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污水厂调节池的作用范文1
关键词：能耗分析 流量调节 曝气系统 节能途径
1 能耗分析
城市污水处理厂消耗的能源主要包括电、燃料及药剂等潜在能源，其中电耗占总能耗的60％～90％，具体电耗分布情况因工艺和管理水平的不同而有差异(见表1)。
表1 部分城市污水厂电耗情况 厂名 规模(104m3/d) 处理等级 电耗(kW·h/m3) 备注 上海西区污水厂 1.2 2 0.218 无消化 上海曹杨污水厂 2.0 2 0.232 上海东区污水厂 4.5~5.0 2 0.335 太原北郊污水厂 1.4 2 0.255 有消化
根据资料分析不难得出以下结论：
① 污水处理电耗占全厂总电耗的50％～80％，污泥处理仅占15％～40％，可见污水处理是处理厂耗电大户，自然也就是节能重点。其中又以提升泵、风机为重中之重。
② 表1列出4个污水厂均为老厂，无污泥脱水等工艺，处理单位污水耗电量约0.262 kW·h/m3，从表面上看与日本全国平均0.260 kW·h/m3 相近，比美国0.20 kW·h/m3稍高。但仔细分析就会发现：日本沉砂池普遍有洗砂、通风、脱臭等，约耗电0.01 kW·h/m3；美、日两国普遍对出水进行消毒处理，该项电耗约0.002 kW·h/m3；美、日两国对污泥都进行消化、脱水、焚烧处理，美国还进行气浮处理，约耗电0.05～0.1 kW·h/m3，而回收的能源均未计算在内。另外，美、日两国自控设备比我们多，照明空调等耗电也比我们多不少。可见老厂节能问题十分突出，潜力巨大。
2 提升泵的节能
提升泵的电耗一般占全厂电耗的10％～20％，是污水厂的节能重点。提升泵的节能首先应从设计入手，进行节能设计；对于已投产的污水厂，仍能通过加强管理或更换部分设备进行节能。
2.1 精确计算水头损失，合理确定泵扬程
从泵的有效功率NU=γQH可以看出当γ、Q一定时，NU与H呈正比，因此降低泵扬程节能效果显著。如天津东郊污水厂总水位差4.5m，小于纪庄子污水厂的6 m，仅此一项每年即可节电100×10.4kW·h。然而，目前进行污水厂设计时，水头损失估算普遍偏高，导致泵扬程计算值偏高。在日本一般污水厂总水位差仅2.0 m左右，可见我们的差距还很大。
降低泵扬程可采取以下措施：
① 总体布置要紧凑。连接管路要短而直，尽量减小水头损失。
② 改非淹没堰为淹没堰［1］，落差可由35～40cm减少到10cm。
③ 日本总水位差小的关键在于初沉池、曝气池、二沉池均采用方形平流式，三池为一体，首尾相连，水流通畅，从而最大限度地减小了水头损失。虽然造价比辐流式要高一些，但其差价很快可以从节电效益得到补偿。平流式沉淀池在我国应用较少，主要原因是刮泥设备不过关，近年来环保设备技术水平有了长足进步，所以平流式沉淀池应用前景广阔。
2.2 流量调节方式
污水厂进水量往往随时间、季节波动，如果按目前通行的以最大流量作为选泵依据，水泵全速运转时间将不超过10％［2］，大部分时间都无法高效运转，造成能源浪费。
由轴功率N=NU/η1(η1为泵运行效率)可以看出，一定流量扬程下NU是一定的，而泵的轴功率直接由η1决定，所以应选择合适调控方式，合理确定泵流量，以保证泵始终高效运转。
2.2.1 转速加台数控制方式
目前国外大型污水厂普遍采用转速加台数控制方法，定速泵按平均流量选择，定速运转以满足基本流量的要求；调速泵变速运转以适应流量的变化，流量出现较大波动时以增减运转台数作为补充。但是由于泵的特性曲线高效段范围不是很大，这就决定了对于调速泵也不可能将流量调到任意小，而仍能保持高效。四种调速方法效率-转速关系如图1。
2.2.2 其它调节方式
除调速外还有一些流量调节方式，不需添置设备，只需加强管理，就可很快收到可观效益。
① 机构调节
主要指水量出现大的波动时关闭或开启出水闸，这样虽然会增大水头损失，但因N-Q曲线为上升曲线，所以还是有一定节能作用的。
② 运行方式调节
一般可以很简单地采用随进水量增减台数的方法进行，通过缩短运行时间达到节能目的。这一点在各厂都已采用，但要注意对于大型水泵，因为启动电流很大，所以应尽量避免频繁启动。
③ 调整改造
离心式水泵都配有一系列直径的叶轮，可简单地通过更换叶轮使水泵适应低于额定流量的流量。另外，在确认流量为恒定低流量后，还可以采用切削叶轮的方法。
2.3 选用高效电机及传动装置
泵系统电耗 W=t NU/(η1η2η3)
式中 η2、η3--传动效率和电机效率
t --- 运行时间
因此可从η2、η3入手，采用高效电机进行节能。
高效电机没有一个准确定义，一般效率比常规电机高2％～8％，虽然提高幅度不大，但因为污水泵大多为大功率、24h运转，所以即便只提高1％，节能效果也是很明显的。
当然高效电机价格比普通电机高15％～60％，所以采用该方法应进行经济校核，看是否能在使用期内由节电效益收回投资。
3 曝气系统的节能
