諸葛曉春

（1.廣西大學(xué)電氣工程學(xué)院，南寧 530004；2.南寧市勘察測繪地理信息院，南寧 530022）

1 引言

城市污水主要包括生活污水和工業(yè)污水，需經(jīng)城市排水管網(wǎng)匯集并輸送到污水處理廠進行無害化處理。處理后的污水必須達到國家頒發(fā)的有關(guān)水質(zhì)標準，才能用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)或回灌補充地下水。而污水處理的各個出水水質(zhì)指標之間是互相聯(lián)系的，抓住重點處理項目使該項出水指標達到標準，其他一些出水指標也同時能滿足排放標準的要求[1]。因此，污水處理必須根據(jù)其水質(zhì)的特點設(shè)計出適合的控制系統(tǒng)。

本文以某污水處理廠采用A2O微曝氧化溝工藝的污水處理流程為例，設(shè)計一套基于PLC控制的污水處理系統(tǒng)，對原污水的COD、氨氮、溶解氧等關(guān)鍵性指標進行檢測與控制，力求在降低系統(tǒng)成本的同時，提高污水處理控制質(zhì)量。

2 污水處理工藝流程

原污水進入粗格柵池，污水中的大體積固體廢物和一些大的懸浮物在粗格柵池中被攔截，以免堵塞后續(xù)工序中的水泵及閥門。經(jīng)過粗格柵池的原污水被送至細格柵處再次對較細的懸浮物和固體進行攔截后進入沉砂池進行砂水分離。分離出沉積物的污水被送至水解酸化池，在水解酸化菌的作用下進行水解酸化反應(yīng)以提高污水的可生化性后進入A2O微曝氧化溝中。A2O微曝氧化溝采用深水微孔的微曝系統(tǒng)，充氧能力高，能保持活性污泥良好的凈化功能[2]。經(jīng)過處理的污水進入二沉池進一步沉淀污泥，再經(jīng)過過濾器進入消毒池完成水體消毒。消毒后的水進入排水泵站做最后水體指標檢測后可安全排放。

在二沉池中產(chǎn)生的沉淀物進入到貯泥池中通過濃縮脫水后外運。部分回流貯泥可進入到水解酸化池中再次反應(yīng)。

3 主要工藝控制參數(shù)

為了更好地控制污水處理系統(tǒng)運行，使經(jīng)過處理后的污水達到國家污水排放標準，需要根據(jù)工藝流程特點及污水處理的各項指標，即GB 8978—1996《污水綜合排放標準》中對城鎮(zhèn)二級污水處理廠排放標準作出規(guī)定，確定各工藝段需要檢測的主要參數(shù)。

①粗格柵池及水泵房。在此工藝段中，需要檢測粗格柵前H2S濃度、粗格柵前后液位差、凈水泵房液位等工藝參數(shù)。②細格柵及沉砂池。在此工藝段中，需要檢測進水的pH值、COD、氨氮濃度以及細格柵前后液位差等工藝參數(shù)。③水解酸化池。在此工藝段，需檢測的工藝參數(shù)為水解酸化池的氧化還原電位即ORP值、進水流量。④A2O微曝氧化溝。需要測量和控制的主要工藝參數(shù)為氧化溝溶解氧含量、懸浮污泥濃度以及空氣總管壓力及流量。⑤巴氏計量槽。需要檢測經(jīng)過處理完成的進入到排水泵站的水體的出水流量。⑥排水泵站。需要檢測出水的pH值、COD和氨氮濃度，排水泵站的液位等參數(shù)。⑦貯泥池。在貯泥池工藝段中，需要檢測回流污泥的流量、貯泥池的液位與流量等。

4 污水處理系統(tǒng)的設(shè)計

4.1 系統(tǒng)硬件組成

整個污水處理控制系統(tǒng)由現(xiàn)場檢測儀表、執(zhí)行機構(gòu)，控制室中的三菱MITSUBISHI-FX2N PLC控制器、IO模塊、通信模塊、UPS等相關(guān)組件和位于操作室中的操作站、顯示器、打印機等設(shè)備組成。

根據(jù)工藝需要，本系統(tǒng)共有粗格柵前后液位差等28個AI點，粗格柵1#手電兩用啟閉機開啟、關(guān)閉控制等58個DO點，粗格柵1#手電兩用啟閉機全開、全關(guān)反饋等148個DI點?？紤]15%～20%的系統(tǒng)冗余量、成本控制及模塊點數(shù)，本系統(tǒng)選用PLC的模塊為4塊8點AI模塊，2塊32點DO模塊，6塊32點DI模塊。

表1

4.2 系統(tǒng)軟件組成

本系統(tǒng)軟件包括PLC編程及PC監(jiān)控軟件、控制軟件、仿真調(diào)試軟件以及設(shè)備通信軟件。

4.3 系統(tǒng)邏輯設(shè)計

根據(jù)工藝控制要求，需參照設(shè)定值對水泵、閘門等執(zhí)行器進行自動控制。

5 關(guān)鍵儀表選型

根據(jù)工藝過程條件、操作要求、儀表運行可靠性和經(jīng)濟性選擇測量儀表對關(guān)鍵性工藝參數(shù)進行測量。該系統(tǒng)最重要的測量工藝參數(shù)是H2S濃度、pH值、COD濃度、氨氮濃度、溶解氧濃度、懸浮物濃度等，儀表選型要求如表1所示。

6 結(jié)語

本文設(shè)計的城市污水處理系統(tǒng)通過高精度的檢測儀表對生產(chǎn)介質(zhì)工藝參數(shù)的精確測量，PLC控制器參比測量值與設(shè)定值的偏差控制快速響應(yīng)的執(zhí)行機構(gòu)可實現(xiàn)污水處理全流程的自動化控制。該系統(tǒng)根據(jù)工藝要求配置系統(tǒng)，投入小，運行可靠，十分適用于使用A2O微曝氧化溝工藝的污水處理廠。