淺析自控技術(shù)在工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用的論文

淺析自控技術(shù)在工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用的論文

　　1引言

　　水污染是我國面臨的最主要的環(huán)境問題之一，隨著我國工業(yè)的發(fā)展，工業(yè)廢水也在大量增加，那些沒有達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的廢水排入水體后，會(huì)使地表水和地下水受到污染，而水體一旦受到工業(yè)廢水污染，則很難恢復(fù)。為保證人們的宜居環(huán)境，工業(yè)廢水的處理就顯得尤為重要。但由于各工廠所生產(chǎn)的產(chǎn)品不同，排出的廢水所含的有毒有害物質(zhì)也各不相同，這就給廢水的處理增加了技術(shù)難度。下面就以某能源廠為例，介紹自控系統(tǒng)在其處理過程中的應(yīng)用。

　　2工藝說明

　　該能源廠排放兩種工業(yè)廢水，分別是含氟、有機(jī)廢水和含酸廢水。其中含氟廢水的含氟量達(dá)到200-1000mg/L;含酸廢水的PH值不到1.

　　含氟、有機(jī)廢水處理設(shè)施包括事故調(diào)節(jié)池、一級(jí)反應(yīng)池、一級(jí)沉淀池、二級(jí)反應(yīng)池、二級(jí)沉淀池、沉淀調(diào)節(jié)池、混合絮凝池、沉淀池、水解池、一級(jí)AO生物池、二級(jí)AO生物池、貯泥池、均質(zhì)池和脫水機(jī)房。

　　調(diào)節(jié)池主要用于對(duì)含氟廢水的存儲(chǔ)及水量的調(diào)節(jié)，由耐腐蝕污水提升泵將廢水提升至一級(jí)反應(yīng)池。若廠家由于意外原因暫停生產(chǎn)，可將部分生產(chǎn)廢水儲(chǔ)存于調(diào)節(jié)池中，此時(shí)調(diào)節(jié)池為事故池使用。一級(jí)反應(yīng)池主要去除廢水中的氟離子，反應(yīng)池中設(shè)有攪拌機(jī)，在反應(yīng)池下端設(shè)有排污口，可將大顆粒固體沉淀物質(zhì)或放空池中廢水排至污泥池，小固體顆粒和懸浮物進(jìn)入一級(jí)沉淀池。一級(jí)沉淀反應(yīng)池中形成的大量難溶物質(zhì)，匯入貯泥池，沉淀上清液由豎流沉淀池邊緣入二級(jí)反應(yīng)池。二級(jí)反應(yīng)池分為中間池與混凝反應(yīng)池。一級(jí)反應(yīng)池中投加的藥劑呈堿性，所以其出水呈堿性。利用中間池調(diào)節(jié)PH值，保證一定PH范圍。混凝反應(yīng)池內(nèi)進(jìn)行廢水的化學(xué)混凝反應(yīng)，通過投加藥品后，去除水中色質(zhì)SS, COD, BOD及砷、鉛、汞等重金屬離子。二級(jí)沉淀池負(fù)責(zé)將混凝物質(zhì)與水分離，水進(jìn)入沉淀調(diào)節(jié)池，混凝物質(zhì)進(jìn)入貯泥池。沉淀調(diào)節(jié)池主要用于對(duì)有機(jī)廢水的存儲(chǔ)及水量的調(diào)節(jié)，其作用與事故調(diào)節(jié)池相同。混合絮凝池主要用于加藥反應(yīng)，去除水中的固體懸浮物，并流入沉淀池。沉淀池中的上清液進(jìn)入水解池，沉淀的其它大量難溶物質(zhì)排入貯泥池，并通過均質(zhì)池進(jìn)入脫水機(jī)房。該廠水質(zhì)中有機(jī)物主要為聚乙二醇等難降解有機(jī)物，水解酸化池的作用就是將大分子的有機(jī)物降解為小分子有機(jī)物。一級(jí)AO生物池，通過厭氧，好氧反應(yīng)，對(duì)水中的有機(jī)物、N, P進(jìn)行去除，二級(jí)AO生物池通過同樣的方法將水中的有機(jī)物、N, P進(jìn)一步去除。

　　根據(jù)上圖，含酸廢水處理設(shè)施包括含酸廢水間、一級(jí)反應(yīng)池、二級(jí)反應(yīng)池、二級(jí)沉淀池、貯泥池和脫水機(jī)房。

　　含酸廢水間主要用于對(duì)含酸廢水的存儲(chǔ)及水量的調(diào)節(jié)，由耐腐蝕污水泵將廢水輸送至一級(jí)反應(yīng)池，一級(jí)反應(yīng)池和二級(jí)反應(yīng)池主要通過多次加藥和攪拌混合，提升廢水的PH值。二級(jí)沉淀池負(fù)責(zé)將混凝物質(zhì)與水分離，水進(jìn)入沉淀調(diào)節(jié)池，混凝物質(zhì)進(jìn)入貯泥池。泥液通過脫水干化處理后外運(yùn)。