鼓风曝气系统电耗一般占全厂电耗的40％～50％，是全厂节能的关键。最根本的节能措施就是减小风量，而减小风量必须提高扩散装置效率，降低污泥对氧的需求。
3.1 扩散装置
3.1.1 改进布置方式
传统的曝气池，曝气管是单边布置形成旋流，过去认为这种方式有利于保持真正推流，另外可以减小风量，但经过多年实践与研究发现，这种方式不如全面曝气效果好。全面曝气可使整个池内均匀产生小旋涡，形成局部混合，同时可将小气泡吸至1/3到2/3深处，提高充氧效率，见表2。
表2 不同充氧方式的效率［3］ 曝气方式 单边曝气 全面曝气
(间距6.1 m) 中心曝气 全面曝气
(间距3.05 m) 充氧效率kgO2/(kW·h) 1.05 1.57 1.33 1.82 3.1.2 采用微孔曝气器
微孔曝气器可以减小气泡尺寸，增大表面积，因而转移速度高，节约风量。天津东郊污水厂和纪庄子污水厂均采用微孔全面曝气，比穿孔管节电20％以上。英国有报道采用微孔曝气每去除1 kgBOD可节约风量25％，电力18％［4］。日本的情况如表3所示。
表3日本不同扩散装置的效率［4］ 曝气方式 穿孔管 微孔曝气 气量(m3/kgBOD) 36 30 耗电量(kW·h/kgBOD) 1.3 1.1
美国对一大批老式穿孔曝气进行了改造，效果显著。如美国的Hartford在224 640 m3/d的污水厂采用微孔曝气，实际氧利用率从穿孔管4.4％提高到了10.0％，总投资600 000美元，每年节约电费200 000美元，不计清洗费用，3年即可收回投资［5］。
3.2 风量控制节能
选择风机时，都要在计算需气量基础上加上一个足够大的安全系数，以满足最大负荷时的需要。所以在日常负荷下一般都要适当减小风量，负荷低时更应如此，这不仅是节能的需要，也是防止过曝气、保证处理效果的要求。而进行风量控制是曝气系统效果最显著的节能方法，据EPA对美国12个处理设施的调查结果显示，以DO为指标控制风量时可节电33％［4］。图2反映了风机风量与电耗的关系，图中电耗指每小时的耗电量。
可见，电耗随风量变化很大，因此进行风量控制节能效果显著，而且功率越大效果越明显，当然风量并不是可以任意减小，它将受到许多因素的影响。
3.2.1 风量程序控制
长期观测进水水质、水量，掌握其变化特性，再由经验确定风量与时间的关系，并设定程序，自动进行控制。该方法简便易行，但当水质水量出现很大波动时，应与其他方法配合使用。
3.2.2 按进水比例控制风量
该方法也比较简单，按一定气水比，根据进水量调节风量即可。但该方法最易受水质波动的影响，处理效果不稳定。
3.2.3 按DO控制风量
曝气池DO是一个重要运行参数，理论上达0.3mg/L就不影响微生物的生理功能，但考虑到水质水量的波动，一般保证入口处0.5～1.0mg/L，出口2～3mg/L［4］即可。如天津东郊污水处理厂采用溶解氧PLC自动控制风量，可节省气量10％；日本有报道DO控制风量可节电10％～30％。
3.3 风量调节方式
由于各种风量控制方式最终都要由调节风机来实现，所以与水泵相似，风机也存在风量调节问题，也就同样存在高效运转问题。目前城市污水厂一般都采用高速离心风机，其原理与离心泵相似，所以原则上泵调节流量的方式同样适用于风机。
另外，泵的调速方式也适用于风机，虽然需要一定投资，但节能效果也更明显。
除此之外，风机还有一些不同于水泵的特殊调节方式，如进口导叶片调节，这也是目前普遍采用的技术。天津东郊污水厂从法国引进的高速离心风机带有进口导叶片调节装置，当单池DO过高时，PLC会发出指令关小该池空气管蝶阀，当各池DO都偏高时，PLC就会发出指令关小进口导叶片，采用该技术可节电10％。
参考文献
1 周雹. 关于污水处理厂设计中的几个问题的讨论. 中国给水排水，1989；5(2)
2 吕乃熙. 城市污水节能技术及其发展主要趋向. 建筑选刊，1990；(1)
3 王彩霞. 城市污水处理厂能源开发利用与节能技术. 设计与研究，1991
4 日本下水道协会. 下水道施设省资源省エネルギ化对策. 1983
污水厂调节池的作用范文2
[关键词]变频器；污水处理厂；粗格栅提升泵房；污泥泵房；送水泵房
中图分类号：X5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）15-0269-01
一、引言
随着社会经济的发展，我国各地出现了不同程度的能源和环境危机，节能、环保的问题越来越被社会、政府所重视，污水处理作为环保领域最重要的组成部分之一，如何节能、高效的满足污水处理工艺要求，是电气自控专业很有必要研究的一个问题，本文以鄂尔多斯市南郊污水厂工程为例，介绍了在污水处理厂中变频器的使用情况及节能效果。
二、污水处理厂简介
南郊污水处理厂污水处理流程主工艺为TU氧化沟，中水处理流程主工艺为絮凝沉淀池+V型滤池，主要工艺单体为粗格栅提升泵房、细格栅旋流沉砂池、TU氧化沟、污泥泵房、污泥脱水机房、絮凝沉淀池、V型滤池、送水泵房等。污水处理规模为2.5万 m3/d，中水处理设施规模2.5万 m3/d，目前已投产运行。
