微生物之间的协同作用、休眠细胞对污染物降解等三种类型。这三种类型所采取的原理有所不同，例如不同微生物协同，是因为有些污染物的降解必须以两种甚至多种微生物共同作用才能完成，通过几种微生物的交替作用，微生物制造氧化物，然后氧化物再被另一种微生物降解，多次作用后彻底消除污染物。再如休眠细胞降解，由于处于休眠状态的微生物在含有不同有机物的污水中会产生不同的酶，在一定条件下可以相互作用，降解废水中的不同有机物。

其次来看其应用。生物强化技术作用用于焦化废水、印染废水和制药废水等几个领域。焦化废水因成分复杂，无机物和有机物的种类多，被列为难以降解工业废水，一般通过投放高效菌种，以固定化、高效降解微生物法等强化技术来进行处理。而印染废水中的有机物含量非常大，以前采用生物膜法来处理，无法有效去除其中的有机物，通过应用高效脱氧色菌和PVA降解菌，加快生物膜的形成速度，稳定性好，效率高。对于制药废水，近年通常以混合菌种加以处理，并得到广泛推广。因为混合菌比单一菌种具备更强的降解能力，降解速度和降解效率明显提升，并且在稳定性和抑制其他杂菌生长等方面有大幅改善，这些特性单靠单一菌种根本无法完成。

总的说来，由于成本低廉、操作简单、效率较高，生物技术在污水处理领域不断得到推广，并取得显著效果。随着对生物膜法和生物强化等生物技术的深入研究，发展出越来越多污水处理技术，成本降低和效益提升日渐突出，我们只有不断吸收国际上先进的生物技术信息，勇于创新，敢于实践，才能逐渐提高国内污水处理的系统性水平。

参考文献：

[1]蔺向阳.小议污水处理中生物技术的应用分析[J].今日科苑. 2010（4）.

[2]杨敦培，李雅婕.谈焦化废水的生物处理技术[J].广东化工. 2011（2）.

[3]陈瑛.论生物强化技术在污水处理中的应用[J].北方环境.

2011（11）.

[4]陈汉标.生物膜法技术在污水处理中的应用[J].中国城市经济.2011（12）.

篇9：自控技术在污水厂升级改造中的应用

1 纤维束过滤技术

纤维束过滤技术采用软填料—纤维束作为滤元,其滤料单丝直径可达几十微米甚至几微米,属微米级滤料,具有巨大的比表面积和表面自由能(d50:80 000 m2/m3,而砂d1000:6 000 m2/m3)。与均值滤料相比,纤维束滤料过滤具有更高的过滤精度、滤速和截污能力,可将滤速提高两倍以上,而出水浊度可以降低70%[2],同时纤维束滤池由于采用纤维滤料,大大提高了接触面积[3],可减少近50%的占地面积[4],出水水质也更优良。

1.1 高效纤维束滤池工作原理

高效纤维束滤池是一种全新的重力式滤池,其工艺系统如图1所示。

纤维束滤料用联接件固定在滤池的上滤板与下滤板之间,其中下滤板固定,上滤板可上下调节。过滤时,原水通过进水阀进入纤维束滤池,自上而下流过滤料层,纤维束向下推移弯曲,下端压缩堆积在下滤板上,上端被拉伸舒展,滤料层形成沿水流方向密度逐渐增大的理想状态,实现理想的深层过滤。王德英等[5]通过对纤维束滤床过滤性能的研究发现纤维束滤床孔隙尺寸分布合理,类似于理想滤层,在过滤中整个滤层都能发挥截污作用,相应地,水头损失也较均匀地分布于整个床层。清水通过出水阀流出纤维束滤池。清洗时,反洗水通过反洗水泵、反洗进水阀进入纤维束滤池,自下而上流过滤料层,纤维束向上伸展放松,反洗出水通过反洗排水阀排出纤维束滤池,空气通过风机、反洗进气阀进入纤维束滤池,自下而上通过滤料层排出,截留的悬浮物被洗脱下来并随反洗出水带走。

