2023年北京首都机场污水处理厂自动化控制系统概要.docx

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1、2023年北京首都机场污水处理厂自动化控制系统概要 3 白晓慧,陈英旭,王宝贞.活性污泥法低温硝化及其运行控制条件研究.环境科学学报,2023.21(5:570572.4 张波,高廷耀.生物脱氮除磷工艺厌氧缺氧环境倒置效应.中国给 水排水,1997.13(3:710.5 邓荣森,谭显春,焦斌权.一体化氧化沟的生物除磷试验研究.给水 排水,2000.26(1:1417.6 熊杨,刘章富,杨羽寒.一种新型除磷脱氮工艺廊道交替池.给 水排水,2023.27(11:2729.7 W outers 2W asiak K etal.Real 2time C ontrol of Nitrogen Rem o

2、valat Full 2Scale Using Oxidation Reduction P oten 2tial.W ater Sci.T ech.1994.30(4:207208.8 Feyaerts M et al.Redox control of biological nitrogen rem oval in the Unitank single stage operation.M ed Fac Landbouw w Uijksuniv G ent ,1995.9 彭永臻,邵剑英,周利.利用ORP 作为S BR 法反应时间的计算机控 制参数.中国给水排水,1997.13(6:69.作者通

3、讯处 石明岩 150001 哈尔滨市西大直街92号 哈尔滨工业大学应用化学系电 话 (04512606563 E 2m ail m ingyanshi s .2023-10-10收稿 北京首都机场污水处理厂自动化控制系统 张志广 于京沦 杨 军 (北京首都国际机场物产管理部污水处理厂,北京1000621 摘要 北京首都国际机场污水处理厂于1999年10月建成通水,是实现全自动运行的污水处理厂之一,介绍了该厂自控系统组成,工艺操作模式及其运行结果。 关键词 自控系统 组成 工艺操作模式 P LC 运行 1 污水处理厂概况 首都机场污水处理厂是机场扩建工程的一部分,是为了处理日益增长的航站区及机场

4、宿舍区污水量而设计建造的。该厂位于机场老污水厂的西面,于1998年动工兴建,1999年10月建成通水,设计处理 污水量为3万t d 。工艺流程如图1。采用A O 法处理工艺,具有连续进水,连续处理,容易保证出水质量的特点。图1中表示了检测控制仪表的安装位置,污水厂实现了全自动控制和系统主要参数在线监测。 进水格栅间 液位差计 进水泵房 液位计出水井计量槽 流量计 pH 计 曝气沉砂 初沉池 COD、SS 测量进水BOD 污 泥 好氧消化池 空气流量计 溶解氧 分析仪污泥浓缩机 加药污泥脱水机 加药 泥饼外运曝气池 溶解氧 分析仪 鼓风机房供气 空气流量计 二沉池 COD、SS 测量进水BOD

5、回流污泥 回流泵房 排至厂外退水渠图1 工艺流程图 2 控制系统组成 全厂控制系统由中央控制室的2台上位级工作站和模拟屏P LC、一级处理区进水泵房P LC 站、二级处理区鼓风机房P LC 站、变配电室P LC 站、脱水机房P LC 站共5个控制站组成,见图2。 各P LC 站均由1块电源模块,1块CPU 模块(带 有DH +通讯接口,以及若干输入输出(I O 模块、模 拟量输入输出(AI&AO 模块组成。关于I O、AI、AO 的数量确定,首先应根据实际控制需要绘制全厂的控制点图,统计出各P LC 站实际所需控制点数,再考虑到各P LC 站适量的预留后,确定安装模块数量。各P LC 站之间以

6、DH +网通讯联络。 中央控制室由2台上位级工作站、模拟屏P LC、模拟屏、化验室数据终端组成。安装在中控室模拟屏 8 2环 境 工 程 2023年8月第21卷第4期 内的P LC ,用于全厂工艺流程模拟屏上信号驱动。生产管理与监控的2台上位级工作站由2台P 计算机和2台HP 打印机组成。计算机采用Windows NT 操作系统,均配有遵循AB 公司DH +通讯协议的IT 75通讯网卡,实时采集生产数据,形成DH +P LC 工 控网。其中监控计算机采用R ockwell 公司Rsview 监控软件,可显示P LC 控制的所有机电设备的模拟画面,可对系统的所有设备实行远程操作和控制,并具备显示