南郊污水厂中采用变频技术的设备主要为粗格栅提升泵房内的提升泵、污泥泵房中的回流污泥泵以及送水泵房中的送水泵。
三、水泵变频控制原理及变频器选用
污水处理厂采用的变频器为ABB公司ACS510系列变频器，此系列变频器的功率范围为0.75kW～160kW，变频器内置2个AI模拟量输入端口，2个AO模拟量输出端口，6个DI输入端口，3个继电输入端口，可方便的实现频率给定、频率输出显示、启/停、恒速选择、设备继电互锁等各类功能，满足污水厂变频设备的功能要求。
四、粗格栅提升泵变频控制设计
粗格栅提升泵房内提升泵的作用是将污水厂通过粗格栅过滤后的进水由低液位提升至高液位，以实现后续污水处理流程实现重力流，污水提升泵的合理、高效运行是污水处理流程正常执行的重要保证。
提升泵选择的依据为进水量及扬程，应启动2台75kW提升泵，但污水厂所服务的区域为新建开发区，部分计划内的排水企业尚在建设中，进水无法达到设计水量。这就造成2台水泵同时运行时提升泵房液位下降过快，停1台泵后液位又会很快上涨，造成水泵频繁启停，缩短水泵的使用寿命。
针对这个问题，设计采用变频方式调节水泵流量，水厂进水提升泵共设3台，2用1备，2台运行水泵中的一台根据进水情况调节运行频率，满足进水量要求。由于进水量每天的瞬时流量变化很频繁，变频器直接根据流量控制会造成变频器频繁调节水泵运行频率，影响水泵使用寿命，所以进水提升泵根据集水井的液位调节变频参数，以控制集水井液位的方式间接调节提升水量。集水井设超声波液位计一台，液位计采集到的4～20mA液位信号提供至厂内PLC，PLC再根据程序要求输出控制信号至变频器，根据调节变频值。
五、回流污泥泵变频控制设计
污泥泵房主要需要变频调节的设备是回流污泥泵，因为回流污泥量与氧化沟内污水的溶解氧、污泥浓度、水中污染物成份组成、进场水量等诸多参数均有关联性，针对这些参数做精确闭环调节的难度大，复杂程度高，如果设定不当或进水条件变化还很容易造成处理效果下降的风险，所以，根据以往设计经验，回流污泥泵的变频运行方式为：在一定时间内采用定频恒流量的方式运行，采用变频的主要目的是保证污泥泵在一定范围内调节回流污泥量的能力，在污水厂进水量和水质发生变化时可灵活方便的调节污泥量，达到工艺要求。
回流污泥泵功率为75kW，二用一备，因为回流污泥量的参数需待污水进场后在试运行调试阶段再根据进场水质的实际检测结果设定，所以本工程设计阶段未指定具体的变频要求，只是设计在60%～200%之间可调，水厂运行后，回流污泥泵在一段时间内固定在一个频率运行，使污泥回流量相对稳定，回流比根据进水量做一定的波动，待水质或进水量有大的改变后，再调节变频参数，使氧化沟的MLSS、DO等参数满足工艺要求。
根据以上分析，回流污泥泵控制中变频主要采用定频方式运行，一段时间内不做动态调节，回流泵控制柜采用手/自动控制，控制柜变频参数可由中控室上位机或现场通过变频器AI端口设定。
六、送水泵变频控制设计
送水泵房主要设备是送水泵，送水泵的工作原理为变频恒压供水系统。该方式通过变频器的频率调整改变水泵流量，从而使管网水压连续变化。压力传感器检测管网水压，在PLC内输入压力设定信号和压力反馈信号后，经可编程控制器PLC内部控制程序的计算，输出给变频器转速控制信号，实现管网水压的闭环调节，使供水管网的压力值在设定值上下小范围浮动，满足管网水压的设定要求。
采用恒压供水方式，供电频率升高时，水泵转速加快，供水量相应增大；用水量减少时，频率降低，水泵转速减慢，供水量亦相应减小，这样就保证了供水效率，同时达到了提高供水品质和供水效率的目的，“用多少水，供多少水”，由于恒压供水的优越性，目前已经在我国得到了普遍的认可。
南郊污水处理厂管网压力为0.8MPa，本工程生产的中水主要用途为绿化用水及景观河补水，根据当地情况，本期共设2个绿化区，采用分区供水的方式运行。其中1区出水管规格为DN400，V=0.77m/s，1000i=2.2m，本区设立式离心泵2台，1用1备，单台参数：Q=360m3/d，H=70m，N=132kW。2区出水管规格为DN500，V=0.93m/s，1000i=2.33m，本区设立式离心泵2台，1用1备，单台参数：Q=685m3/d，H=51m，N=132kW。两组泵及管网独立运行，互不干扰。
根据工艺设置，电气自控也设置2套独立的控制系统控制水泵运行。水泵控制原理是根据管道压力上下限设定值与压力实测值（插入式压力传感器传回）的偏差进行PLC自动控制，由PLC输出频率给定信号至变频器。变频器再根据PLC发来的频率给定信号及预先设定好的加速时间等内置流程控制水泵的转速以保证水压保持在压力设定值的上、下限范围之内，实现恒压控制。控制流程见图1。
七、结论
实践证明，采用变频调速技术，可以改善传统的设备运行方式，不仅节约能源，而且对于提高整个污水处理系统的自动化水平，减轻厂内操作人员的劳动强度，满足处理工艺的特殊需求等方面都有很好的效果，在污水处理行业值得推广应用。
参考文献
[1] 张燕宾.变频器应用教程[M].北京：机械工业出版社，2007.
