『壹』 (高分懸賞)水處理過程中怎樣應用plc
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介紹了縣級中小城市污水處理工藝,西門子S7-300 PLC主要特點,污水處理廠的自控要求、PLC的系統硬體配置、軟體設計,和實際運行結果。
可編程式控制制器PLC是實現污水處理廠自動控制的關鍵,縣級中小城市的污水處理廠處理能力一般在10萬m3/d以下,很多是1~5萬立方米/d,監控點數一般不是很多,而選用西門子S7-300 PlC是一種即經濟又切合實際的解決方案,它具有高度模塊化結構,指令集功能強大,能夠滿足多樣化和個性化的需求。
1 污水處理工藝流程
從當前污水處理工藝和技術研究、開發和應用的情況看,由於傳統的活性污泥處理工藝在中小規模的污水處理廠中存在基建投資高、運行費用高以及電耗高等問題,因此,處理水量在10萬立方米/d以下的縣級中小城市的污水處理廠處理工藝一般多採用氧化溝和SBR工藝。西北某縣城污水處理廠日處理污水4萬噸,處理工藝採用的是奧貝爾氧化溝。主要處理:工段有機械處理段、生物處理段、和污泥脫水處理段。機械處理段由粗格柵間、進水泵房、細格柵間、旋流沉砂池組成。生物處理段由厭氧池、氧化溝、迴流及剩餘污泥泵房、二沉池、接觸池等組成,污泥脫水處理段由儲泥池、污泥脫水機房組成。該工藝的流程見圖1。
城市污水管網收集到的污水到了進水泵房,在這里大的固體雜質被格柵機過濾掉,然後較稀的污水被提升泵送到旋流沉砂池,污水由於攪拌機和吸砂機的作用,其中的固體顆粒又被去除。下一道工序是污水先被送到厭氧池,目的是去磷、脫氮,然後流入氧化溝,這里有相應的菌種來分解、凈化污水,氧化溝中的污泥細菌生態系統維持存活的主要條件一個是污水中的有機物雜質,另一個就是氧氣的供應,所以氧化溝上的曝氣轉碟的作用是對污水進行充氧。經過氧化溝處理後的污水在二沉池沉澱後然後在接觸池加氯達標後可直接排放,多餘的污泥被排泥泵送到脫水機房,通過脫水處理,污泥被壓干製成餅,用作肥料。
2 自控系統的硬體選擇
污水處理主要是順序邏輯控制,這正是PLC控制的優勢所在。在眾多的PLC生產廠家中,西門子公司的S7-300 PLC系列產品以其較高的性價比成為眾多用戶的首選。S7-300是模塊化的中小型PLC系統,能滿足中等性能要求的應用,模塊化、無排風扇結構,各種單獨的模塊之間可進行廣泛的組合以用於擴展。介面模塊(IM)用於多機架配置時連接主機架(CR)和擴展機架(ER),S7-300通過分布式的主機架(CR)和二個擴展機架(ER)可以操作多達32個模塊。中央處理單元(CPU)集成有PROFIBUS-DP和MPI通訊介面,多點介面(MPI))用於同時連接編程器、PC機和人機界面等。信號模塊(SM)用於數字量和模擬量的輸入輸出。
3 總體控制要求及功能
污水處理廠自控系統的要求是對污水處理過程進行自動控制和自動調節,使處理後的水質指標達到要求的范圍;在公司中控室發出上傳指令時,將當前時刻運行過程中的主要工作參數(水質參數、流量、液位等)、運行狀態及一定時間段內的主要工藝過程曲線等信息上傳到公司中控室。功能如下:
1)控制操作:在中心控制室能對被控設備進行在線實時控制,如啟停某一設備,調節某些模擬輸出量的大小,在線設置PLC的某些參數等。
2)顯示功能:用圖形實時地顯示各現場被控設備的運行工況,以及各現場的狀態參數。
