淺析自控技術(shù)在工業(yè)廢水處理中的應用的論文
1引言
水污染是我國面臨的最主要的環(huán)境問(wèn)題之一，隨著(zhù)我國工業(yè)的發(fā)展，工業(yè)廢水也在大量增加，那些沒(méi)有達到排放標準的廢水排入水體后，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。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(chǎng)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(chǎng)為例，介紹自控系統在其處理過(guò)程中的應用。
2工藝說(shuō)明
該能源廠(chǎng)排放兩種工業(yè)廢水，分別是含氟、有機廢水和含酸廢水。其中含氟廢水的含氟量達到200-1000mg/L;含酸廢水的PH值不到1.
含氟、有機廢水處理設施包括事故調節池、一級反應池、一級沉淀池、二級反應池、二級沉淀池、沉淀調節池、混合絮凝池、沉淀池、水解池、一級AO生物池、二級AO生物池、貯泥池、均質(zhì)池和脫水機房。
調節池主要用于對含氟廢水的存儲及水量的調節，由耐腐蝕污水提升泵將廢水提升至一級反應池。若廠(chǎng)家由于意外原因暫停生產(chǎn)，可將部分生產(chǎn)廢水儲存于調節池中，此時(shí)調節池為事故池使用。一級反應池主要去除廢水中的氟離子，反應池中設有攪拌機，在反應池下端設有排污口，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)入一級沉淀池。一級沉淀反應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反應池。二級反應池分為中間池與混凝反應池。一級反應池中投加的藥劑呈堿性，所以其出水呈堿性。利用中間池調節PH值，保證一定PH范圍�；炷磻貎冗M(jìn)行廢水的化學(xué)混凝反應，通過(guò)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。二級沉淀池負責將混凝物質(zhì)與水分離，水進(jìn)入沉淀調節池，混凝物質(zhì)進(jìn)入貯泥池。沉淀調節池主要用于對有機廢水的存儲及水量的調節，其作用與事故調節池相同�；旌闲跄刂饕糜诩铀幏磻�，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(guò)均質(zhì)池進(jìn)入脫水機房。該廠(chǎng)水質(zhì)中有機物主要為聚乙二醇等難降解有機物，水解酸化池的作用就是將大分子的有機物降解為小分子有機物。一級AO生物池，通過(guò)厭氧，好氧反應，對水中的有機物、N, P進(jìn)行去除，二級AO生物池通過(guò)同樣的方法將水中的有機物、N, P進(jìn)一步去除。
根據上圖，含酸廢水處理設施包括含酸廢水間、一級反應池、二級反應池、二級沉淀池、貯泥池和脫水機房。
含酸廢水間主要用于對含酸廢水的存儲及水量的調節，由耐腐蝕污水泵將廢水輸送至一級反應池，一級反應池和二級反應池主要通過(guò)多次加藥和攪拌混合，提升廢水的PH值。二級沉淀池負責將混凝物質(zhì)與水分離，水進(jìn)入沉淀調節池，混凝物質(zhì)進(jìn)入貯泥池。泥液通過(guò)脫水干化處理后外運。
3系統結構
工業(yè)廢水自控系統由監控計算機、交換機、可編程控制器和自動(dòng)化儀表等組成。該系統分為三層結構，從上到下依次為信息管理層、控制層和設備層的金字塔結構，實(shí)現系統“集中管理、分散控制”的理念。
管理層在中控室設置兩臺工控機;控制層設置兩套PLC;設備層安裝了氟離子濃度計、PH計、溶解氧、污泥濃度計、COD和氨氮等儀表及工業(yè)控制設備。每組PLC可單獨作為一個(gè)分控站，分控站對處理工藝過(guò)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，保證了數據傳輸的可靠性。中央控制室對全廠(chǎng)集中管理。
4控制技術(shù)及特點(diǎn)
在含氟廢水處理工藝中，事故調節池安裝了超聲波液位計、PH計和氟離子濃度計。系統通過(guò)超聲波液位計對池內的液位高度測量，控制提升泵的運行狀態(tài)，并在上位軟件中設置了高、低液位的報警，防止調節池內液位過(guò)低導致的潛污泵無(wú)水運行，造成設備損壞，或液位過(guò)高導致的污水外溢而發(fā)生危險。同時(shí)，系統通過(guò)氟離子濃度計測量的水體氟離子含量值和PH計測量的水體PH值，對一級反應池的藥品投加量進(jìn)行控制。一級反應池入口、二級反應池的入口和二級沉淀池出口分別安裝了PH計，用于調節堿性藥劑的投加量，將PH值控制在一定范圍內，保證后續分別投加的絮凝劑與助凝劑能夠進(jìn)行較好的混凝反應。沉淀調節池安裝了超聲波液位計，用于水位觀(guān)測及水泵的運行控制�；旌闲跄馗鶕肟诎惭b的PH計，控制絮凝劑及助凝劑的投加量。一級AO生物池和二級AO生物池中安裝了溶氧儀，用于測量AO池中曝氣溶氧值，通過(guò)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，實(shí)時(shí)監測泥位變化，防止污泥外溢。出水口安裝PH計、SS計、COD和氨氮檢測儀，用于測量出水水質(zhì)。
在含酸廢水處理工藝中，系統實(shí)時(shí)監測安裝在含酸廢水間的PH計、氟離子濃度計及安裝在二級沉淀池的氟離子濃度計的數據，并將這三組數據與設定數據進(jìn)行比對、分析。系統根據其比對、分析結果，控制一級反應池和二級反應池的攪拌器的工作狀態(tài)，并通過(guò)變頻器控制藥品投加設備，實(shí)時(shí)調節藥品投加量，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、有機廢水產(chǎn)生的污泥同時(shí)進(jìn)入脫水機房，進(jìn)行脫水處理后泥餅外運。
該系統同時(shí)對多種廢水處理工藝進(jìn)行監測和控制，PLC分控站實(shí)時(shí)將各分析儀表的監測數據上傳至控制中心。中心根據各工藝段預設的報警及工藝參數對數據進(jìn)行分析。對超出報警界限的設備，系統將進(jìn)行報警提示并對報警信息進(jìn)行記錄，同時(shí)，對各設備進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制。
5結論
在該系統中，多種工業(yè)廢水的處理是實(shí)現系統的一個(gè)難點(diǎn)。系統同時(shí)對多種工業(yè)廢水處理的工藝過(guò)程進(jìn)行監測和控制，由于其進(jìn)水水質(zhì)的復雜性和不確定性，藥品的投加類(lèi)型和投加量就成了整個(gè)處理過(guò)程的重要控制點(diǎn)。本系統由于采用了先進(jìn)的自動(dòng)控制技術(shù)，使出水水質(zhì)達到了設計要求，該系統可在其它工業(yè)廢水處理中廣泛應用。
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