(1)进水阀(2)出水阀(3)反洗进水阀(4)反洗进气阀(5)反洗排水阀(6)正洗排水阀(7)风机排气阀

1.2 高效纤维束滤池特点

(1)占地面积小。纤维束滤池的平均滤速可高达18~20 m/h,是砂滤池的3倍,可大幅节约占地面积。

(2)滤层密度可调控。滤层密度可调节和控制,满足不同过滤精度要求,避免过滤阻力上升过快。

(3)滤料使用寿命长。滤元性能不衰减,滤料不流失,且无需使用化学药剂清洗,使用寿命一般不低于10年。

(4)短纤维不脱落。滤元是由经过特殊处理的束状纤维长丝缠绕而成,运行及清洗时不会有短纤维脱落。

(5)清洗水耗低。纤维束滤池的清洗水耗一般为1%~3%,是砂滤池的1/2。

(6)工程造价低。纤维束滤池的工程造价与传统的砂滤池相近。

(7)运行成本低。纤维束滤池单位水处理运行成本(包括电耗、人工、折旧)<0.1元。

(8)易清洗。纤维束滤元不存在绑扎结点,清洗时处于舒展放松状态,容易清洗,而且由于纤维束滤元两端都悬挂在滤板上不会缠绕乱层,容许高强度气—水联合清洗,可保证清洗效果,防止滤层积泥。蒋轶锋等[6]通过对纤维束过滤器的研究认为气水联合反冲洗是适合恢复纤维束过滤器过滤效能的冲洗方式,在反冲洗水流量10~12 L/(m2·s)、水压0.1 MPa、空气流量60 L/(m2·s)、气压0.1 MPa的条件下,冲洗30 min能够有效地恢复纤维过滤器的过滤性能。

2 实现污水一级A排放标准的推荐工艺组合

2.1 微絮凝-纤维束过滤工艺

对于出厂水达到GB 18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B标准的污水处理厂,可以采用最简捷的微絮凝-纤维束过滤工艺,详见图2。

工艺说明:

(1)纤维束滤池可有效去除悬浮物,同时可降低生化需氧量、化学需要量、总磷、总氮等指标。

(2)微絮凝可以提高纤维束滤池对CODCr、BOD5、TP、TN的去除效果。对TP的去除滤前需投加铝盐或铁盐混凝剂,一般投加PAC(聚合氯化铝)或AL2(SO4)3(硫酸铝)5~20 mg/L。

(3)消毒可有效杀灭致病菌。一般采用氯气、二氧化氯、紫外线等。

2.2 生物过滤-纤维束过滤工艺

对于出厂水氨氮比较高的污水处理厂,宜采用生物过滤-纤维束过滤工艺,详见图3。

工艺说明:

(1)纤维束滤池可有效去除悬浮物,同时可明显降低CODCr、BOD5、TP、TN等指标。对TP的去除滤前需投加铝盐或铁盐混凝剂。

(2)曝气生物滤池可有效去除氨氮,同时可以降低CODCr、BOD5、TP、TN指标[7]。一般采用陶瓷滤料、泡沫塑料珠等滤料。

(3)消毒可有效杀灭致病菌。一般采用氯气、二氧化氯、紫外线等。

2.3 混凝沉淀-纤维束过滤工艺

对于出厂水TP较高(TP>1 mg/L)的污水处理厂,需要投加较多的混凝剂(混凝剂投加量>10 mg L),宜采用混凝沉淀-纤维束过滤工艺,详见图4。

工艺说明:

(1)纤维束滤池可有效去除悬浮物,同时可明显降低CODCr、BOD5、TP、TN等指标。

(2)混凝沉淀可有效去除悬浮物,降低滤池的负担。一般投加聚合氯化铝或硫酸铝15~50 mg/L。

(3)消毒可有效杀灭致病菌。一般采用氯气、二氧化氯、紫外线等。

3 高效纤维束滤池在污水厂提标改造中的应用

启东市城市污水处理厂一期工程2.5万t,于2006年正式投入运行,接纳废水主要是启东市城区生活污水及极小部分的经济园区的工业废水,工艺采用的是生物脱氮除磷的orbal氧化沟工艺,随着启东经济的飞速发展,城区人口的不断增加及省委省政府的提标改造的要求,启东市及时起动了启东市城市污水处理厂的二期工程即2.5万t的扩建工程及5万t的提标改造工程,深度处理具体设计工艺如图5所示。

纤维束滤池的作用主要是去除SS,同时去除部分CODCr、BOD5及TP。滤池设计滤速为20 m/h,强制滤速为20.8 m/h,总过滤面积为145 m2,格数为6,双排对称布置,单格尺寸为2 m×2.1 m×5.75 m,滤池水深3.2~4.2 m。反洗水强度为8~10 L/(s·m2),反洗风强度为60~80 L/(s·m2),运行周期为12~24h(可调整),反洗方式为水洗-气水混洗-水洗,反洗时间≤30 min(可调整)。滤池进出水水质设计指标见表1。

二期工程提标改造后于2009年6月底开始正式运行,滤池出水水质稳定达到设计要求,污水厂出水稳定达到一级A排放标准。

4 结语

纤维束过滤是一种理想的深层过滤技术,处理后水质能稳定满足设计要求,达到一级A排放标准。滤池过滤速度快,可达到20 m/h,因此可大幅度节省原厂面积。使用过程中可以根据过滤精度对滤层进行调节和控制。滤料性能不衰减,不脱落短纤维,且不需要对滤料进行特殊清洗,如使用化学药剂清洗,因此维护方便,不会产生二次污染。

参考文献

[1]江苏省住房和城乡建设厅.江苏省太湖流域城镇污水处理厂提标建设技术导则[M].北京:中国建筑工业出版社,2010.

[2]王美秋,信昆仑.纤维束过滤技术与均质滤料过滤技术的对比中试研究[J].中国资源综合利用,2007,25(3):20-22.

[3]赵晓光,周颖.重力式纤维束滤池在给水中的应用[J].工业水处理,2007,27(12):74-75.

[4]陈国锋,刘凡清.纤维束滤料与均质石英砂滤料过滤效果的比较[J].苏州科技学院学报(工程技术版).2007,20(2):54-56.

[5]王德英,周于,董正帅,等.纤维束滤床过滤性能的研究[J].过滤与分离,2007,17(2):15-17.

[6]蒋轶锋,王琳,王宝贞,等.纤维过滤器用于污水回用的研究[J].环境污染治理技术与设备,2005,6(12):97-100.

篇10：污水处理技术在水产养殖中的应用

【关键词】物理化学处理技术；生物处理技术；水产养殖；污水处理

1 水产养殖废水的物理化学处理技术

1.1 机械过滤

机械过滤的过滤装置是从传统的砂滤池的基础上发展起来的，其最基本的作用是阻隔与吸附。砂滤池在水域中可以有效地去除S，但是对于其中的N与P却很难达到净化的效果；斜发沸石对于一定量的氨有很好的吸附作用。机械过滤的过滤装置最初是一种筒状形式，周围装有过滤网，当把筒体部分放置在水中时，滤网的一部分自然也浸在水中，这样，养殖过程中产生的废水就可以从开口处流入筒体内，而污水中的杂质便可以被滤网拦住，过滤后的水再次流入水池中，而杂质等物质会被喷头冲到漏斗内，随后排出。

这种筒状装置最早在美国运用，随后瑞典又研制出一种过滤效果更好的过滤机。在工作过程中，污水会通过装置的下部与中心管中吸附污物的砂相混合，然后再由升液器将其推送到装置的上部进行分离，被去除的污物经过管道流入沉淀池，而被净化的水则通过另一个管道流入水池。