3)數據管理:依據不同運行參數的變化快慢和重要程度,建立生產歷史資料庫,存儲生產原始數據,供統計分析使用。利用實時資料庫和歷史資料庫中的數據進行比較和分析,得出一些有用的經驗參數,有利於優化氧化溝的准閉環控制,並把一些必要的參數和結果顯示到實時畫面和報表中去。
4)報警功能:當某一模擬量(如電流、壓力、水位等)測量值超過給定范圍或某一開關量(如電機啟停、閥門開關)閥發生變位時,可根據不同的需要發出不同等級的報警。
5)列印功能:可以實現報表和圖形列印以及各種事件和報警實時列印。列印方式可分為:定時列印、事件觸發列印。
4 系統構成及其布局
如果採用常規PLC集中控制方式,將現場信號通過電纜連接到集中控制室內的PLC上,由於工藝線路長、現場控制點分布范圍廣,需要敷設大量的電纜及橋架,且現場環境惡劣、其施工難度非常大。鑒於此,採用了PROFIBUS現場匯流排技術,根據工藝劃分,系統共設了兩個主站、兩個子站、兩個操作員站。採用西門子的S7-300系列PLC,主站採用CPU315-2DP,其帶有一個DP通訊口和一個MPI口。子站採用通用性較好的ET200M遠程模塊,用於現場數據的採集和控制,並藉助PROFIBUS(工業現場匯流排),方便控制網路系統的建立。其自控系統見圖2。
控制系統分為三個級別,即現場級、控制級、管理級。
(1)管理級
管理級集中監控各個分站設備的運行狀態。管理級現場匯流排選擇PROFIBUS-FMS匯流排,兩台安裝組態軟體的冗餘伺服器作為PROFIBUS-FMS現場匯流排的操作員站,安裝在控制室內,可以同時收集現場數據。伺服器採用WinCC組態軟體,並配有伺服器軟體包選項。
(2)控制級和現場級
控制級主要功能是接收管理層設置的參數或命令,對污水處理生產過程進行控制,將現場狀態輸送到管理層。根據本廠工藝流程和總平面布置,結合馬達控制中心MCC的位置和供配電范圍,按照控制對象的區域、設備數量,以就近採集和單元控制為劃分區域的原則,在進水泵房、變電所設兩座現場主站PLC1、PLC2。在加氯間、脫水機房設兩座現場子站,其中加氯間PLC1-1為進水泵房PLC1的DP從站,脫水機房PLC2-1為變電所PLC2的DP從站。現場主站與現場子站之間採用PROFIBUS-DP現場匯流排。現場主站PLC1、PLC2分別由電源模塊PS 307、CPU315-2 DP模塊和通訊模塊CP343-5及相應信號模塊SM組成。現場子站採用ET200M遠程單元,每個ET200M單元均由1個IMl53-2匯流排介面模塊和其它若干數字量、模擬量輸入輸出模塊組成。
進水泵房現場主站PLC1監控范圍為粗格柵、進水泵房、細格柵、沉砂池等,其主要控制對象為粗細格柵間的粗細格柵及進水電動閘門、進水泵房的污水提升泵、沉砂池的排砂裝置和砂水分離等設備,此外,還負責進水水質如pH、SS(濁度測量)等參數的在線檢測。其I/O配置為:DI=144、DO=48、A1=16。
加氯間現場子站PLC1-1監控范圍為加氯間、接觸池,其主要控制對象為加氯消毒等設備,此外其還負責出水水質如:余氯、COD、流量等參數的在線檢測。其I/O配置為:D1=48、DO=16、AI=8。
變電所現場主站PLC2監控范圍為厭氧池、氧化溝、迴流及剩餘污泥泵房、二沉池,主要完成對處理工藝參數的監測控制,如對溶解氧、污泥濃度、pH值、ORP值等參數的測控。對曝氣設備、攪拌設備、排水設備、污泥迴流及剩餘泵、刮泥機等進行操作控制,以滿足對處理出水水質的要求。其I/O配置為:DI=224、DO=8O、A1=24。