污水厂调节池的作用范文3
关键词：污水处理厂；工艺流程；设计参数
中途分类号：U664.9+2文献标识码：A
一、工程概况：
某新区工业基地污水处理厂工程规划总规模为6×104 m3/d，分三期进行建设。一期（本工程）工程设计规模为1.5×104 m3/d，二期工程规模增至3.0×104 m3/d，三期工程规模最终至6.0×104 m3/d。
此污水厂远期建设总用地面积为92.5亩，其中一期污水厂用地面积35亩，二期污水厂用地面积21亩，三期污水厂用地面积36.5亩。
按照新区工业基地排水总体规划的要求，新区工业基地污水处理厂的污水收集范围总控制面积15平方公里。上述区域内的排水采用雨、污分流制，雨水就近排入自然水体，污水收集后进入工业基地污水处理厂。
本工程主要采用CAST工艺+沉淀+过滤处理工艺。包括预处理、生物处理、深度处理、生物除臭、污泥处理、工艺配套建筑物及厂区建筑物等七部分。
预处理部分构筑物有控制井、粗格栅间及进水提升泵房、细格栅间及曝气沉砂池（各一座）。
生物处理部分有CAST生物池（一组二座）。
深度处理部分有调节池（一座），高密度反应沉淀池（一座），纤维转盘滤池（一座），紫外线消毒渠（一座）及巴氏计量渠（一座）。
生物除臭系统包括预处理部分除臭、污泥部分除臭和除臭生物滤池一座。
污泥处理部分有储泥曝气池(一座)和污泥脱水车间(一座)。
工艺建筑物有加药间（与脱水机房合建）、鼓风机房、厂区回用水泵房、热泵机房、变配电室、进水水质分析间及出水水质分析间（各一座）。
厂区建筑物有综合办公楼、食堂及浴室、车库及库房、传达室各一座。
二、设计进出水水质
（一）进水水质
根据《新区工业基地污水处理厂可行性研究报告》、《新区工业基地污水处理厂工程初步设计审查意见》及当地市环保局环评批复，确定以下结论：新区工业基地污水处理厂进厂水质各项指标均不高，属于典型的城市污水水质。提出污水处理厂进水水质如下表2.1所示：
表2.1新区工业基地污水处理厂设计进水水质指标
（二）出水水质
本工程处理后的污水出路为大型自然水体河流。根据当地《黄河流域（陕西段）污水综合排放标准》（DB61/224-2011），要求集中式污水处理厂排水应执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级A标准。故确定工业基地污水厂污水处理的出水水质标准为：
CODcr≤50mg/lBOD5≤10mg/l
SS≤10mg/l TN≤15 mg/l
NH3-N≤5mg/l(8mg/l)TP≤0.5 mg/l
（注：括号内数值为水温≤12℃时的控制指标。）
（三）设计工艺流程
三、污水处理厂总体设计
根据《新区工业基地污水处理厂工程初步设计批复》，污水处理采用CAST工艺+沉淀+过滤的处理工艺,出水采用紫外线消毒，污泥采用机械浓缩+机械脱水一体机脱水。工艺流程框图如下：
工业基地污水处理厂工艺流程图
四、污水处理厂污水、污泥设计
（一）工程设计规模：1.5×104m3/d；
（二）总变化系数Kz=1.50；
（三）最高日，最大时流量：937.5m3/h；
（四）平均日，平均时流量：625m3/h。
污水工艺设计计算时，粗格栅、污水提升泵房、细格栅、曝气沉砂池以及构筑物之间连接管道按最高日最大时设计流量计算，CAST生物反应池、调节池、高密度反应沉淀、纤维转盘滤池按平均日平均时流量乘以系数1.0考虑。
污泥工艺设计计算时，根据确定的污水计算流量所计算的最大污泥量，设计确定各污泥处理构筑物的规模。
五、主要构筑物设计
CAST生物池:
新建CAST生物池一组（2格），按处理能力1.5万吨/日设计。为钢筋混凝土结构。
·功能：
CAST生物池分2个格，每格均分为厌氧选择区和主反应区。设置厌氧区的目的在于破坏难降解的高分子有机物，同时污泥中聚磷菌释放磷，同时产生ADP，为后续工艺在好氧条件下聚磷菌过量摄取磷创造条件。此外，通过厌氧过程会产生污泥选择作用，可有效防止污泥膨胀。
·运行
CAST反应池的设计运转周期为6小时，其中进水曝气4小时，沉淀1小时，滗水1小时。将2个反应池分别编号为1#、2#，
两个反应池轮流进水，从整体看，进水是连续的,出水是间歇性的，各池进水是间歇的。在每个周期的反应过程中，反复进行曝气、缺氧搅拌、再曝气、再搅拌，从而实现氨氮硝化与反硝化的过程，达到除碳脱氮目的。
·设计参数：
混合液悬浮固体平均浓度（MLSS）：4300mg/L；
有机物污泥负荷：0.069KgBOD5/kgMLSS.d；
污泥回流比为：20%；
污泥龄：22.1d；
污泥产率：1.034Kgss/ kgMLSS.d。
本污水处理工艺在脱碳的同时，需要同步进行除磷脱氮。经计算，每分钟需要空气量为77m3/min。本系统污泥产量368.45 m3/d（含水率99.2%）。
·结构型式与尺寸：