1.2 臭氧

臭氧具有一定的净化作用，它能够对细胞的细胞壁进行破坏和分解，进而杀死细胞内部的病原菌，因此，在污水处理过程中，经常会利用臭氧进行净化，一方面它能快速消灭病原菌等有害物质，另一方面又能增加水中的溶解氧，这样便能达到污水净化的目的。根据相关资料显示，臭氧在水产养殖中的污水处理效果显著，灭菌率可达98.16%。若将臭氧与生物滤池结合使用，效果将更加明显。

1.3 电化学

电化学主要是能够去除水中所溶解的部分亚硝酸盐和氨、氮成分。水中溶解的亚硝酸盐去除的时间与传导率成反比，也就是传导率增加，亚硝酸盐去除的速度越快、能耗越小。有结果显示，当输入的电流最大为2A时，所消耗的能量最少。

2 水产养殖废水的生物处理技术

2.1 活性污泥法

污水处理技术中应用较为广泛的是活性污泥法，现在运用的活性污泥法是在传统的活性污泥法基础上发展而来的，融入了氧化沟、间歇式活性污泥法等处理工艺。在水产养殖的排水沟渠中采用接近SBR的方法进行好氧厌氧处理工艺，效果会更加良好。在采用活性污泥法处理污水的过程中，水中的盐度越低，其脱氮的效果越好。

2.2 生物膜法

生物膜法所包含的处理工艺比较多，主要有生物滤池、生物接触氧化设备、生物转盘、生物硫化床等。

2.2.1 生物滤池

生物滤池的主要形式有3种，即平流式、降流式及升流式，但不管是哪种形式，其内部所充填的材料都是相近的，如碎石、煤渣、塑料等物质。生物滤池可以连续使用，滤料也不需要更换，因此这种处理技术比较经济。生物滤池的设计中比较关键的是其中的填料，池子的填料结构不能影响生物膜的生长，同时，池子的表面积也要适宜，有利于有机悬浮颗粒的捕集。

2.2.2 生物转盘

生物转盘是由固定在轴上的一串圆盘构成的，整个盘片分为两部分，一部分沉浸在水中，一部分露出水面，两部分中间有间隔，水与空气中的微生物共同结成生物膜，附着在盘的表面，当盘开始转动时，浸没在水中的盘片露出水面，盘片上本来附着的水因重力原因会沿着生物膜的表面下流，而氧随着盘片的转动也被带进了水中，然后在水中溶解，从而使水域得到净化。

2.2.3 生物转筒与生物硫化床

生物转筒是以生物转盘为基础发展而来的，20世纪中后期 在德国、丹麦等地应用比较广泛，从早期的单转筒型发展到如今的多转筒型。转筒内的填料比较多样化，波纹盘片、塑料球等都是比较适合的选择。在很多生物转筒的外部通常还设有集气装置，主要作用是增加水中氧的含量。

从本质上说，生物硫化床是一种生物膜法，负荷较高，主要是采用硝化滴滤和缺氧反硝化流化床进行结合的反应器，这样的处理效果更好。

3 水产养殖技术的自然生物处理

目前，国内运用的自然生物处理方法主要有湿地系统、鱼塘水生生态系统等，其处理效果相较其他处理技术更加彻底，能够有效地去除其中的氮磷成分。在这里，我们主要介绍自然生物处理方法中的一种——湿地系统。

国内采用的湿地系统主要是人工湿地。人工湿地具有一定的污水处理能力，可以有效吸附水中的氮、磷成分以及一些有机悬浮物。水产养殖场从本质上来说就是一个湿地系统，也就是说其本身就具有自净能力，如果将污物量控制在一定标准内，利用其自身的自净能力进行污水净化是完全行得通的，可以产生良好的环境效应与经济效应。

4 结语

随着世界淡水资源紧缺问题的日益加剧，水厂养殖业的污水处理技术也更加具有开发价值和应用前景。一方面可以采用物理化学生物处理技术，比较具有经济性；另一方面，也可以利用生物处理技术，尤其是其中的自然生物处理方法，因为水产养殖场本身就是一个典型的湿地系统，若将氮、磷成分以及其他一些有害物质控制在一定范围内，便可以充分利用其自身的自净能力进行水净化，这种方法能收到更好的环境效应与经济效应。

参考文献

[1]刘鹰，王玲玲等.集约化水产养殖污水处理技术及应用[J].淡水渔业，2011.

