王明軍

（淮安同方水務(wù)有限公司 江蘇淮安）

一、問題提出

城市污水處理廠生化池在工藝正常運(yùn)行過程中新的微生物不斷產(chǎn)生，老的微生物按一定的周期不斷死亡，這些死去了的、無(wú)凈化水質(zhì)能力的微生物必須及時(shí)清理，否則嚴(yán)重影響污水處理效果和出水水質(zhì)。通常將生化池底部沉下來的污泥先靠重力排放到污泥泵房，這些排放到污泥泵房的污泥中既有具有凈化水質(zhì)能力的活性微生物，也有無(wú)凈化水質(zhì)能力的死去的微生物。然后將污泥泵房一部分污泥（回流污泥）再用水泵送回到生化池的進(jìn)水口，與新進(jìn)的、來自初沉池污水相混合。污泥泵房中另一部分污泥（剩余污泥）用水泵抽到貯泥池，經(jīng)一段時(shí)間反應(yīng)后用脫水機(jī)脫水。只有根據(jù)工藝運(yùn)行情況，每日抽取一定量的剩余污泥脫水并將脫水的干污泥外運(yùn)填埋，才能保證生化池中死去的微生物及時(shí)得到清理，保證污水處理工藝正常運(yùn)行。圖1為四季青污水處理廠回流污泥及剩余污泥控制部分示意圖。

圖1 污水處理示意圖

污水處理廠正常運(yùn)行時(shí)，需要根據(jù)工藝運(yùn)行情況對(duì)回流污泥流量及剩余污泥日排放總量進(jìn)行控制?；亓魑勰嗟牧髁靠刂埔话阋蟊容^嚴(yán)格精確，通常在上位機(jī)做一個(gè)人機(jī)交換接口參數(shù)：污泥回流比，即回流污泥的流量與全廠進(jìn)水流量的比，以百分比的形式輸入供工藝控制操作人員設(shè)置。而剩余污泥排放一般不需要精準(zhǔn)的瞬時(shí)流量控制，只要每日從污泥泵房抽出一定立方的污泥去貯泥池，保證生化池中死去的微生物得到及時(shí)清理即可。

四季青污水處理廠污泥泵房有2臺(tái)回流污泥泵，回流污泥管道安裝有電磁流量計(jì)，其中1臺(tái)回流污泥泵安裝有變頻器，上位機(jī)剩余污泥泵自動(dòng)模式運(yùn)行時(shí)人機(jī)接口參數(shù)為：污泥回流比。以回流比為目標(biāo)設(shè)定值，電磁流量計(jì)為反饋值作閉環(huán)控制，控制回流污泥流量。污泥泵房有1臺(tái)剩余污泥泵，自動(dòng)運(yùn)行模式下上位機(jī)人機(jī)接口參數(shù)為：工作時(shí)間及停止時(shí)間。

操作人員經(jīng)常反映，這種控制方式非常不直觀，也很不精確、難于掌握。于是于2015年1月6日，在沒有增加任何硬件、剩余污泥管道上沒有安裝流量計(jì)、剩余污泥泵未加裝變頻器的前提下對(duì)四季青污水處理廠剩余污泥排放控制進(jìn)行了改造，改造后剩余污泥泵在自動(dòng)模式運(yùn)行時(shí)上位機(jī)人機(jī)接口參數(shù)為：每日排放的剩余污泥立方米數(shù)，只要操作人員輸入需要每日排放剩余污泥的立方數(shù)，剩余污泥泵就自動(dòng)運(yùn)行達(dá)到日排放總量的要求。

二、四季青污水處理廠剩余污泥排放量PLC梯形圖程序控制改造

1.剩余污泥排放量PLC梯形圖程序控制改造思路

在全廠工藝正常運(yùn)行過程中，生化池中的污泥通過重力流向污泥泵房，生化池的水位高度是一定的，污泥泵房水位變化很小可以看成恒定不變，剩余污泥管道在貯泥池的出口高度也是固定的，因此剩余污泥泵在運(yùn)行過程中泵的凈揚(yáng)程固定不變，剩余污泥管道阻力特性也是一定的，可以認(rèn)為剩余污泥泵在運(yùn)行時(shí)流量就是額定流量。本次改造項(xiàng)目中剩余污泥泵額定流量100 m3/h。

假設(shè)上位機(jī)設(shè)定剩余污泥日排放量xm3，則每小時(shí)的排放量為x/24 m3，x/24 m3/h再除以剩余污泥泵額定流量100 m3/h就得出了一個(gè)無(wú)量綱的0～1.0的數(shù)字。將1 h化成3600 s，用這個(gè)無(wú)量綱的0～1.0的數(shù)字乘以3600 s就是在每小時(shí)內(nèi)剩余污泥泵運(yùn)行的時(shí)間（s）。剩余污泥泵在一天內(nèi)的每1個(gè)小時(shí)內(nèi)按這個(gè)時(shí)間運(yùn)行，超過這個(gè)時(shí)間后就停機(jī)，在24 h抽出的污泥剛好就是上位機(jī)設(shè)定的xm3。