脫水機房現場子站PLC2-1監控范圍為脫水機房、儲泥池,其主要控制對象為儲泥池的攪拌器、電動閥門,脫水機房的進泥泵、輸送機、濃縮機、加葯系統等設備。其I/O配置為:DI=48、DO=16、Al=8。
5 系統軟體
計算機操作系統採用Microsoft Windows 2000 Professional中文版操作系統。歷史資料庫採用Microsoft SQLServer 2000中文版軟體。上位機監控軟體採用GE公司的iFIX3.5組態軟體來實現。
1)操作系統軟體Windows 2000 Professional中文版操作系統提供了一個快速、高效的多用戶、多任務操作系統環境,是目前使用廣泛的工控操作系統。資料庫伺服器採用Windows2000 server中文版配合Microsoft SQL2000使用,用來保存歷史數據。各工作站均採用Windows 2000 Professional中文版操作系統。
2)iFIX3.5監控軟體實現了對整個系統的開關量、狀態量、電量、模擬量的採集和處理,並顯示在主工作站的界面上;對一些污水處理廠重要的物理量如各個進水泵的電流、頻率、出口壓力等都實時顯示在主上作站的主界面上,便於調度員及時掌握系統的運行情況。
3)資料庫伺服器上安裝Microsoft SQL2000中文版資料庫軟體,用來儲存整個污水廠重要的歷史數據,通過iFIX3.5與Microsoft SQL 2000的通訊來讀取歷史數據。單獨設計一個資料庫伺服器可以避免因為系統局部故障導致歷史數據丟失現象的發生。
4)STEP7可以利用IEC-1131標准中八種編程語言中的6種(STL、LAD、FBD、CFC、SFC和SCL)進行編程、本系統利用STEP7對西門子可編程序控制器進行配置、編程。
6 結束語
用西門子S-300 PLC設計的自控系統在該污水處理廠投入使用以來,運行至今系統穩定、可靠。設備具有調試簡單、操作方便、使用安全、效率高、故障率低,污水處理效果好的特點,提高了勞動生產率,同時由於軟硬體均採用模塊化結構,方便了工程技術人員的安裝、調試和維修。
『貳』 水處理設計淺談:什麼是好設計篇
水處理是應用性的學科,行業技術也有著其自身的特點。
1、技術門檻普遍偏低
水處理工程的建設結果基本都比較直觀和易於理解,技術模仿和進入門檻普遍較低,模仿起來不需要有太多的專業功底,多花些心思琢磨後還經常能形成一些自己的改進。因為這些特性,行業尤其重商務而輕技術,碰到技術問題時通過監管漏洞以及商務技巧來迴避風險。另外,由於門檻低,大量的小環保工程公司也因此層出不窮。
2、入門易、精通難
水處理的項目看起來比較簡單、容易復制,但工程的實際效果往往不好,經常出現剛開始運行就要改造的情況。主要是因為水處理的變化性大,如果在工程設計時對各種要素評估不足、工藝設計中考慮不周全、工程建設水平控制不到位、調試應對能力不足等,都會導致工程結果不好。
水處理設計中,經驗佔了非常大的比重。在作為最權威設計依據文件的設計規范中,設計參數往往只是建議值而且取值范圍非常大;而水處理項目建成後實際進水值和設計值經常會出現較大的偏差,難以驗證設計參數的合理性;對於各單位的技術人員,接觸到的項目類型一般較為單一,同行交流機會少,還受到商業保密因素的制約,獲得項目經驗的途徑少。以上這些都制約了技術人員設計能力的成長。
好的設計需要有良好的綜合能力,而設計的綜合能力需要基於良好的理論功底和大量類型豐富的各種工程實踐經驗,整個行業特點和市場特性決定了水處理技術的入門容易而精通較難。
3、科研與行業協會作用有待挖掘
