山东杰鲁特环保科技有限公司

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污水处理设备的自控系统是整个污水处理工程的重要组成部分，其设计好坏与控制设备选择是否适当，不仅关系着自控系统的性价比的高低而且对以后整个污水处理厂运行维护的难易有着重要影响。本文将以我公司所参与的某市污水处理厂这个实际工程为例，对污水处理厂自控系统的设计进行详细阐述。

 

污水处理概况

 

本工程采用水解-AICS处理工艺。其具体流程为：污水首先分别经过粗格栅去除粗大杂物，接着污水进入泵房及集水井，经泵提升后流经细格栅和沉砂池，然后进入水解池。

 

污水处理自控系统设计的原则

 

从污水处理厂的工艺流程可以看出，该厂的主要工艺AICS反应器是改进SBR的一种，需要周期运行，AICS反应器的进水方向调整、厌氧好氧状态交替、沉淀反应状态轮换都有电动设备支持，大量的电动设备的开关都需要自控系统来完成，因此自控系统对整个周期的正确运行操作至关重要。

 

好氧系统作为整个污水处理工艺能量消耗的大户，它的自控系统优化程度越高，整个污水处理工艺的运行费用也会越低，这也说明了自控系统在整个处理工艺中的重要性。

 

为了保证污水厂生产的稳定和，减轻劳动强度，改善操作环境，同时提高污水厂的现代化生产管理水平，在充分考虑本污水处理工艺特性的基础上，将建设现代化污水处理厂的理念融入到自控系统设计当中，本自控系统设计遵循以下原则：合理、安全可靠、经济实惠、开放灵活。

 

 

 

工程概况 

 

汇总排放的生活污水处理采用的复合式AO处理工艺，再经过消毒后达到《国家污水综合排放标准》GB18918/2002；标准后部分回用于洒水和绿化，部分排入水体。 

 

生活污水回用处理设备主要材质为碳钢（Q23），设备设置自动控制功能，采用PLC独立工作，正常工作时为全自动控制，必要时可切换为手动控制工作。

 

 

 

污水处理技术

 

1、拦污设施

污水中含有各类漂浮物质，需设置格栅加以拦截。以防止堵塞后续的水泵或处理设备；避免在后续水池内沉淀，增加检修次数。

 

2、水质水量的调节

由于污水排放的水量、水质很不均匀，造成污水来源水质、水量波动较大，因此只有足够大的调节容量才能使进入生化处理的水质、水量稳定，因此必须设置调节池，进行水量水质的均衡，减轻后续处理构筑物的冲击负荷。

 

3、生物处理

对于生活污水，采用生物处理是的处理工艺，生物法工作过程为：通过驯化培养而聚集的优势微生物群体，在生长过程中利用周围环境中的营养物质即水中的有机污染物质进行新陈代谢，达到降解污染物、净化水质的目的。

污水进入好氧处理，通过好氧生物的作用将污染物去除。其污染物去除机理如下所示：

有机污染物氧化反应为（有机物以CxHyOz 表示）：

                     酶

4CxHyOz +(4x+y-2z)O2  ®  4xCO2+2yH2O+能量

氨氮氧化方程式如下：

      亚硝酸细菌                          硝酸细菌

 2NH4++3O2  ®  2NO2-+4H++2H2O+能量    2NO2-+O2  ®  2NO3-+能量

降解水中有机物的同时，主要通过硝化细菌去除水中的氨氮。经过此阶段，污水已得到较*的净化。

 

生物处理工艺按生物生长状态，分为活性污泥法、生物膜法。

 

（1）、活性污泥工艺中生物以菌胶团的形式悬浮于水中，通过曝气混合分解污水中的污染物。活性污泥工艺按其运行方式分为：普通曝气池、氧化沟、SBR、A/O、A/A/O等，主要应用于大型的污水处理厂。除SBR工艺外，均需设置污泥回流泵，设备较多，所以SBR工艺在中、小型污水处理工程中也有应用，但SBR工艺设计负荷较小，一般为0.1kgBOD5/m3?d，占地面积较大，由于滗水需要，水池深度较大，同时自动控制设备较多，一旦设备故障或运行参数发生变化，必须对整个运行程序进行调整。另外，小型污水处理采用活性污泥工艺，容易发生污泥膨胀引起污泥流失，使处理池内的污泥浓度得不到保证，从而影响处理效果。