[2]陈佳瀛，杜立芬，张炜帆，钱辉仁.活性微生态制剂水族宝对水族箱水质处理效应的研究[J].安徽农业科学，2008（08）.

[3]丁永亮.世界养鱼工业的发展趋势与热点（上）（中）（下）[J].渔业机械仪器，2012.

[4]于光，李云晖，姚琛，尹立红，李新松，浦跃朴.聚己内酯纳米纤维膜固定化溶藻菌对藻类和藻毒素的生物降解作用[J].东南大学学报（自然科学版），2008（03）.

[5]牛天新，张永明，朱奇亮.生物膜法在去除城市地表水中氨氮的应用研究[J].环境科学与技术，2007（04）.

篇11：自控设备在水厂中的应用

从水厂生产实际情况和在自控系统中的作用来看, 水厂自控系统由生产现场设备层、生产过程监控层和全厂生产管理层三个层次组成:

生产现场设备层:包括各类仪器仪表和现场受控的各类执行机构和执行设备 (比如电机、阀门控制) 。

生产过程监控层:包括PLC控制系统及其控制网络, 它主要实现对生产现场设备层受控对象的控制、状态监视、数据采集、故障报警处理等功能, 是自控系统的核心部分 (如siemens) 。

全厂生产管理层:包括中心控制室、厂生产科室、厂长室, 主要负责全厂生产过程状态的监视和掌握以及故障报警、生产数据分析和报表生成等, 必要时可以参与远程控制。

从自来水厂生产工艺流程和工艺环节来考虑, 全厂自控系统由取水自控子系统、配投药自控子系统、沉淀排泥自控子系统、滤池自控子系统、消毒自控子系统、送水泵房自控子系统、水厂高低压配电监测子系统、水厂中心控制室等子系统组成。

全厂自动控制, 根据水源及水厂出水, 系统地控制每个环节的工作, 使其工作在最佳状态。采用变频凋速技术, 无级调速, 全范围的最佳控制, 灵活的控制方式, 全系列的保护, 显著的节电效果。根据总出水量控制加压水泵的工作转速和工作台数使管网压力在一定时期恒定。并能根据出水量白勺大小自动调整出水管网压力, 以补偿管网的水压损失, 保证最佳的供水效果:并达到最省电的目的。根据出水余氯自动调整加氯量, 保证出水质量。

以下, 将就水厂几个重要组成部分具体谈下自控设备的应用:

1 取水泵房

取水泵房的取水方式有两种:当水库水位达到设定水位时取水通过两只调流阀自流, 当低于设定水位时取水通过取水泵进水。

调流阀的控制方式有手动、中控和自动控制三种。自动控制时, PLC根据有关参数自动调节阀门开度, 以保证清水池水位保持在最佳水位段。自动运行时需设好清水池水位、工作阀门的选择等参数。

干式潜水泵的控制方式有手动、中控和自动控制三种。中控控制时, 操作人员通过计算机键盘或鼠标下达的命令, 来一步化开、关相应的取水泵和其出口阀门。自动控制时, PLC根据清水池的水位和设定的清水池水位上下限来自动调节, 以保证清水池水位控制在最佳的水位。自动运行时需设好清水池的水位上下限、工作泵的选择等参数。