CAST反应池结构尺寸L×B×H = 61.9m×49.4m×5.6m，有效水深5.00m，超高0.60m，总有效容积V有效=15289 m3。其中厌氧选择区有效容积2594m3，水力停留时间为4.15小时,占总池容17.0%；主反应区有效容积12695m3，水力停留时间为20.3小时。
·安装设备：
CAST反应池内主要设备有潜水搅拌器、剩余污泥泵、回流污泥泵、滗水器、膜片管式曝气器、电动阀等。
（一）潜水搅拌器:
共5台，4用1备（1台库房备用）。在每一厌氧选择区内设2台潜水搅拌器，叶轮直径D=2500mm，功率N=2.3kw，连续运行，以保证厌氧区泥水充分混合，搅拌强度应达到液体流速≥0.3m/s。
（二） 剩余污泥泵:
共3台，2用1备（1台库房备用）。每单池内设潜水污泥泵1台。排泥泵可在反应池滗水时将剩余污泥排至储泥池，每周期运行一次，每次排泥量约46 m3 ，Q=137m3/h，H=8m， N=4.7kw。
（三）回流污泥泵:
共3台，2用1备（1台库房备用）。每单池内设潜水污泥泵1台。回流污泥泵主要用于将主反应区混合液回流至厌氧选择区。Q=126m3/h，H=6m， N=4.7kw。
（四）滗水器:
共4台，每单池内设2台。单台滗水能力900-1300 m3/h，N=1.5kw。
（五） 膜片管式曝气器:
共1584套，每单池792套。曝气膜群采用小直径橡胶曝气软管，环向张力小，同时有很好的防倒流及缓冲作用，比较适用于间歇曝气。其使用寿命比传统产品长数倍，更主要特点是传氧效率高，节约能耗，检修维护方便。
（六）电动蝶阀;
DN500mm进水电动蝶阀：共2个，每池1个。
DN300mm曝气电动蝶阀：共2个，每池1个。
六、结语
污水处理厂的建设大大地削减了排入内河的污染物质，减轻了对本地内河水环境的污染负荷，在提高城市卫生水平，保护城市地下水水源以及保证水体功能方面，均有良好的环境效益。
由于城市污水处理厂属环境治理基础设施，投资一般较大，从直接经济效益上看，建设污水处理厂的直接投资效益并不显著，但从广义上看，其投资的间接经济效果显著，它主要通过减少污水排放对社会造成经济损失而表现出来：
（一）可减少企业分散进行污水治理所增加的投资和运行费用。
污水厂调节池的作用范文4
关键词：低浓度污水；AAO工艺；出水总磷；优化控制
中图分类号：[R123.3]文献标识码：A文章编号：
引言：青山湖污水处理厂是湖北省第一座城市污水处理厂，占地75.25亩，2005年改扩建投产的改良A2/O新工艺设计处理能力为2.5万吨/日，项目总投资4308万元，于2007年7月建成投产，出水水质达到国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B标准要求。由于该厂服务片区是老城区，城市污水收集管网系统陈旧，污水收集率低，大部分采用合流制，且南方雨水较多，地下水渗漏，导致进水浓度偏低和水量均匀，导致工艺不能完全正常运行，出水总磷效果控制不稳定。如何有效的控制工艺参数，实现总磷稳定达标排放问题成为青山湖污水厂运行管理的新目标。
1.2 工艺流程及主要设计参数
青山湖污水厂工艺流程如图所示
2 运行状况及存在的问题
2.1 运行状况
青山湖污水处理厂自2007年7月运行以来，通过对工艺系统的优化及运行参数的调试控制，出水水质一直就达到出水水质达到国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B标准要求。但是自2010年实行城区实施雨污水管网分流改造，进水浓度有所提升，但是污水厂进水量显著下降，日均进水量仅1.7～1.8万吨，而且晴天雨天波动性很大，工艺不能完全正常运行，尤其是出水总磷经常出现超标现象。
2.2 存在问题及对策
根据青山湖污水处理厂的实际运行数据分析污水厂进水浓度虽然偏低，但可生化性极其良好，基本没无高浓度工业废水，进水总污染物浓度较设计值低很多。仔细观察二沉池出水堰，水质有些浑浊，藻类繁殖较快，出水夹杂少许污泥小颗粒，水质透明度很低，偶尔可见成团的污泥絮凝体上浮现象。加上日常生产应对晴雨天进水负荷波动性的应变能力不足，出水总磷0.3-1.5 mg/L之间，波动性大，很不稳定。我们分三阶段对青山湖污水厂进行了分析调试。
3.1 第一阶段
青山湖污水处理厂在运行时，为降低出水总磷，首先加大了剩余污泥排放量，减少剩余污泥在二沉池的停留时间，缩短泥龄至6-9d（详见下表4）。污泥浓度MLSS从2011年1-6月平均值3000-3800mg/L下降至2011年7月-2012年6月MLSS1700-2500mg/L。经检测，短期降低出水总磷值0.2-0.35mg/左右，二沉池上浮污泥也减少，但是出水仍然伴随少许颗粒物，出水透明度较低，藻类繁殖很快，稳定总磷出水浓度效果不明显。
