市政污水处理工程案例分析37431.docx
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1、市政污水处理工程案例分析 北京华富惠通技术有限公司 孙强随着我国城城市化建建设力度度的加强强,大城城市的改改建及中小城城市的扩扩容速度度越来越越快。我我国在七七、八十年代兴兴建的市市政污水水处理厂厂随着城城市化步步伐的加加快,无无论从处处理工艺艺还是从从日处理理污水吞吞吐量上上,都已经经不能满满足城市污水处处理的需需求。另另一方面面,随着着我国人人民对环环保意识的的整体提提高,我我国政府府对污水水处理建建设方面面的投资资力度也也在逐渐渐加大。从95年开始,我国政府开始逐渐把污水处理的建设正式提到工作日程上来,但是由于我国组态软件的发展比较晚,在一些市政设施的自动化工程中,由于工程的重要性和投资
2、力度的庞大,国内的组态软件只在一些小型污水处理项目上(工厂级,矿厂级)有过应用案例,对于一些大型市政污水处理工程主要还是以国外的组态软件和国内外知名厂家的DCS产品为首选。对于国内组态软件在大型的市政污水处理自动化工程中能否稳定,可靠的运行一直还是一个疑问。针对这种状况,北京华富惠通技术有限公司集合了公司大部分的技术骨干,针对市政污水处理工程的特点,组态了下面的市政污水处理厂自动化系统,并在工程实际中获得了应用。工程背景:德山全市辖辖2区、55县、11市,总总人口5587万万人,是是沿清江江经济区区的食品品、轻工工、纺织织工业基基地,经经济建设设正以前前所未有有的速度度发展,水水电站、火火电厂
3、、石石长铁路路、高速速公路、德德山机场等等一大批批国家“八八五”、“九九五”重重点建设设工程相相继在德德山市建成成并投入入使用,投投资环境境正在迅迅速改善善,经济济发展前前景十分分广阔。 德山位于于清江南岸岸,现有有大中型型工矿企企业722家,涉涉及造纸纸、化工工、纺织织、制革革、酿酒酒、食品品、机械械加工制制造等行行业。根根据德山山市环境境监测站站19995年、119966年对德德山355家主要要工业企企业实施施环境监监测的情情况,以以及德山山市的第二二自来水水厂的年年供水量量估算,德德山开发发区目前前的城市市日用水水量在88.5万万吨以上上,其中中生活用用水1.5万吨吨,工业业用水77万吨
4、。随随着经济济的发展展和城市市人口的的增长,生生活污水水和工业业废水的的排放量量将会越越来越大大,预计计到20010年年将增加加到155万吨左左右。 但是到到目前为为止,德德山市只在城城市主干干道有一一些清、污污合流的的管道,还没有一个统一规划建设的清、污分流城市污水排放管网和污水处理厂。除少量工业废水仅经过初步处理以外,大部分的工业废水和全部生活污水,都未经任何处理而直接排入城市下水道或经星水河、长风河等天然沟渠和河湖港叉,自然排入清江,使城区及其周围水域和清江甚至洞庭湖水体受到了严重污染,不仅使大片水面失去水产养殖功能,而且直接威胁到人民群众身体健康,破坏了正常的生态环境,影响了开发区经济
5、建设和社会事业的发展。据测算,由于未经处理,德山开发区15家主要工业企业目前排入清江的工业废水在6万吨/日以上,每年排放的污染物中,有固体悬浮物8,530吨,有机物12,964吨,COD 15,444吨。工程概况:1 项目名名称:清江地地区德山山城市污污水处理理系统 2 项项目规模模:日处处理污水水15万万吨 33 占地地面积:8公顷顷(1220亩) 4 建建设规模模:据测测算,德德山开发发区目前前的城市市污水日日排放量量已达88.5万万吨以上上,并以以每年55%的速速度递增增。再根根据德德山市城市市发展总总体规划划,到到20110年,德德山开发发区城市市污水日日排放量量将增加加到155万吨左
6、左右。因因此本工工程规模模拟定为为日处理理污水115万吨吨,计划划分两期期实施,于于20112年底底全部建建成。首首期工程程实施时时间为220000年至20002年,包包括敷设设全区污污水管网网和建造造一个占占地8公顷,日日处理110万吨吨污水的的污水处处理厂。第二期工程则将污水处理厂的处理能力由10万吨/日扩大到15万吨/日,实施时间为2010年至2012年。 5 厂址选择:根据城市排水现状和城市排水规划,通过多次实地察勘和选择,确定污水处理厂选址在德山南郊。该处位于德山市造纸厂的南面和清江西面,是德山开发区的城乡结合部和工业污染源较集中的地带,周围有德山市造纸厂、德山市棉纺织厂、德山市清江