應用性科研引領著技術的發展,在水處理的科研領域,目前的科研重點偏理論性研究,在應用性研究中和工程設計需求的關聯不多。從國家政策的角度是鼓勵企業參與科研,以加強成果的擴散,但企業一線人員的科研實力偏弱,往往流於形式。在應用性科研方面有很大的發展空間,做好後可以推動行業技術應用水平的提升。
行業協會是行業技術獲得的重要來源,比如德國的排水技術協會(ATV)會定期根據最新研究更新污水處理的設計規范,提供行業設計指導。這種由行業協會組織編寫的設計規范內容非常詳實,時效性強,可大大地方便設計人員進行參考和利用。國內的類似導則偏指導性,中國的行業協會在這方面還有很大的潛力可供挖掘,為行業設計水平的提升發揮作用。
二、技術需求的特點
水處理從業技術人員經常要能應對不同的差異性大的技術支持需求,有其鮮明的特點。
1、水處理涉及的范圍廣
水處理涉及的范圍廣,從大類來分包括以下幾類:
(1)城鎮、鄉村給水:城鎮給水廠(地表水源、地下水源)、鄉村給水處理設施等。
(2)城鎮、鄉村排水:城鎮污水廠、垃圾填埋場滲濾液、鄉村排水處理設施,包括城市污泥的處置等。
(3)工業園區污水:各種不同類型的工業園區污水處理設施,典型的有化工園區、石化園區、制葯園區、印染園區等。
(4)工業給水與循環水:常規給水、純水、超純水、循環水處理等。
(5)工業廢水:采礦、食品飲料、紡織、製革、造紙、石油加工、化學品製造、醫葯製造、金屬冶煉等各行業的工業廢水處理。
技術人員經常需要給不同的水處理項目需求提供技術支持,當項目差異性大的時候往往隔行如隔山。
2、水處理設計涉及的知識面廣
水處理項目中,工藝設計是龍頭專業,設計人員涉及握的知識面廣,主要包括:
(1)專業基礎知識。包括了水的特性認知、反應器與反應動力學、廢水的物化處理原理、生物處理原理、自然生態處理技術、污泥與臭氣的處理、水力計算等。
(2)設備、儀表與材料。包括了泵、風機、閥門等常用設備,格柵、排泥撇渣設備、曝氣充氧設備等專用設備,還有各種壓力、物位、流量、水質監測等儀表,還用到填料、葯劑及各種管道材料等。
(3)主要工藝單元。與工藝原理對應,需要了解各工藝單元,包括格柵、沉砂、調節、沉澱、厭氧、好氧、過濾、膜分離、離子交換、高級氧化、生態處理技術等,還包括污泥處置、臭氣處理涉及的各種工藝。
(4)方案與圖紙設計。需要通過文本與圖紙表達設計成果,包括了方案、可研、初設、施工圖等,要能滿足國家對不同階段成果的規范性和設計深度要求。
作為龍頭專業,工藝設計人員還需要了解配套專業如建築結構、電氣自控的基本知識等。
3、對綜合判斷能力要求高
水處理項目在來水可控性差時還要求對末端產品水水質負責。在設計當中,要充分考慮到水質的差異性、工藝的可靠性及操作人員的特點等因素,同時還需要充分的考慮經濟性指標。在企業內部,為了獲得更好的綜合效益,經常還需要和企業的清潔生產結合。
工藝設計人員還需要負責與商務配合,理解商務需求,結合技術進行商務判斷的協助。這些都還需要設計人員具備良好的綜合判斷能力,以使技術方案達到各方面的綜合平衡。
三、好的水處理設計
一個工程項目,從開始的方案到最終的調試驗收,設計起著重要的主線作用。在設計過程中,需要對項目目標、外部條件、工藝路線與參數、設備配置規格等進行充分分析,綜合權衡,適當取捨,結果簡單而過程復雜。一個好的設計應該具備以下特點:技術上考慮周全,經濟性合理,便於施工,方便操作與運行管理,具有一定的前瞻性。要做出好的設計,一般需具備以下條件:
(1)良好的專業判斷能力。無論是原始條件和要求的確認,還是項目目標的合理評估,包括項目方案的確定以及實施過程中問題的解決,都需要良好的專業判斷能力來提供支持,以確保項目方向不會出現偏差,保證項目實施具有可控性。專業判斷能力是設計隊伍重要的核心競爭力。
(2)基本功扎實的設計隊伍。任何一個設計都是設計人員智力的付出,從方案到細節設計,都需要耗費大量的精力。
參與設計的設計人員具有良好的基本功,才能夯實每個細節,做出好的設計產品。
(3)良好的溝通和應變能力。水處理中水質水量的不確定性以及外部條件的變化給工程的設計工作帶來了很大的挑戰,設計人員最重要工作之一就是進行充分的溝通確認,並根據變化進行合理的調整。在出現預估范圍之外的情況後,要有好的應變能力,特別是要處理好局部變化與總體的關系。
(4)良好的設計習慣與體系。設計是由一個一個細節壘起來的,好的設計習慣能讓每個細節具有其內在的一致性,避免系統錯誤。在設計的組織管理上,關鍵環節需要充分控制,在時間緊迫時要能分清重點,合理節省設計周期,好的設計組織體系不可或缺。
(5)好的職業道德。對於設計人員,應該更多的提供有價值的設計,工藝選擇與設備選型要尊重其自身特點,合理選用。好的職業道德能讓設計以滿足工程本身的內在需求為基本出發點,做到以客戶為中心。
設計是一個很嚴謹的工作,但同時也是一個很活潑的創造過程,好的設計會給人一種賞心悅目的感覺。
『叄』 鍋爐水處理全自動e1是什麼意思
你也不說清楚是什麼控制閥,鍋爐水處理自控型軟化器控制閥機頭,顯專示屏顯示e1並閃爍屬,這是控制閥電器部分出現了故障,1是定位板和主控板的連接故障,2是定位板損壞,3是機械傳動裝置損壞,4是主控板損壞,5是電機與主控板連接故障,6是電機損壞...。一傑環保
『肆』 自來水廠排泥水的處理技術
針對黃浦江水系閔行水廠排泥水的處理,通過污泥沉降特性研究,採用收集、濃縮、平衡、投加聚丙烯醯胺(PAM)、離心機固液分離的工藝流程和PLC中央控制,提高了自動化程度。濃縮池上清液能達標排放,離心機分離水的泥餅含固率≥42%,PAM加註率1.0~1.5kg/t干泥。研究表明,該工藝可作為黃浦江水系水廠排泥水處理工藝設計依據。
自來水廠從污染較少的地方遠距離引水,雖然水質有所改善,但提高了制水成本。而自來水公司將未經處理的大量濾池反沖洗廢水和沉澱池排泥水直接排入江河,不僅導致航道淤積,還對水體環境造成一定程度的負面影響。因此,上海市自來水公司在閔行水廠(處理規模7×104 t/d)進行了排泥水處理技術和工程生產性研究,投入運行後取得良好效果。
1 排泥水特性研究
1.1 原水濁度與SS的相關關系
污泥總量是以水中SS含量計算的,不同水源、不同季節(潮汐河流)的不同濁度都可能影響其與SS的相關關系。閔行水廠一車間1997年12月—1998年2月原水濁度與SS的關系見圖1。
經分析可知:
① 測得的濁度:最高為80 NTU,最低為25 NTU,平均為42.3 NTU。
② 測得的SS值:最高為130 mg/L,最低為43 mg/L,平均為83.54 mg/L。
③ 從50個數據分析可得,濁度值低於60 NTU的佔90%,經統計濁度與SS的相關關系方程為:
y=2.154 8x-7.202 4
R2=0.9571
④ 由於試驗過程中黃浦江上游閔行江段濁度低於80 NTU,而最大幾率在25~60 NTU之間,故高於60 NTU時與SS的相關關系有待於作進一步研究。
1.2 排泥水污泥總量估算
