污水处理厂自动化系统研发与设计

摘要

污水处理厂作为城市发展的重要基础设施，推进高度自动化和智能化控制在污水处理厂中的应用，不但可以削减污染物排放量，而且可以大幅度提升城市污水处理水平。
　　本文以某污水处理厂的控制系统为研究对象，重点研究其中生物反应池的精确曝气控制系统。污水处理过程的自动化控制能够使复杂的生产工艺实现安全、持续及稳定的运转，并能减少运营成本和维护费用，降低人为因素导致的安全隐患，因此，为污水处理厂设计先进的自动化控制系统非常重要。根据污水处理厂的进水水质特点和尾水排放水要求，污水处理采用A2O(Anaeroxic-Anoxic-Oxic)工艺。通过对污水处理的关键环节—生物反应池曝气系统的运行工况进行分析，确定采用精确曝气自控系统。
　　首先，针对污水处理厂进水负荷的波动性及时变性等原因造成的溶解氧波动较大、曝气能耗高、出水水质不达标等问题，重点研究了A2O污水处理工艺中精确曝气系统的全自动过程控制方案。通过精确曝气系统的实施与运行，将鼓风机纳入到曝气控制的闭环内，实现了鼓风机、曝气管道以及调节阀门、溶解氧之间的闭环控制，从曝气源头上实现了生物反应池按需曝气。该方案有效降低了鼓风机能耗、提高了出厂水水质。对全厂节能降耗具有积极意义。
　　其次，通过分析本工程中污水处理的工艺流程和技术特点，得出污水厂自动化系统的控制对象。对其系统的控制需求进行分析，设计以PLC分散式控制系统为基础的分布式自动化控制方案。系统主体框架由中央控制站、现场控制站及检测仪表组成，各层间通过不同方式进行通讯。完成整个污水厂的自动化控制系统的构建。
　　最后，该自动化控制系统与其他传统的生物反应池控制系统相比，其智能化水平大幅提高，达到了优化控制和节省运营成本的目的，在污水厂的自动控制系统中有良好的应用前景。