自動化技術在污水處理中的應用

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傳統BAF污水處理方式大多采用固定的曝氣時間，污水處理效果不佳且能耗較高。針對傳統污水處理方式存在的問題，本文采用PID算法控制閥門的開口度，實現對BAF濾池溶氧量的精確控制，不僅節省了大量人力，同時使整個系統始終處于最佳工作狀態，提高了污水處理效率，降低了能源損耗。

1處理工藝流程

污水先經粗格柵井除去水中較大的懸浮物和顆粒物后經進水泵將污水提升到沉淀池，在沉淀池內進行沉淀處理除去水中的較小雜質;再經缺氧沉定池進行污泥吸附以及剩余污泥收集;流經超細格柵對微小雜質進行處理后，進入BAF濾池進行深度曝氣過濾處理，最終經紫外線消毒達標后排放。其工藝流程為，污水→粗格柵井→進水泵→旋流沉淀池→缺氧沉淀池→超細格柵→BAF濾池→紫外線→達標排放。

2自動控制系統

2．1硬件組成

控制核心為西門子S7－300系列PLC，完成邏輯控制、各種保護和數據傳輸等一系列工作，通過Profibus構建的分布式I/O系統完成信號采集和動作執行，調節系統的各種配合，完成自動控制、手動控制狀態的工序流程，以及集合系統數據等功能。主站為西門子S7－300系列，型號CPU315－2DP;從站為西門子ET200M系列。

2．2BAF工藝處理控制

待處理污水中較大的漂浮物和懸浮物被系統中的格柵過濾出去后進入沉淀池，經過初級過濾后的污水在沉淀池內進行除油處理后進入沉降階段，在沉降的同時進行預處理，經過預處理后通過水泵將污水輸送到BAF濾池，并在BAF池內進行降解處理。濾池運行一段時間后需對濾池進行反沖洗。反沖洗采用氣體和水聯合反沖洗，反沖洗污水通過排水緩沖池返回沉淀池，與原污水混和。沉淀池或水解酸化池的剩余污泥進行脫水處理，泥餅外運處置。每組BAF濾池工作周期，包括正常進水曝氣運行和反沖洗過程，周而復始循環運行。每組BAF濾池的主要控制元件有:閥A－正常進水，閥B－反洗進水，閥C－反洗進氣，閥D－正常出水，閥E－正常曝氣，閥F－排氣閥，閥G－管道排渣閥，反沖清水泵1，反沖清水泵2，鼓風機。控制模式分為手動控制與自動控制兩種方式。在手動狀態下，所有控制元件只能手動開啟和關閉。在自動狀態下，所有元件均由PLC按照預先設定的工藝流程自動完成相應的連鎖動作。(1)自動開始時，關閉正常進水閥、正常出水閥、正常曝氣閥，同時開啟反吹鼓風機;(2)鼓風機運行后打開管道排渣閥;(3)根據HMI所設置的定時1，到達延時時間后關閉管道排渣閥，打開反洗進氣閥;(4)根據HMI所設置的定時2，到達延時時間后打開反洗進水閥，開啟反沖清水泵1;(5)根據HMI所設置的定時3，到達延時時間后開啟反沖清水泵2;(6)根據HMI所設置的定時4，到達延時時間后關閉反洗進氣閥，停止反沖清水泵1，關閉反吹鼓風機;(7)根據HMI所設置的定時5，到達延時時間后關閉反洗進水閥，停止反沖清水泵2，打開排氣閥;(8)根據HMI所設置的定時6，到達延時時間后關閉排氣閥，打開正常出水閥;(9)根據HMI所設置的定時7，到達延時時間后打開正常進水閥，并根據濾池溶氧量采用PID算法控制正常曝氣閥開度

2．3信號采集與遠程操作

污水處理所需的所有信號均通過傳感器就近輸入PLC控制站或子站，并及時傳輸至中控室計算機操作員站，由系統軟件處理后顯示到HMI畫面，參與系統控制。操作人員可通過以太網對現場設備進行遠程操作，減少因傳輸距離受限及故障檢修帶來的不便。

3結語

為了實現更好的水資源可再生性以及為人們的生產生活提供更好的水資源保障，本文將自動化技術應用到BAF污水處理行業中，并采用PID算法控制其精度，能夠提高污水處理的質量和效率，減少能源損耗。