2 加药系统

水厂加药间多安装有加矾系统和加碱系统, 加碱系统现未启用。加矾系统可以中控开关的设备有加矾泵、空压机、出矾阀门, 检测的开关量有加矾泵、出矾阀、进水阀、进气阀和空压机的开停信号;检测的模拟量有加矾泵的频率、矾池液位、源水浊度及模拟斜管浊度等。

矾池与加矾设备各有两组。加矾与矾池切换的控制方式有手动、中控、自动三种, 手动的级别最高, 自动和中控是在计量泵和出矾阀处于遥控方式下通过申请优先的方式取得。配矾的控制方式有手动与中控两种。

3 加氯系统

加氯系统的主要设备有气源切换部分、加氯机、漏氯报警系统等, 控制前加氯、后加氯、出厂水补氯以及气源的自动切换。采集滤后水的余氯和沉淀水的浊度值并送上位机显示。主要控制软件有自动加氯 (双冗余控制加氯) 、气源自动切换、漏氯报警软件。加氯控制分为加氯机控制以及PLC控制两种方式, 两种方式互为备用。两种控制方式都是有条件地通过申请优先的方式取得。

4 滤池系统

某水厂的V型滤池共八格, 整个控制系统由一个滤池公共PLC站和八个独立的PLC站来控制。主要被控设备有:三台鼓风机, 三台反冲洗泵, 八格滤池的气动进水、排水闸阀和气冲、水冲、清水蝶阀以及排气电动球阀等。每个滤格系统可独立完成恒水位的自动控制, 在公共系统的协调下完成滤池的自动反冲洗。滤格PLC与公共站PLC之间的通讯是由UNITELWAY主从通讯总线来完成的。

恒水位的控制:PLC采集滤格水位, 并与设定的控制水位相比较, 得出差值进行相应的PID运算后去控制清水蝶阀的开度, 来调节滤格的出水量, 使得滤池水位恒定在给定值附近。给定水位为1.20m, 上下偏差为0.05m。滤池在启用过滤时, 恒水位控制软件自行投入运行。只有满足清水池水位不低于设定水位 (2.5m) ;滤格反冲洗倒计时间 (可调) 到或水头损失差压达到0.15bar;鼓风机和冲洗泵处于自动控制状态且无故障的条件时, 自动反冲洗才能运行。

某水厂在几年的自控运行过程中, 发现有些单元的自控的效果不甚理想, 水厂的自动化也存在一定的局限性。

5 中控室计算机监控系统

中控室监控计算机采用Windows NT操作系统, 与各PLC站之间通过ETHERWAY通讯联络实现资源共享, 各PLC站之间通过FIPWAY通讯联络除了对本站设备进行操作显示外, 还可了解其他站的情况。所用监控软件为INTOUCH, 该软件人机界面好, 能根据需要进行动画链接, 比较直观。中控室监控计算机设有取水泵房、加矾间、加氯间、反应沉淀池、回收泵房、V型滤池、公共冲洗泵房、送水泵房、自动化总览、10kV一次系统、660V一次系统、低压系统等窗口。另外INTOUCH软件还具有实时、历史趋势功能, 能够了解生产参数的动态情况, 便于生产调度管理。此外在中控室设有打印机, 用于实时报警打印及生产报表打印。

水厂现行的自动控制水处理技术多是建立在处理“常规”水的基础之上。所谓“常规”, 就是摈除了有机污染、重金属污染、病毒污染、新型污染等因素。但随着现代工业的快速发展, 环境污染问题的日益突出, 如何应用自动化手段来处理非“常规”水, 也是我们迫切需要解决的一个问题。我们认为, 水厂自动化或智能化发展, 应与水处理技术根本性发展紧密联系在一起, 或者可以说为后者所内在需求。唯有如此, 才能更好地进行水质保障, 从而确保人体健康, 也能为社会经济的可持续发展提供可靠的服务。

摘要：水厂自动化或智能化发展, 将直接影响水厂供水的水质问题, 为了能够更好的确保人体健康, 保持社会的可持续发展。我们应该更好的做好水厂设备的自控。本文就水厂几个重要组成部分具体谈下自控设备的应用技术。

关键词：水厂,设备,自控

参考文献

[1]文瑾瑜, 张戎.水厂自控系统中调节阀的应用[J].自动化博览, 2005-12-30.