 

（2）、生物膜法在处理池内设置填料，作为生物的载体，使大量生物附着生长，同时污水中又有一定浓度的悬浮生物。按其运行方式分为：生物接触氧化法、生物滤池、生物转盘等。生物滤池和生物转盘一般使用于水量较小、进水浓度较低的污水处理，由于其生物浓度较低，设计负荷较小，占地面积较大，抗冲击负荷性能较差，目前使用的已较少。

 

生物接触氧化法工艺通过配以填料，具有处理负荷高、耐冲击负荷、不产生污泥膨胀，设施体积小、污泥产生量少、运行稳定可靠、管理方便等优点，该方法广泛应用于有机污（废）水的处理工程，尤其适用于中小型地埋式污水处理站。所选用的填料安装简单、维修更换方便、不易堵塞、重量轻、比表面积大于300m2/m3，使用寿命可达十年以上。

 

由上述生物处理法的技术比较，生物接触氧化法具有其它生物法*的优特点，因此我方结合A/O法具有脱氮除磷效率高，生物接触氧化法具有处理有机物负荷高的特点，将两者优势结合起来，在O级生化池中设有生物填料，选用A/O生化法作为本工程的生物处理工艺。

 

 

 

设计范围 

 

污水处理站范围内的污水处理建（构）筑物及配套建（构）筑物的工艺、土建、电气、仪表及供电线路及进出水管线的设计。 

 

 

 

 

体系机柜和接线

1、机柜所选用的首要元器件(包括插接件)均选用优异原件，一切电子元器件及整机契合世界规范和部颁规范的请求，使之具有高度的牢靠性和互换性。

 

2、机柜内的各种插件触摸杰出，牢靠耐用、插拔便利，并具有防震止脱的办法。

 

3、机柜柜体由金属材料制成，面板选用不小于2mm厚的钢板制成。屏的底部有可封闭的电缆孔。机柜的机械构造能防尘埃，虫及小动物，机械振荡，湿润及有害气体的影响，机柜内接插件部分不发生触摸不良景象。柜内设置照明灯，电源选用AC220V，灯与门联锁。

 

4、机柜门选用必定的办法，以进步抗射频搅扰（RFI）才能。

 

5、机柜规划满足电缆由柜底或柜顶引进的请求。

 

6、本体系对需求散热的电源设备，供给排气设备。

 

7、机柜柜体经涂漆防护处理，漆膜具有杰出的附着力，平坦、光洁，无砂粒、流漆、斑驳，起泡、手印和粘附物等。无掉落或露底景象。机柜柜体色标由买方供给。

 

8、柜内接线端子选用万可绷簧式接线端子，并使其在安装、接线、修理、实验和替换时便于操作，即为离柜底350mm以上和距柜顶150mm以下，每个端子排和端子有明白的象征，每根接线上都有必要套有线号管，线号管上应标有本侧端子号、对侧端子号、回路号，并与图纸和接线相符。

 

9、柜内继电器、触摸器等电气设备选用施耐德商品，并经买方认可。

 

10、柜上的电缆固定杰出，避免掉落拉坏接线端子排造成事端。跳(合)闸引出端子与正电源恰当隔开，跳闸合闸端子不相连。弱电信号线不与有强搅扰的导线相附近。

 

11、柜内配线为耐热、耐潮、阻燃的绝缘铜绞线。导线额外电压为1000V。一般操控导线截面不小于0.75mm2，电流、电压及断路器合闸回路的操控导线截面不小于2.5mm2。

 

 

 

设备特点

 

便利性

1.设备在工厂整体组装调试完成，省去了现场烦杂的施工，安装及调试过程。设备可以埋设与地表以下，亦可放置在室外、室内。

 

2.调节池、污泥池、缺氧池、生物接触氧化池、二沉池、消毒池高度集成在一体化设备内，处理水量从1-80（m³/h）

 

3.模块化风机房：风机、排泥控制器、自动化控制柜合为一体安装在风机房内。

 

 

率

1.设备采用潜水式曝气机或低噪声鼓风机，曝气效率高，运行稳定，噪声低。

 