7、制药厂、德山市涤纶厂、德山市机械厂,不远处还有德山市酒精厂、德山市肉联厂等大中企业,隔东风河还有德山市化工厂;另外,由于该处地势较低,平均海拔只有31.2米,远低于德山城区其它部位(42米57米),利于汇集城市污水,符合城市发展的要求,是建设德山城市污水处理厂比较理想的地方。 6 工艺方案:目前国内污水处理工艺可分为三类,即一级处理,二级处理,三级处理,还有考虑综合利用的。国内目前综合考虑投资,运行成本,处理效果等因素,根据污水水质情况,大多采用一级和二级处理方式。一级处理也称物理法处理,其工作原理是利用过滤、旋流分离等方法去除污水中的悬浮物和泥砂。一级处理可去除污水中约50%的污物,适用于污
8、水中有机物质含量较低的情况,常作为二级污水处理厂的预处理工序。在本工程案案例中采采用了一一级和二二级处理理方式串串联的模模式。工工业污水水经工业业企业自自行处理理达标后后,连同同生活污污水一起起,经由由污水管管网集中中输入污污水处理理厂,一一级污水水处理工工艺如图图1所示示。主要要设备有有格栅、水水泵、沉沉砂池、风风机、吸吸砂泵、旋旋转筛网网、除渣渣机、滤滤清器等等。工艺艺的流程程为:城城市污水水汇集到到集水池池,由一一组水泵泵提升到到前池;弧形格格栅清除除污水中中的体积积较大的的污物和和漂浮物物;在沉沉砂池中中,压缩缩空气与与污水混混合,分分离出的的泥砂沉沉淀于底底部,由由吸砂泵泵吸出;旋转
9、筛筛网进一一步的滤滤除污物物;滤清清器用于于对筛网网进行冲冲洗。图1中的水水位、浊浊度、流流量等为为被调量量;生物物耗氧量量和酸碱碱度测量量值供监监视。 (图1)一一级污水水处理工工艺示意意图 经过一级污污水处理理设备处处理后的的污水进进入二级级处理环环节,二二级处理理工艺如如图2所所示。使使污水中中pH值值、固体体悬浮物物、动植植物油类类、酚类类、石油油类、氨氨氮类、表表面活性性剂类及及BODD、COOD等污污染物及及汞、镉镉、铜、锌锌、铅、镍镍、铬、钴钴等元素素或化合合物含量量接近渔渔业水质质标准(TJ335-779),净净化后的的出水水水质达到到污水综综合排放放标准(GGB89978-1
10、9996)二二级以上上标准。净净化后,一一部分污污水可作作为工业业循环水水循环使使用,一一部分就就近排入入清江,污污泥干化化后送邻邻近的城城市养渔渔场,垃垃圾处理理场处理理。 (图图2)二二级污水水处理工工艺示意意图一:功能划划分:结合用户的的需求和和上面的的两个工工艺流程程。由开开物软件件搭建的的德山市市政污水水处理厂厂监控系系统主要要实现以以下的功功能。1 厂区变配电电系统,重重要机房房的供电电监控2 办公区暖通通送风的的监控3 一级和二级级污水处处理工艺艺流程的的监控:机械处理理部分:完成对对污水泵泵,粗细细格栅,沉沉砂池搅搅拌器,空空压机械械的状态态监控;实施泵泵阀联动动,备用用轮换,
11、格格栅清洗洗,旋转转筛网清清洗,污污泥池刮刮泥,自自动打包包等控制制操作。生化处理理部分:完成对对处理工工艺参数数的监测测控制,如如对溶解解氧,污污泥浓度度,PHH值,OORP,BBOD值值等参数数的测控控。对曝曝气设备备,搅拌拌设备,排排水设备备,污泥泥回流泵泵,鼓风风机等进进行操作作控制,以以满足对对处理出出水水质质的要求求。加药处理理部分:对于污污水处理理工艺流流程中的的加药处处理系统统要求上上位软件件实现对对污水处处理等级级自动识识别加药药,及专专家算法法配药系系统。淤泥处理理部分:监测控控制污泥泥错池,污污泥消化化池,污污泥脱水水机及干干燥设备备的运行行参数和和状态。4 自动生成每每