篇12：自控技术在污水厂升级改造中的应用

【关键词】污水处理厂；生物除臭；技术应用

前言

如今，随着社会经济的高速发展以及人民生活水平的提高，每日均有大量生活污水、工业废水或其它废水产生，而为了提高污水处理效率，污水处理厂在数目上同样呈逐年上升趋势。由于污水处理厂在净水过程中将排出的大量臭气，这些臭气不仅会对环境空气质量造成严重影响，危害生态环境，而且还会对附近居民的身体健康造成损害。随着维权意识与环保意识的增强，如何有效处理污水臭气成了人们日益关注的焦点。

1、除臭技术特征释意

以处理方法来划分，可将处理恶臭气体的方式分为生物法、化学法以及物理法等三种类型，例如生物处理、化学氧化、催化燃烧、吸附、焚烧等等。一般而言，要使用何种处理方法，需要根据场所实际情况、实施的可行性、设备空间及运行需耗资金等因素来进行考虑，从中择选出最适宜当时条件的处理方法。下面对几种常见除臭法的特征进行阐述：（1）吸附剂吸附法。该法属于物理方式，其最大特征是比表面积大，且对活性炭需求量也大，除臭过程中需对活性碳进行大量消耗，除臭效果不理想[1]。（2）热力学法。该法又被称为燃烧法，优点是经济方便，操作简单，然而由于作为实施场地的燃烧车间往往会出现新的污染源，因而该法较适于处理单一气体，对于污水处理厂内的混合型气体则处理效果不明显。（3）化学吸收法。该法相对热力学法而言成本较高，且同样不适于处理混合型气体，此外就目前而言，化学吸收法技术尚未成熟，在臭味处理上仍需要进一步发展和优化。（4）高能离子净化系统，该种技术可吸收空气中存在的硫化物和颗粒物等可对人体造成危害的物质，并能有效消除空气中飘浮的细菌，在国外被广泛应用于公众大厅、医院、办公室等公共场所，然而该技术虽然在细菌分解方面具有较好效果，在除臭效果方面却不甚理想。（5）植物吸收隔离法。该法不仅简单经济，且同时具有绿化和保护环境的作用，然而该法易受气候影响，一旦气温降低，除臭效果即大打折扣。（6）生物吸收法。该法具有投资少、维护管理方便易行、运行费用低廉、效果显著等特征，常见的生物吸收法有生物过滤技术、生物择选培养技术、生物滴滤技术及生物洗涤技术等四种。

2、污染水处理厂生物除臭技术

2.1生物洗涤技术

生物洗涤技术中存在两种处理方式，一种为通入生物洗涤塔，另一种则是通入爆气池法。

通入生物洗涤塔是由两个部分所构成，即吸收与生物降解。洗涤塔存在的主要作用是为恶臭气体与循环液的接触提供充分机会，使循环液能尽可能接触臭气并将其转入液相。具体过程：当恶臭气体流过塔内并缓缓上升时，富含微生物的循环液将从塔顶喷入，与气体进行直接接触，而在接触过程中，气体中的臭气将被循环液吸收并转入液相，而后流入生物反应池中，被生存于池内的微生物氧化分解[2]。

通入爆气池法是将各处理组收集的惡臭气体导入爆气池中，利用池内富含微生物的活性污泥混合液将臭气吸收分解的过程。通入爆气法具有运行费用低廉，操作方法简单易行等特点。然而在实际使用中，由于爆气池存在过爆气的可能性，往往会对池中的污水微生物造成一定影响，致使部分恶臭气体没能被完全吸收和分解，除臭效果不甚理想。