水廠排泥水中污泥總量的估算涉及到工程土建規模、脫水機械和機泵設備的容量配置,是確定工程規模和投資成本的重要依據。
一車間排泥水污泥總量估算採用英國水處理研究中心《污泥處理指南》一書中提供的排泥水中污泥含量計算公式:
Q=6.67×10.4 m3/d×1.07=7.137×104 m3/d
則平均日產干污泥量:
W=71 370 m3/d×(167.6×10-6 t/m3)=11.96 t/d
最低日產干污泥量W=2.36 t/d
最高日產干污泥量W=40.99 t/d
本項目以濁度=80 NTU來考慮土建規模和設備容量的配置。
1.3 排泥水自然沉降特性
不同含固率排泥水的自然沉降特性見圖2。
由圖2可知,排泥水污泥在自然沉降過程中,污泥沉降速率隨時間的增長不斷減小,而且不同含固率的沉降特性明顯不同。含固率較低時,初始階段污泥沉降速度很快,較快到達壓密點,且在壓密點附近沉降曲線明顯轉折。隨著排泥水含固率的增高,污泥界面的下降速率越來越慢,歷時曲線逐步趨於平緩,壓密點不明顯。圖中各排泥水沉降時含固率的變化數據見表2。
由表2可知,3 h後的濃縮污泥和24 h後穩定污泥的含固率隨著排泥水初始含固率的升高而升高。經過3 h自然沉降,底部污泥含固率都達到4%以上,能滿足後續機械脫水設備要求。
2 排泥水處理工藝
經一車間排泥水沉降特性試驗和污泥粒徑大小測試,確定工藝流程。
可以看到,水廠排泥水處理工藝流程主要由五部分組成:截留池、濃縮池、污泥平衡池、聚合物投加系統、離心機脫水機房。本流程系統有2個物料進口,即截留池的排泥水進口和高分子絮凝劑PAM加註口;有2個物料出口,即濃縮池上清液排放口和螺旋輸送器的泥餅出口。離心機分離水回收至排泥水截留池。
2.1 沉澱池排泥水的收集
經沉澱池排泥水量實測,沉澱池兩旁虹吸排泥管全開時排出量為3 680 m3/d,平均為150 m3/h。沉澱池排泥水收集主要由虹吸式吸泥機或經穿孔排泥管排出,靠重力流向截留池。截留池直徑D=8 m,池深H=4.8 m,有效調節容積為100 m3。池內裝有攪拌機(到達一定水位開始攪拌)以防止污泥沉澱。截留池出水選用兩台潛水泵提升(一用一備),其中一台由變頻控制並能相互切換,Q=37.5~150 m3/h,揚程H=93.1 kPa。截留池內安裝液位儀,控制攪拌機的開啟和傳送水位信號至PLC控制中心。潛水泵出口處安裝電磁流量儀,既可現場觀測,又可傳送信號至PLC控制中心。
2.2 排泥水的濃縮
污泥濃縮池為地面式現澆鋼筋混凝土結構,長8.0 m,寬5.9 m,深5.4 m,設計流量160 m3/h,設計輸出污泥濃度≥5% DS,進入濃縮池排泥水濃度≤1% DS。污泥濃縮池底部設有刮泥機一台,用於收集底部濃縮污泥。
污泥濃縮池的主要處理部分是斜板濃縮裝置。共有斜板228塊,斜板高h=2m,長L=2.5m,寬B=1m,傾角θ=53°,斜板間距d=8cm。
其有效沉澱面積為:
A'=(dsinθ+Lcosθ)nB=(0.08×0.8+2.5×0.6)×228×1=356m2
折算成同等高度的平流式沉澱池,其相對停留時間為:
T'=A'h/Qmax'=356×2/150=4.75h
從上述計算中可以看出,濃縮池的相對停留時間大於3 h,能滿足濃縮要求。
排泥水濃縮池擔負著雙重使命,即清濁分流。當底部污泥濃度計測得含固率達到一定控制指標時,通過PLC接受一定信號,指令污泥切割機和污泥泵開啟,將污泥排入平衡池,當污泥濃度低於某一數值時,PLC指令污泥切割機和污泥泵停止工作。