12、月城市市污水处处理情况况图文统统计报表表,图文文报表的的存储时时间不少少于100年5 对暴雨季节节的排洪洪系统进进行监控控。6 污水厂的各各项监控控数据能能够通过过MODDEM远远程传送送到市政政各部门门便于卫卫生防疫疫,市政政环境监监测等部部门对城城市环境境监察工工作的开开展。 二:系统监监控功能能论述:1 污水处理厂厂供配电电的监控控:为了保证污污水处理理厂的设设备正常常运转,对对变配电电系统的的重要组组成部分分进行监监控是有有必要的的。开物物20000搭建建的上位位供配电电监控平平台实现现的监控控功能主主要体现现在下面面几个方方面:conttroXX 20000变配配电监视视系统可可显示
13、变变配电系系统的网网络拓扑扑图,显显示回路路的开关关状态及及实时参参数,显显示综合合保护设设备的时时间记录录和故障障录波(利利用COONTRROX220000的X-YY曲线显显示插件件记录三三相电流流波形,低低电压动动作和系系统电压压波动时时的三相相电压波波形,零零序电流流动作时时电流波波形,所所录波形形存储在在计算机机节点的的硬盘上上,并标标志日期期,时间间,并可可以随时时调用,查查看和分分析)。 在coontrroX 20000变配配电监视视系统的的监控画画面上提提供每条条配电线线路电量量参数(包包含三相相电压,电电流,有有功功率率,功率率因数,电电度等)进进行时实实画面监监视。并并通过对
14、对每条配配电线路路的实时时数据分分析,在在上位监监控系统统构建变变配电最最低能耗耗工作方方式。 conntrooX 20000变配配电监视视系统设设有故障障分析和和预测功功能,对对将要发发生故障障的重要要供电电电力器件件提供预预报警。(主要是通过对各电力器件通过的电流,器件的温度变化来判断重要供电电力器件的运行情况)。 conntrooX 20000变配电电监视系系统对变变配电系系统中的的故障元元器件具具有动画画锁定功功能,当当配电系系统有故故障发生生时,监监控系统统将强制制切换到到故障元元器件所所在的监监控页面面,同时时发生故故障电力力元件的的颜色将将发生改改变,同同时发出出音响报报警功能能
15、。通过过对线路路和元件件的编号号处理,便便于维护护人员对对故障的的排除,缩缩短维修修时间。 conntrooX 20000变配配电监视视系统具具有变电电站监控控的SOOE功能能可对过过流,过过载,速速断,低低电压,单单相接地地和电气气联锁,联联动跳闸闸等的报报警和跳跳闸功能能具有故故障原因因显示功功能。 conntrooX 20000变配配电监视视系统,系系统数据据可把运运行事故故的纪录录以报表表的方式式保存33年以上上,并可可随时调调用,打打印和查查看。 conntrooX 20000变配配电监视视系统对对污水处处理厂的的各设备备回路用用电可进进行电量量能耗统统计,统统计数据据可以保保存3年
16、以上上,同时时可以通通过报表表的方式式进行打打印输出出( conntrooX 20000支持持多种报报表格式式),便便于对整整个污水水厂的电电量能耗耗进行管管理。 由由于在供供配电系系统的MMCC(配配电柜)中中采用了了很好的的保护功功能,对对于应付付各种紧紧急故障障具备了了很强的的应变能能力,同同时从设设备安全全的角度度考虑,在在conntrooX 20000变配配电监控控系统中中只对高高压进电电部分的的真空铠铠装开关关开放了了上位遥遥控功能能;对低低压配电电部分的的各电力力元件完完全屏蔽蔽了上位位的控制制功能,主主要对各各回路的的电量参参数进行行监视。对高压变电进线电力元件的遥控通过对用户
17、操作权限(0999级)的设定,只有具有很高权限的用户才可以使用,同时对使用者的用户名,操作时间进行自动记录(为只读文件)。为了安全起见,在上位进行电力系统的操作时具有文字提示栏提示和二次确认功能。 2. 暖通送送风系统统: 由于于污水处处理厂地地势较低低,环境境潮湿,为为了保证证污水处处理设备备的正常常运行和和工作人人员在冬冬季的取取暖。要要对污水水处理厂厂的除湿湿机,通通风机,电电锅炉,中中央空调调制冷系系统等设设备进行行集中监监控。对对污水处处理厂办办公区和和加药车车间中央央空调制制冷系统统的监控控所要完完成的主主要功能能有:11。通过过对中央央空调系系统的送送风和回回风温度度差值,冷冷冻