2.采用公司特制生物填料，填料外部生长好氧菌，内部生长厌氧菌，生个处理过程中同时存在硝化与反硝化过程，可在微单元内同时脱氮、去除有机物。新型生物填料具有高的比表面积，单位容积内生物量高，提高设备容积负荷1.5倍，进水BOD高达400mg/h时，设备出水依然稳定达标！

 

3.兼氧池兼具污泥回流反硝化作用，为后续生化系统提供大量生物菌种，达到的脱氮、除磷效果。

 

 

低成本

1.土建成本低：因采用一体化设计，无需做任何钢筋混凝土池体，只需挖好一体化设备基坑，做好垫层，放置好设备回填即可，设备上部可作为绿化地带，停车场，道路等，土建工期大大缩短，节约成本。

 

2.设备成本低：采用玻璃钢、碳钢及不锈钢箱体，模块化设计，工厂规模化生产，速度快，生产工期短。

 

3.运行费用低：创新的工艺，优良的设计，价值采用的生物填料，使整套污水处理系统运行，使每吨污水处理费用降至0.3元以下。具有利用太阳能及风能的地方，可增配我公司的风光一体发电机组为污水处理设备供电，可使污水处理电费为零。

 

4.管理费用低：自动控制柜可根据污水液位全自动控制两台水泵、两台风机交替运行，当一台故障时，另一台启动使设备连续运行；当污水断流时，风机能自动间歇运行，以保护生物膜的正常生长。自动控制柜有过流，缺相、过压、欠压等故障的自动保护功能，无需专人管理。

 

 

工艺流程技术更新

 

 

二沉池

改良A/O 出水混合液重力流至二沉池，依靠重力分离作用实现泥、水分离，沉淀污泥部分回流至A/O 系统以维持系统内的污泥浓度，剩余污泥排放出系统。二沉池为平流沉淀池，钢筋混凝土结构，共2 组，单组平面尺寸为31 m×6 m，有效水深为4.0m，超高为1.7 m，平均停留时间为4 h; 内设刮泥机1 台，潜污泵2 台，泥位计2 台(1 用1 备)。

 

混合反应池

煤化工废水二沉池出水中通常仍含有一定量的难生物降解COD，并且色度较大，不能达标排放。通过在混合反应装置中投加活性硅藻土和炭粉、絮凝剂和脱色剂等，可有效去除二沉池出水中的色度和有机物。

二沉池出水上清液重力流至混合反应池，采用机械混合反应装置，钢筋混凝结构，共2 组，每组混合装置平面尺寸为2 m× 2 m，反应装置平面尺寸为5 m× 5 m，有效水深为5.1 m，平均停留时间为1 h ;内设可调速叶桨搅拌机1 台，变频调速提升搅拌机1 台，投加设备4 套。

 

高密度沉淀池

高密度沉淀池处理工艺主要是通过活性硅藻土和炭粉的物理化学吸附功能，进一步吸附去除污水中难降解的COD，同时使得活性硅藻土与炭粉和废水中的杂质一同沉淀，部分活性硅藻土和炭粉回流到吸附段的首段继续反应，剩余活性硅藻土和炭粉排出送走。

混合反应池的出水重力流至高密度沉淀池。高密度沉淀池为斜板沉淀池，钢筋混凝土结构，共2组，每组高密度沉淀池的平面尺寸为12 m× 12 m，有效水深为7.3 m，超高为1.0 m，斜板数量为120m3。内设可提升刮泥机1 台，单螺杆污泥回流泵2台，泥位计1 台。

 

7BAF(曝气生物滤池)

高密度沉淀池出水通过重力流至BAF。BAF采用亲水性滤料，BAF 内生长着一些世代时间很长的微生物以及硝化细菌，加上生物膜本身具有的富氧和缺氧层现象，具有吸附、截滤和生物降解的功能，作为废水的深度处理回用手段，确保出水水质达到设计要求。

曝气生物滤池为钢筋混凝土结构，共4 组; 单组平面尺寸为6 m× 7 m，滤料层厚度为6 m，超高为1m，曝气布气系统采用单孔膜曝气器的布气方式，供气量为0.25 m3/(h˙个) 。