2.2生物过滤技术

生物过滤技术的除臭流程主要运用天然滤料来实现，通过存在于滤料中的微生物以及细菌来对气流中的臭气完成氧化降解工作，从而达到净化气流的目的。在一般情况下，气流中的臭气仅需依靠滤料自身拥有的微生物及细菌即可消除，不必额外添加化学药物或是进行细菌接种来增强除臭效果。因此，滤料材料品质在除臭中发挥着至关重要的作用，其品质直接影响除臭效果，为此，应重视滤料材料的选择工作。在择选滤料材料时，首先应考虑的是其是否适宜作为微生物及细菌的生长场所，常见滤料材料有土壤、沙石、木削、垃圾堆肥产物及贝壳等。随着近年来人工合成材料的发展，使得该类材料在表面积、均一性及强度等方面相较于大部分天然材料具有显著优势。

2.3生物择选培养技术

生物选择培养技术中，无论是生物吸收法，亦或是化学吸收法，由于两种吸收法都需要在污水处理厂中设置臭气吸收系统，因而往往会带来其它问题，例如系统中的管线及设备等极易受到硫化氢等腐蚀性气体的腐蚀，降低耐用性和稳定性，而系统的建设也会使成本增加，消耗不少资金，此外，若管理实施不当，一旦臭气中的可燃性气体积累到一定程度将可引发火灾甚至爆炸事件，不仅会为污水处理厂带来巨大的财产损失，还会严重威胁他人生命安全[3]。随着生物除臭技术的发展，一种新的生物择选培养技术应运而生。该技术名为HBR生物除臭技术，其工艺原理是模仿自然土壤的生物环境特征，同时嫁入HBR技术，设置生物择选培养池，并在其中置入装填有复合型活性催化土填料的微生物培养皿，从而为土壤菌提供良好的生存繁殖环境。在培养池内，一般微生物的繁殖生长活动受到制约，而部分具有特定代谢功能的微生物则获得活化并大量繁殖。当这些具有特定功能的微生物流入污水处理厂，通过水管道回流至生物池入口后，存在于污水中的恶臭物质将在此过程中被微生物吸附降解，从而实现控制污水臭气泄漏，优化除污性能的效果。

2.4生物滴滤技术

生物滴滤技术既不属于生物洗涤法，也不是生物过滤法，而是一种介于两者之间的生物除臭技术。生物滴滤技术中的滴滤塔同时具有液相再生与吸收废弃两种功能，塔内设置了诸多可为特殊微生物提供良好生长繁殖条件的填料，为臭所的降解与吸收营造良好环境[4]。当生物滴滤技术开始运作时，气体将由塔底流入其内，而在流动过程中，存在于塔内的接种挂膜生物滤料将会不断净化流过的气体，直到气流完全净化干净并从塔顶排出。相对于其它生物过滤法，生物滴滤技术的湿度及PH值等反应条件更易于控制，同时，比起一般的生物过滤法，生物滴滤技术特有的生物滴滤塔能够将含氮、硫等微生物在降解过程中形成酸性代谢污染物滤除干净。

3、结语

综合上述，生物除臭技术作为一种从源头遏止恶臭的处理方法，可在恶臭气体排出前将其降解消除，为污水处理厂解决臭气问题提供了一条创新有效的途径。通过参考国外经验并结合污水处理厂的实际情形，设计出适宜当地的生物污水除臭工艺，可充分提高污水处理厂除臭效率，实现环境及空气卫生质量的改善。

参考文献

[1]刘晓兰，康磊，卢义程.生物滤池加离子换风除臭技术在污水处理厂的应用[J].中国市政工程，2013（03）：45-47.

[2]邱芳.基于PLC的DCS控制系统在污水处理厂中的应用[J].科技致富向导，2013（11）：181.

[3]薛勇刚，薛韵涵，戴晓虎，章婷婷，陈阳.污水处理厂除臭技术比较及选择[J].给水排水，2013（S1）：218-222.