18、水供供水回水水温度差差,经过过上位的的软逻辑辑运算,对对下位控控制器(进进行标签签变量回回写)来来调节最最佳制冷冷机组的的投切运运行台数数,实现现制冷机机组的节节能;22。通过过对现场场温湿度度的监测测来调节节中央空空调的新新风机组组,为工工作人员员提供一一个舒适适的工作作环境。同同时通过过对DDDC控制制器上传传的数据据进行专专家算法法的调节节运算,对对DDCC控制器器的标签签变量进进行回写写控制新新风系统统的风机机盘管,送送风阀开开度以达达到节约约能耗地地目的。CcontroX 2000搭建的中央空调上位监控平台主要完成的功能是通过对环境温湿度的监测来协调空调制冷系统的各机电设备运行并进行
19、集中监视和联动控制,通过对现场标签变量的联接controX 2000软件可以根据标签变量的时实变化模拟动态的中央空调制冷系统工作画面,通过对现场温湿度数据的采集和存储自动生成制冷量历史分析曲线,和统计报表,对于监控页面相同,但是连接变量不同的工作场所的监控,可利用标签组替换的功能,页面刷新的时间不超过1s.在上位监控平台上可构建软逻辑专家算法功能模块实现真正意义上的节能。 对于除除湿系统统的监控控主要通通过对工工作现场场环境湿湿度的采采集,连连接到DDDC控控制器对对通风机机组进行行启停控控制,在在开物软软件的监监控平台台上通过过对现场场环境的的模拟监监测(显显示)现现场的湿湿度变化化并对现现
20、场湿度度进行最最大湿度度值的筛筛选。同同时在上上位节点点以报表表的方式式进行湿湿度的数数据存储储。 3. 一级级处理工工艺流程程:一级污水处处理工艺艺流程主主要是依依靠沉淀淀,旋流流分离等等物理处处理方法法对市政政污水中中的悬浮浮物和泥泥沙进行行处理。在在一级污污水处理理的工艺艺流程监监控中,主主要是对对各污水水处理机机械设备备的监控控。完成成对污水水泵,粗粗细格栅栅,沉砂砂池搅拌拌器,空空压机械械,吸砂砂泵的状状态监控控;实施施泵阀联联动,备备用轮换换,格栅栅清洗,旋旋转筛网网清洗,污污泥池刮刮泥,自自动打包包等控制制操作。一级处理工工艺流程程如下所所述:城市污水水经市政政排污管管网进入入污
21、水处处理厂的的集水井井中;对对集水井井的水位位要进行行监测,当当集水井井的水位位过高时时污水渠渠槽的水水闸要落落下,停停止进水水;当污污水集水水井内水水位过低低时污水水槽水闸闸提起,市市政污水水流入集集水井。集水井内内的污水水通过污污水提升升泵到达达污水处处理的前前池,在在前池进进行污水水的浊度度测量,对对污水的的浊度测测量可定定时进行行(时间间间隔5510分分钟),对对前池的的浊度测测量是为为了保证证前池内内污水浊浊度保持持在一定定范围内内(混浊浊度过高高时要对对污水进进行稀释释调节),在在污水提提升过程程中对水水泵组的的出水管管口压力力和管网网末端压压力要进进行监测测和调控控,监测测和调控
22、控的目的的主要是是观察提提升管网网内是否否发生堵堵塞(通通过出口口和末端端的压力力差),压压力是否否超出安安全范围围等。在在对提升升泵组运运行状态态进行监监控的同同时还要要对前池池的液位位进行监监控,当当前池液液位满时时,提升升泵组要要停机。当当前池的的水位降降到最低低水位时时,泵组组要重新新启动。前池的出出水经过过弧形格格栅分离离飘浮污污物,和和体积较较大的污污物,除除清机每每日定时时对弧形形格栅进进行清洗洗或通过过压差传传感器测测定弧形形格栅的的阻塞状状态,如如压差过过高则进进行清洗洗。通过弧形形格栅的的污水进进入沉砂砂池。在在沉砂池池内设有有沉砂池池搅拌器器,同时时在沉砂砂池内设设置空压
23、压机管道道出口,在在沉砂搅搅拌器把把污水搅搅拌均匀匀后,利利用压缩缩空气分分离泥沙沙和水。吸吸砂泵吸吸出分离离出来的的泥砂到到污泥池池,再经经除渣机机(刮泥泥机)清清理,由沉砂池池出来的的污水进进入到后后池,在在后池对对污水的的混浊度度进行监监控,PPH值进进行监视视,读取取的数据据为二级级处理使使用,同同时可通通过该数数据监测测经一级级处理工工艺后污污水的状状况。由后池出出来的污污水进入入旋转筛筛网进行行进一步步的过滤滤,滤除除污水中中细小的的污物。滤滤清器使使用经旋旋转筛网网过滤后后的污水水对旋转转筛网进进行冲洗洗,对旋旋转筛网网的清洗洗可通过过过滤后后的污水水流量变变化进行行判定。旋旋转
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