將剩余污泥泵運(yùn)行時(shí)間等分在一天內(nèi)的每個(gè)小時(shí)內(nèi)，顯然比較合理。假如上位機(jī)設(shè)定剩余污泥排放量為1200 m3/d，污泥泵一天運(yùn)行12 h就可以滿足這一總量要求。一種方法是連續(xù)運(yùn)行12 h然后停止12 h，另外一種方法是每小時(shí)運(yùn)行30 min，24 h共運(yùn)行12 h，顯然從有效清理死去微生物的角度來說，第二種方法更加合理有效，因?yàn)樯刂形⑸锏乃廊ナ且粋€(gè)連續(xù)過程，如果用第一種方法，則可能會(huì)出現(xiàn)剩余污泥泵連續(xù)運(yùn)行的12 h內(nèi)剩余污泥排放過度，將部分有活性的微生物排放掉，而泵未運(yùn)行的12 h內(nèi)死去的微生物得不到及時(shí)清理。

圖2 剩余污泥排放量PLC梯形圖

2.PLC（AB RSLOGIX500）梯形圖（圖2）

在PLC梯形圖中，梯級(jí)0001中的I:1/0是剩余污泥泵控制柜中現(xiàn)場(chǎng)/遠(yuǎn)程轉(zhuǎn)換信號(hào)，將其轉(zhuǎn)換在遠(yuǎn)程位置時(shí)I:1/0為1，允許泵遠(yuǎn)程手動(dòng)或者自動(dòng)控制；I:1/1是控制柜中剩余污泥泵故障信號(hào)，如泵無(wú)故障則I:1/1為0，反之為1；B:3/0與上位機(jī)組態(tài)軟件相連，是剩余污泥泵工作模式選擇，當(dāng)在上位機(jī)選定該泵為遠(yuǎn)程手動(dòng)模式時(shí)，B:3/0為0，自動(dòng)時(shí)為1；B:3/1與組態(tài)軟件相連，當(dāng)操作人員在上位機(jī)點(diǎn)動(dòng)手動(dòng)啟動(dòng)時(shí)為1，點(diǎn)動(dòng)手動(dòng)停止時(shí)為0；B:3/2是剩余污泥泵自動(dòng)運(yùn)行模式時(shí)啟停命令，由梯形圖邏輯計(jì)算得出。

梯級(jí)0002當(dāng)剩余污泥泵現(xiàn)場(chǎng)/遠(yuǎn)程開關(guān)選定在現(xiàn)場(chǎng)位置或者剩余污泥泵有故障時(shí)，復(fù)位工作模式、復(fù)位手動(dòng)啟動(dòng)命令、復(fù)位自動(dòng)啟動(dòng)命令。

梯級(jí)0003當(dāng)選定在自動(dòng)工作模式時(shí)，復(fù)位手動(dòng)啟動(dòng)命令。

梯級(jí)0004當(dāng)選定在手動(dòng)工作模式時(shí)，復(fù)位自動(dòng)啟動(dòng)命令。

梯級(jí)0005定時(shí)器T4:0與梯級(jí)0011中的定時(shí)器復(fù)位指令一起構(gòu)成了一個(gè)1 h循環(huán)，每當(dāng)1h（3600 s）時(shí)其完成位T4:0/DN接通一個(gè)掃描周期并復(fù)位定時(shí)器，然后又開始定時(shí)，以此周期循環(huán)。

梯級(jí)0006中F8:0與組態(tài)軟件相連，為上位機(jī)設(shè)定的每日剩余污泥排放立方數(shù)，為實(shí)數(shù)，F(xiàn)8:1為計(jì)算出的每小時(shí)排放立方數(shù)。

梯級(jí)0007、0008將每小時(shí)排放的立方數(shù)限定在0～100.0，因?yàn)槭Ｓ辔勰啾玫念~定流量只有100m3/h，然后送到F8:2中。

梯級(jí)0009、0010 F8:2除以100.0（泵的額定流量）就得出了一個(gè)無(wú)量綱的0～1.0的數(shù)字，這個(gè)數(shù)字乘以3600后結(jié)果送到N7:0，N7:0中的數(shù)字就是剩余污泥泵每小時(shí)內(nèi)運(yùn)行的時(shí)間，是0～3600的整數(shù)。

梯級(jí)0011、00012如果N7:0不為0，則1 h循環(huán)開始時(shí)將B:3/2置位為1，泵開始運(yùn)行，如果在1 h循環(huán)過程中定時(shí)器的定時(shí)累計(jì)值T4:0/ACC大于N7:0中的值，則復(fù)位啟動(dòng)命令B:3/2，剩余污泥泵就停止運(yùn)行，以此循環(huán)。

三、結(jié)束語(yǔ)

四季青污水處理廠剩余污泥泵排放量控制經(jīng)過上述改造后，工藝操作人員操作控制感覺到非常直觀、容易理解、易于掌握，排放量也更加精確了。