　　3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　工業(yè)廢水自控系統(tǒng)由監(jiān)控計(jì)算機(jī)、交換機(jī)、可編程控制器和自動(dòng)化儀表等組成。該系統(tǒng)分為三層結(jié)構(gòu)，從上到下依次為信息管理層、控制層和設(shè)備層的金字塔結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)“集中管理、分散控制”的理念。

　　管理層在中控室設(shè)置兩臺(tái)工控機(jī);控制層設(shè)置兩套PLC;設(shè)備層安裝了氟離子濃度計(jì)、PH計(jì)、溶解氧、污泥濃度計(jì)、COD和氨氮等儀表及工業(yè)控制設(shè)備。每組PLC可單獨(dú)作為一個(gè)分控站，分控站對(duì)處理工藝過程進(jìn)行分散控制。PLC與中控室之間以光纖為介質(zhì)，采用環(huán)形以太網(wǎng)進(jìn)行通訊，保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴Ｖ醒肟刂剖覍?duì)全廠集中管理。

　　4控制技術(shù)及特點(diǎn)

　　在含氟廢水處理工藝中，事故調(diào)節(jié)池安裝了超聲波液位計(jì)、PH計(jì)和氟離子濃度計(jì)。系統(tǒng)通過超聲波液位計(jì)對(duì)池內(nèi)的液位高度測(cè)量，控制提升泵的運(yùn)行狀態(tài)，并在上位軟件中設(shè)置了高、低液位的報(bào)警，防止調(diào)節(jié)池內(nèi)液位過低導(dǎo)致的潛污泵無水運(yùn)行，造成設(shè)備損壞，或液位過高導(dǎo)致的污水外溢而發(fā)生危險(xiǎn)。同時(shí)，系統(tǒng)通過氟離子濃度計(jì)測(cè)量的水體氟離子含量值和PH計(jì)測(cè)量的水體PH值，對(duì)一級(jí)反應(yīng)池的藥品投加量進(jìn)行控制。一級(jí)反應(yīng)池入口、二級(jí)反應(yīng)池的入口和二級(jí)沉淀池出口分別安裝了PH計(jì)，用于調(diào)節(jié)堿性藥劑的投加量，將PH值控制在一定范圍內(nèi)，保證后續(xù)分別投加的絮凝劑與助凝劑能夠進(jìn)行較好的混凝反應(yīng)。沉淀調(diào)節(jié)池安裝了超聲波液位計(jì)，用于水位觀測(cè)及水泵的運(yùn)行控制。混合絮凝池根據(jù)入口安裝的PH計(jì)，控制絮凝劑及助凝劑的投加量。一級(jí)AO生物池和二級(jí)AO生物池中安裝了溶氧儀，用于測(cè)量AO池中曝氣溶氧值，通過該溶氧值控制兩個(gè)AO生物池的曝氣量。貯泥池和均質(zhì)池分別安裝超聲波液位計(jì)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)泥位變化，防止污泥外溢。出水口安裝PH計(jì)、SS計(jì)、COD和氨氮檢測(cè)儀，用于測(cè)量出水水質(zhì)。

　　在含酸廢水處理工藝中，系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)安裝在含酸廢水間的PH計(jì)、氟離子濃度計(jì)及安裝在二級(jí)沉淀池的氟離子濃度計(jì)的數(shù)據(jù)，并將這三組數(shù)據(jù)與設(shè)定數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)、分析。系統(tǒng)根據(jù)其比對(duì)、分析結(jié)果，控制一級(jí)反應(yīng)池和二級(jí)反應(yīng)池的攪拌器的工作狀態(tài)，并通過變頻器控制藥品投加設(shè)備，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)藥品投加量，保證出水水質(zhì)合格。含酸廢水處理后所產(chǎn)生的污泥與含氟、有機(jī)廢水產(chǎn)生的污泥同時(shí)進(jìn)入脫水機(jī)房，進(jìn)行脫水處理后泥餅外運(yùn)。

　　該系統(tǒng)同時(shí)對(duì)多種廢水處理工藝進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制，PLC分控站實(shí)時(shí)將各分析儀表的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)上傳至控制中心。中心根據(jù)各工藝段預(yù)設(shè)的報(bào)警及工藝參數(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。對(duì)超出報(bào)警界限的設(shè)備，系統(tǒng)將進(jìn)行報(bào)警提示并對(duì)報(bào)警信息進(jìn)行記錄，同時(shí)，對(duì)各設(shè)備進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制。

　　5結(jié)論

　　在該系統(tǒng)中，多種工業(yè)廢水的處理是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的一個(gè)難點(diǎn)。系統(tǒng)同時(shí)對(duì)多種工業(yè)廢水處理的工藝過程進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制，由于其進(jìn)水水質(zhì)的復(fù)雜性和不確定性，藥品的投加類型和投加量就成了整個(gè)處理過程的重要控制點(diǎn)。本系統(tǒng)由于采用了先進(jìn)的自動(dòng)控制技術(shù)，使出水水質(zhì)達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，該系統(tǒng)可在其它工業(yè)廢水處理中廣泛應(yīng)用。

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