隨著截留池排泥水不斷進入濃縮池,其上清液不斷外排。對污泥濃縮池進行了連續測試,測試結果見圖4。
從所獲得的18個SS及相關數據分析,濃縮池排出上清液中SS平均濃度為61.6 mg/L,最大值為77 mg/L。在進水水質平穩運行情況下,上清液中的SS濃度有下降趨勢,最低可達17 mg/L,表明連續穩定運行有利於提高濃縮池的清污分離效果。測定結果也完全符合設計要求。
2.3 污泥平衡池
斜板濃縮後的污泥經安裝在管道上的污泥切割機(用於打碎顆粒較大的固體,保護後續處理設備的安全)由三台偏心螺旋泵(兩用一備)送至污泥平衡池。為防止污泥沉降,平衡池內設有攪拌機一台,轉速480 r/min。此外,還安裝了液位儀(控制攪拌機的啟動和停止)和污泥濃度計(作為脫水機污泥處理量和PAM加註量的依據)等在線控制檢測儀表。
2.4 離心機脫水
一車間的原水取自黃浦江上游,濁度較高,約70~80 NTU,在水處理過程中投加硫酸鋁等混凝劑。據測定,污泥中SiO2含量達50%以上,Al2O3含量在17%~20%左右,有機成分灼燒減量為10%~13%。污泥中無機成分含量高,無明顯的親水性,污泥離心脫水較容易。根據排泥水污泥顆粒粒徑大小的分析,選用DSNX—4550離心機作為固液分離主要脫水機械。
DSNX—4550離心脫水機進泥含固率4%時處理量15 m3/h,進泥含固率5%時處理量12 m3/h,轉筒Ø 450/266 mm,轉筒長度與直徑比為4.17,錐角為10°,離心機最大轉筒速度3 250 r/min,工作速度2 600、2 900 r/min。
影響污泥離心脫水效果的因素很多,歸納起來有如下三種,即:不可調節機械因素;可調節機械因素;工藝因素。要使離心機能達到預期的固液分離效果,在確定機械型號(不可調節機械因素)之後,可以調整「可調節機械因素」。如改變離心機轉筒速度,調節G的作用力,使分離因數增大,有利於固液分離;反之,減小轉筒速度使分離因素減小,則不利於固液分離。但是,過分增大轉筒速度,必定增大機器的磨損,產生大的噪音。
選擇不同的擋板來調節液體水位(池子深度),可使分離水達到最佳清澈度和泥餅最佳乾燥度之間的平衡。總的來說,當整個液體半徑減小時,分離水變得更加透明,泥餅含水率增高。又如:轉速差越大;污泥在離心機內停留時間越短,泥餅含水率就越高,分離水含固率就可能越大;反之,轉速差越小,污泥在離心機內停留時間越長,固液分離越徹底,但必須防止污泥堵塞。總之,可利用轉速差進行自動調節以補償進料中變化的固體含量。
此外,還可以調整工藝因素。當污泥性質已經確定時,可以改變進料投配速率,減少投配量利於固液分離;增加絮凝劑加註率,可以加速固液分離速度,並使分離效果好。
2.5 工藝的自動化控制
項目進行過程中,對如何自動控制整個系統進行了研究,提出了可行的自控模式,使系統在PLC中央控制下達到無人自動運行的程度。
針對圖3工藝,實現自動運行主要解決如下幾個問題:
① 排泥水截留池自動控制
控制輸送泵、攪拌器的開停。
② 自動排放濃縮池的底部濃縮污泥
利用濃度計測定值的上下限控制濃縮池排放污泥泵的開停,達到污泥排放自控。
③ 平衡池污泥液位控制
控制攪拌器、濃縮池排放污泥泵、離心機進泥污泥泵的開停以達到平衡池不溢出,不排空。
④ 自動配製PAM溶液和自動投加葯量
對離心脫水機的PAM加註進行自動控制。根據離心脫水機進泥量和平衡池污泥濃度指示值控制加葯量。
⑤ 當某泵發生故障時,切換備用泵以保證系統繼續運行。
⑥ 協調排泥水處理工程整個系統的運行