理论上按照青山湖厂实际的进水量均值Q=1.7-1.8万吨/日，进水浓度均值COD=154 mg/L，BOD=78 mg/L ，综合考虑南方环境实际参数，每万吨水均产泥量约2.5-3.5吨[1]，而青山湖污水厂实际排泥量最高达390吨/月，最低145吨/月，每万吨水最高6.5吨/日，最低2.4吨/日，每月的总剩余污泥量从数值上加大了，但是从微生物的好氧呼吸理化新陈代谢角度分析，聚磷菌吸收的总磷并未按规律以剩余污泥式排出。所以生产上必须参照微生物新陈代谢产生的剩余污泥量，定时、定量的排放剩余污泥量。
3.2 第二阶段
为了深入探讨解决青山湖厂的总磷出水不稳定问题，再从其他方面深入探讨分析降低出水总磷问题。在没有改供氧动力情况下，污水厂污泥浓度从均值3100 mg/L降低至均2200 mg/L时，曝气池溶解氧均值从1.8mg/L上升至2.3mg/L。所以，污泥浓度适当降低有利于增强曝气池转跌的充氧效率[2]，更有利于硝化反应，氨氮值最低0.5mg/L。但是过高溶解氧量可能导致污泥过氧化解体，不利于菌胶团的形成，能耗不经济。因此，将污泥浓度控制在1900-2400 mg/L，供氧效率最高。
其次，灵活调节回流比，将回流比维持在较高的30-70%之间，减少污泥在二沉池停留时间，增加前池污泥负荷，有利于厌氧释放磷，但是回流比不能过高，注意控制厌氧池的溶解氧，维持在0.3mg/L以下，最高不超过0.5mg/L，过高不利于聚磷菌厌氧释放磷，而且要回流厌氧池的硝酸盐也容易干扰聚磷菌的厌氧释放。同时，适当逐渐增加曝气池尾端转跌转速，提高二沉池溶解氧量，防止底部污泥厌氧释放磷，及时人工清除二沉池的藻类，观察二沉池出水水质透明度也显著变化，透明度有所提高。
3.3第三阶段
从第一、第二阶段控制污泥浓度和溶解氧含量可知：将污泥浓度控制在1900-2400 mg/L，溶解氧含量控制在1.9-2.3 mg/L，氨氮从平均值10mg/L下降至平均2.5-4.0 mg/L，总磷控制在0.15-0.6mg/L。当污泥浓度达2800mg/L以上时，在不增加供氧量情况下，曝气池溶解氧含量明显降低，氨氮值也显著升高，甚至超标。但是总磷却却因污泥浓度过高，厌氧释放磷彻底，曝气池吸磷效果好，去除率率极高，最低值达0.06mg/L，阻碍了硝化反应。当污泥浓度低于2000mg/L以下，最低达1600mg/L时，出水氨氮值有所下降，但是总磷又明显上升，甚至超标。
从污水厂试剂运行的数据分析，2011年7-9月份。由于排泥较多，污泥浓度降至1600 mg/，总磷最易超标，且超标次数最多，当月总磷均值也明显较往常高出很多，达0.93 mg/L，因此保证的一定污泥浓度可以保证有效除磷效率。
在进水总氮均值20mg/L，出水10 mg/L以下的情况下，适当降低内回流，降低硝化能力，不仅有助于提高缺氧池的反硝化能力，也减少了回流至厌氧池的硝酸盐含量，避免过高硝酸盐浓度抑制聚磷菌释放磷。同时，脱泥车间的剩余污泥直接从二沉池抽送，贮泥池最长浓缩时间不超过6小时，尽量避免长时间浓缩导致厌氧磷元素释放[3]，污泥浓缩之后的滤液循环至前池进水口，并没有随剩余污泥排处整个系统之外去，又循环至进水前池，反而增高进水总磷负荷。正常情况下，采用生物除磷工艺的剩余污泥中磷含量为4%-6%[4]。
必要时，实施工程措施，将30-60%回流液直接回流至缺氧池，并合理化剩余污泥的抽送，早上开始脱泥前6-8小时开始将剩余污泥抽送至贮泥池浓缩；在不脱泥情况下，将回流比尽量调至30-70%，防止剩余污泥在二沉池厌氧释放，开始抽送脱泥时再调节回流比降低。
污水厂进水可溶性磷占总磷70%-95%，调节好工艺参数，经改良AAO工艺生物除磷处理低浓度生活污水，出水水质可以满足到国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B标准要求，甚至一级A标准。向二沉池或前池投加PAM，采用化学除磷的方法，可以简化工艺操作程序，控制出水总磷指标，但是铝、铁盐影响硝化和反硝化过程，剩余污泥量大，提高脱泥车间能耗指标，而且铝盐和铁盐的长期富集作用抑制生物除磷，不利于整个生物脱氮除磷工艺，短期内预备采用化学方法除磷应对污水厂的应急措施比较好[5]。
4 结论
城市污水处理厂实际运行中，由于进水量、浓度波动性客观和实际运行管理主管原因，仅仅采用传统的活性污泥法生物脱氮除磷工艺本身就存在脱氮除磷方面的平衡矛盾。但是青山湖污水处理厂通过深入的调查调试，脱泥车间定时、定量，科学化脱泥；细化控制好曝气池污泥浓度和溶解氧、污泥回流比和二沉池溶解氧、克服了生物脱氮除磷工作上的一些不足问题，优化了工艺的各个参数，将出水总磷长期稳定在较低值。
参考文献：
[1]王洪臣. 城市污水处理厂运行控制与维护管理[M]. 北京，科学技术出版社，1997.
[2]郑兴灿，李亚新. 污水除磷脱氮技术[M]. 北京，中国建筑工业出版社，1998.
[3]李圭白，张杰. 水质工程学[M]. 北京，中国建筑工业出版社，2005.