採用SLC 500小型可編程式控制制器作為中央控制,可使控制靈活、顯示直觀、設置簡便、操作容易。
3 運行結果
採用離心機對水廠排泥水濃縮污泥進行固液分離,需選擇最佳工藝參數。研究了進入離心機的濃縮污泥含固率的要求范圍,進料量(裝機容量),最大產量,離心機差速、轉速,不同類型聚丙烯醯胺(PAM)加註率、投加濃度對離心機脫水後的污泥含固率、分離水SS值和回收率的影響。
3.1 陽離子型PAM 加註率
陽離子PAM加註率與污泥回收率、泥餅含固率的關系見圖5。從中可以得出如下結論:
① 在一定的產量下,當PAM加註率>0.1%時,隨PAM加註率的增加,污泥回收率也增加;當PAM加註率為0.1%時,污泥回收率即可達到99%。
② PAM加註率為0.08%~0.16%時均可保證離心機出泥含固率≥43%。
③ 使用陽離子型PAM處理後分離水色度(目測)較低,脫色效果較佳。
3.2 陰離子型PAM加註率
陰離子型PAM加註率與污泥回收率、泥餅含固率的關系。
① 在一定的產量下,當PAM加註率>008%時,隨PAM加註率的增加,污泥回收率也增加;當PAM加註率為0.08%時,污泥回收率即可達到99%。
② PAM加註率為0.08%~0.23%時均可保證離心機出泥含固率≥42%。
③ 使用陰離子型PAM處理後分離水色度(目測)較高,脫色效果不佳。
3.3 進泥流量和產量
進泥流量和產量與污泥回收率、泥餅含固率的關系。
① 在產量達1 248 kg/h,進泥流量達 16 m3/h的情況下,仍可取得良好的處理效果。通常運行條件為產量640 kg/h,進泥流量10m3/h。
② 進泥流量范圍為6~16 m3/h情況下,污泥回收率均在98%以上,泥餅含固率≥42%。
3.4 進泥濃度對泥餅含固率的影響
進泥濃度與污泥回收率、泥餅含固率的關系。
離心機對進泥濃度的要求不高,在3%~6.5%范圍內均可保證較高的污泥回收率(≥98.9%)和泥餅含固率(≥43%)。
3.5 離心機差速對泥餅含固率的影響
差速對泥餅含固率和分離水SS值的影響見圖9。從中可以得出以下結論:
① 差速范圍在7~11 r/min時,泥餅含固率均大於44%,分離水SS值為166~218 mg/L。但當差速高達12 r/min時,污泥含固率降低,僅為39%;分離水SS值較高。
② 差速基本上對泥餅含固率影響不大,但應視進泥濃度和裝機容量選擇相應差速。進泥量大時,差速太小可能堵塞離心機;差速太大,出泥泥餅含固率會降低。
3.6 運行工藝參數
從工程運行結果可得出閔行水廠一車間排泥水處理離心機運行最佳工藝參數。
① 進離心機濃縮污泥濃度:3%~7%;
② 對PAM葯劑來說,陽離子型和陰離子型都可用;
③ PAM加註率為1.0~1.5 kg/t干泥;
④ PAM儲液配製濃度:陽離子型0.5%,陰離子型0.3%;
⑤ PAM投加濃度:0.2%;
⑥ 離心機轉速:2 600 r/min和2900 r/min;
⑦ 離心機差速:5~12 r/min。
離心機在上述工藝參數情況下,對水廠排泥水進行處理,可以得出如下結論:
① 陽離子PAM加註率為0.1%~0.15%(kg/t干泥)時,污泥回收率>99%,泥餅含固率≥43%;
② 陰離子PAM加註率為0.08%~0.15%(kg/t干泥)時,污泥回收率>99%,泥餅含固率≥42%;
③ 投加陽離子時,分離水佳;投加陰離子時,分離水色度較差。
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