污水厂调节池的作用范文5
关键词：变频器；污水处理；控制；设计
中图分类号：TN773文献标识码： A 文章编号：
该污水处理厂原来是通过Y-起动程序实现对现场控制柜的控制，一旦遭遇暴雨天气，由于调节水池的水位上涨过快，必须通过启动备用水泵才可以维持水位平衡，但是又会造成高位井溢水。如果再通过调节出水蝶阀来实现调节水量的效果，又会造成电能的浪费，增加操作人员的劳动强度，缩短了水泵的使用寿命。针对目前存在的这一问题，决定对原有水泵控制系统进行变频改造。
一、盐仓污水处理厂中控系统简介
某污水处理厂中控系统采用SIEMENSPCS7过程控制系统。监视系统采用SIMATIC Wincc组态软件，操作系统采用Microsoft Windows2000 Professional中文版操作系统。数据库采用Microsoft QSL Server2000中文版软件。工业自动化系统(AS)的中央处理器采用S7-400系列工业控制器中S-414-3CPU，PCS7采用SIMATICNET工业通讯网络结构，拥有丰富灵活的网络层级，现场总线采用PROFIBUS双光纤冗余环网的网络结构，系统级采用高速工业以太网系统总线。分布式I/O采用冗余设计或PN接口的ET200分布式I/O。工程组态系统完成系统内的硬件和现场设备组态、通讯网路组态、顺序控制过程控制组态和操作监控组态，运用SIMATIC程序管理器组态工具进行管理、处理、归档。
二、变频器采用相对“恒液位”控制方式控制水泵启停
1．相对“恒液位”概念是指当进水泵房提升至调节池的水量增大时，水泵出水流量相应增大。当调节池水位逐渐下降时，水泵出水流量相应降低。这样一来进水和出水水量保持一致，调节池的水位就会保持在理想的稳定不变状态。但实际运行中由于进水泵房水量波动较大，调节池的液位还是会在一定的区间范围波动，但是波动相对平稳。
2．相对“恒液位”控制方式。首先设定基准液位（2米）作为3#水泵变频启动液位，根据现场液位计采集的液位信号不断上升时，变频器频率逐渐增大至50Hz，在中控系统上位机界面设置系数偏移对话框，即（实际液位-2m）×系数=变频自动控制设定值，当变频控制设定值与变频控制实际值差值大于5%时工频启动1#或者2#水泵运行。1#、2#水泵的启动顺序以累积运行时间较短的先启动。3#变频泵运行频率逐渐下降，当实际控制值与设定控制值十分接近时，3#变频泵运行频率保持稳定。当水位继续上升，3#水泵变频器频率继续增大至50Hz，当设定值与实际值偏差再次大于5%时再工频启动剩余的一台水泵，此时三台水泵全部投入运行，3#变频泵运行频率逐渐下降至稳定频率运行，水位继续上升，3#水泵变频器频率逐渐增大至50Hz，此时提升流量为最大值。调节池水位下降时的水泵运行状态正好与水位上升时相反。
通过下面一个智能的控制界面，进行变频控制和工频控制的随意切换，在变频控制时可以通过系数的设定达到智能控制目的。
三、水泵变频控制设计
原先调节池三台水泵只用两套控制柜，一套控制柜采用软启动器控制一台水泵，其他一套控制柜采用Y-方式控制两台水泵。现在原来的基础上再增加一套变频控制柜控制一台水泵，实现三套电控柜分别控制三台水泵。其中1#水泵Y-启动方式，2#水泵软启动方式，3#水泵变频启动控制方式。新增变频控制柜采用ABBACS510变频器控制潜水排污泵，变频器调用手动/自动应用宏，参数设置9902值为5。当状态为手动时，变频器可通过现场控制柜面板上的电位器进行手动调频。当状态为自动（远程）时，变频器通过中控系统PLC内设置PID比例调节进行相对“恒液位”自动调频，也可以设定任意固定频率进行水泵的流量控制。变频器输出信号有电流和频率检测型号以及运行和故障信号，并由上位机进行信号的采集监视和控制。
四、水泵变频控制节能原理和节能效果
由流体力学可知，P(功率)=Q(流量)×H(压力)，流量Q与转速N的一次方成正比，压力H与转速N的平方成正比，功率P与转速N的立方成正比，如果水泵的效率一定，当要求调节流量下降时，转速N可成比例的下降，而此时轴输出功率P成立方关系下降。即水泵电机的耗电功率与转速近似成立方比的关系。
表1盐仓污水厂调节池3#提升泵实测频率、转速、电流、流量参数表
上述表1各类参数为中控室监视电脑读取的数值，3#水泵由于长时间不间断运行叶轮磨损或者间隙变大的原因使其流量有所下降，2#、3#水泵的实测流量在1250m3/吨/小时。（p1/p）%栏是水泵运行在不同频率阶段的轴功率与工频时轴功率的比值，当水泵频率运行在41Hz时，其实际功率是工频运行时的56%，节能效果是显而易见的。当设定固定流量2100吨/小时进水时（该值为盐仓污水厂二期日均处理量），此时可以设置3#水泵在44Hz运行和1#泵在工频运行的组合方式，此时3#水泵消耗的电能为工频运行时的66%，相当于每小时节电15kW，24小时节电400千瓦，一年节电14.6万千瓦，节能降耗和经济效应相当可观。
五、调节池水泵变频改造取得的效果和存在的不足之处
1．运用相对“恒液位”的流量控制方式能够实现进水流量的平稳控制，流量曲线相对平滑。2．变频调速方式可以实现宽幅调节流量的作用，通过设定任意的频率值可以实现精确的控制水泵流量的大小，特别是在暴雨天水量特备大的时候，可以设定水泵长时间运行在允许的高流量范围内运行而不会使高位井溢水，提高了污水厂抗冲击的能力。
3．变频调速在节约能源方面效果很突出，投资回报率高。降低了设备损耗和维修成本，有效地延长了设备的使用寿命。
4．存在的不足之处主要是当采用相对“恒液位”的流量控制方式，进水流量是时时刻刻在变化的，生化池内的溶解氧受水量的变化也会发生变化，而盐仓污水处理厂溶解氧采用人工调节的方式进行控制的，调节控制较困难，容易发生问题。今后将努力研究相对“恒流量”的控制方式实现水泵进水系统的自动运行。
六、结语
实践证明采用变频调速技术,不仅节约能源,而且对于提高整个系统的自动化水平,减轻工人的劳动强度,降低维修费用,延长设备使用寿命和检修周期,减轻电动机频繁起动对电网的冲击等各个方面,都有显著的效果。该变频改造项目自改造完成至今，系统总体运行稳定可靠，故障率基本为零。系统自动化程度较高，减少了人工操作，受到了一致的好评。
参考文献
[1]王鸿涛．论PLC在城市污水处理厂中的应用[M]．2006．
[2]徐琳，牟道光．PLC在污水处理中的应用[J]．微计算机信息，2004，（3）．
[3]雷宏彬．基于PLC和变频器的恒压供水控制系统[J]．工业仪表与自动化装置，2007，28（9）．
污水厂调节池的作用范文6
关键词 水处理；监控系统；污水处理厂；S7-300 PLC；自动控制系统
中图分类号 TP273 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-（2013）012-0090-01
随着社会的不断发展，日益增多的生活污水排放，给人们带来一些烦恼。在大多数城市中污水处理厂显得越来越重要，其主要作用是保护有限的水资源，所以自动化程度对于污水处理厂而言越来越重要，水处理系统的可靠性、产率、性能的提高都需要先进的自动控制技术。作为连续批量生产而又复杂的水处理过程，通过引进基于西门子s7-300PLC的水处理自动控制系统，增加水处理系统的稳定性，并且使启动过程加快、操作成本降低。
1 系统结构设计
1）由一个控制中心站、消毒渠控制站、和3个PLC控制站共同组成自动控制系统，其中3个PLC 控制站包括污泥脱水处理、生物处理和一级预处理三个过程。环形光纤工业以太网是系统通讯所采用的方式，100/1000Mb/s为通讯速率。
2）“提升水位絮凝澄清消毒加压”是水处理工艺流程的五个环节， 从而实现源水的水质优化。
2 西门子s7-300PLC在系统中的应用
1）按照分布式系统结构整个自动控制系统分为三层： 中央控制层（上位机或操作站）、现场控制层（下位机）、现场执行层，这种分层实施是从经济性、易维护性、角度、可靠性出发的，最主要是考虑到水处理的流程和特点。
2）系统中的下位机采用西门子S7- 300 PLC。按照污水处理流程，数据处理和采集采用一台PLC，由加药房、加压站、反洗站、加氯间分别来负责相应的过程，与上位机的数据通讯通过工业以太网来实现。
①加药过程由加药房主要负责。主要包括Φ25m池和Φ100m 池加药控制；4个开关量输出、9个模拟量输入、10个开关量输入、4个模拟量输出；进入三个池的各自电磁阀的调节，是根据进水流量要求来进行的，使流量达到规定值，有利于减小出水水质的波动，使处理效率得到提高。应根据调节系统中各个单元的特性、干扰形式和部位、调节品质要求、调节对象特性等因素来确定PLC 调节规律。
②消毒过程由加氯间负责。加氯量的控制是通过采集相关设备的运行状态和流量等数据来实现的，其中包括送水泵、Φ25m 池的出水流量、加氯机、进出水阀等的运行状态，共计4 个开关量、4个模拟量。依据Φ25m池的两个出水管的流量，来对两台加氯机加氯量的控制，使水中含氯量满足用水的标准。
③反洗过程由反洗站负责。通过采集相关设备的运行状态和液位等数据，实现对反洗泵的控制，共计6个开关量、2个模拟量，其中包括的运行状态有反洗泵、洗池的液位、送水泵、反洗站进出水阀等。控制两台反洗泵的交替启停使用，是根据反洗池液位来实现的，反洗泵的联锁控制是通过比较实际液位输入信号与设定的液位来实现的，低液位时停泵，高液位时启泵，保证及时处理虹吸氯站中的污水，使水的利用率得到提高。
④加压过程由加压站负责。清水池中水的加压控制是通过采集相关设备的运行状态和管压等数据来实现的，其中包括清水池进出水阀、总出水口的管压、清水池的水压等的运行状态，总计采集2个开关量输入、4个模拟量输入、4个开关量的输出。清水池的加压控制是通过比较清水池的水压输入信号和设定的压力来实现的；总出水口的欠压报警和管压过压报警是通过比较总出水口的管压输入信号和设定的压力来实现的。
⑤提升泵房的提升泵的控制指令是由上位机直接发出来的。提升泵逻辑流程图如图1所示。
3）关于上位机。在整个污水处理控制系统中，上位机起着监控管理的作用，其作用有：提供全方位的报警功能，远程维护和诊断；对下位机传递上来的各工艺站的数据进行接收并实时显示，对数据的统计和分析按一定要求进行；具有打印报表、生成报表、浏览报表、修改报表等功能，并且生成基于EXCEL格式统计报表；在工艺流程中对运行参数和运行状况进行图表显示。按照系统设计任务的功能分为：报表统计功能、显示功能、报警管理功能、数据管理与采集功能、打印功能等。
3 设计监控系统软件
使用西门子的STEP7 V5.5编程软件对控制系统程序进行设计，采用结构化、模块化的编程方法。下面简单介绍一下加药自动控制中采用数字PID 控制程序：这个系统的功能模块是采用S7- 300PLC内部的连续控制模块SFB 41 "CONT_ C”。对一个整型（IN）
的数据接受采用FC 105 功能模块来实现，然后把它转换为介于上限和下限之间的实型值。在SIMATIC S7 可编程逻辑控制器上采用SFB/FB "CONT_C" （连续控制器）， 通过采集持续的输入和输出变量，对工艺过程进行控制。系统控制图如下：
4 结束语
按照水厂采用的物化法处理工艺过程和工艺原理进行系统设计， 在污水处理厂该自控系统实现自动化运行，不仅工人的劳动强度减轻了，而且运行效益和运行效率也提高，实现了科学的生产管理，使出水达到国家要求的排放标准。
参考文献
[1]廖常初.S7-300/400 应用技术[M].北京：机械工业出版社，2006.
[2]马勇，彭永臻等.城市污水处理系统运行及过程控制[M].科学出版社，2007.
[3]西门子（中国）有限公司自动化与驱动集团[Z].西门子S7-300 使用手册.2004.
[4]廖常初.S7-300/400 PLC 应用技术[M].机械工业出版社，2008.