7、工艺布置图、实时动态参数、设备工作状态及报警信号、在线仪表的实时历史趋势曲线、设备运行时间等功能,同时可进行离线和在线编程及设定参数的修改。管理计算机除采用与监控机相同的软硬件外,还在软件上增加了采集和存储生产数据功能。利用Excel 软件编制和打印生产管理报表。 上位级工作站PC 1 鼓风机房 P LC 2 DH + 进水泵房 P LC 1 配电室 P LC 3 脱水机房 P LC 4 上位级工作站PC 2 模拟屏 P LC 5 图2 控制系统示意图 3 机电设备的控制方式和原则311 就地控制方式 在机电设备附近的就地电控盘或装置上完成,如污水泵、污泥泵、吸泥机等,都可以由就地电控盘控制其

8、开、停状态。就地电控盘上设有就地控制远程控 制(手自动转换开关,可以由P LC 和上位级工作站对其进行控制。312 计算机控制方式 就地盘转换开关打到远程控制方式时,可由操作人员在上位级工作站上用鼠标或键盘控制设备开、停状态,也可以由P LC 内部程序自动控制而不需要操作人员控 制(例如:用集水井液位控制进水泵的启停状态,但操作人员在控制系统自动运行时可以干预设备的运行状态(例如:停止水泵的自动运行。313 故障处理 采集的信号包括各种仪器仪表的测量值和设备的运行信号、故障信号、状态信号。设备一旦出现故障,上位级工作站马上报警,而后必须在就地控制盘上进行Reset 操作消除故障,否则设备无法运

9、行。 314 记录 记录设备运行累计时间,为设备维护和大修提供参考。 4 工艺操作模式411 一级处理区P LC 站 一级处理区的P LC 站设在进水泵房。主要承担格栅除污机、进水泵、曝气沉砂装置、刮泥机等的监控。 格栅除污机采用4台HF1500210型号设备,在格栅的前后设有超声波液位差测量仪,在自控模式下由P LC 根据相关参数控制其运行状态。当污水中的杂 物通过格栅时被格栅阻挡使格栅前水位升高,当格栅前后液位差达到15cm 时,运行格栅除污机;根据时间定时启动,每隔2h 运行1次;控制时间间隔可根据运行经验作调整。 进水泵使用4台150W L430212224型污水泵,在集水井中装有静压

10、式液位计,可通过P LC 实时显示集水井液位。在全自动模式下P LC 根据集水池液位、水泵的运行状况、水泵运行时间来控制水泵机组 的运行状态。集水池液位设定有5个控制值:(1超低水位115m ,当液位低于这个值时停止所有进水泵工作;(2当液位115m 210m 215m 同;(21h 时间内同一台泵禁止启停6次;(3需要同时启动2台以上泵时,要保证间隔5s 依次 启动。 曝气沉砂系统由2个曝气沉砂罐,3台罗茨风机,用于控制曝气、气冲、气提的电磁阀,2台砂水分离器和就地控制柜组成。在自动控制模式下P LC 根据时间程序控制开启曝气、气提、气冲电磁阀和砂水分离器及鼓风机。 刮泥机采用P J 261

11、15型,用于将初沉池沉淀后的污泥刮至泥斗。在自动控制模式下P LC 可控制刮泥机连续运行,P LC 发出停机指令时刮泥机要完成工作循环方可停机。管道切碎机和污泥泵分别采用G Q J 2150型和C O802MH O4RA L 型,在P LC 控制下定时开 启,将初沉池污泥排往好氧消化池。 流量计和pH 计采用德国E +H 的FMU8612 9 2环 境 工 程 2023年8月第21卷第4期 R1B1A1和CPM151P10A01,安装在计量槽上,用于测量进水的pH值和进水流量,这些数值信号通过转换成420mA DC信号输入P LC系统,为主控室计算机提供控制参数。 412 二级处理区P LC站

12、 二级处理区P LC站设在鼓风机房,主要承担鼓风机、溶解氧分析仪、电磁流量计、热压式气体流量计、水下搅拌机、内回流泵、吸泥机、外回流泵的监控。 鼓风机房采用4台T URBO K A5S2GK200型号鼓风机,功率160kW,用于为曝气池和好氧消化池供气。由于鼓风机功率大、转速高且设备自带1套控制系统,所以P LC系统不对鼓风机进行启停控制(启停操作就地进行,但是P LC系统可以与鼓风机控制系统通讯,以便在中央控制室随时监视鼓风机的运行状态(如:电机电流,油温,导叶角度等,同时鼓风机的故障和异常会立即反映在上位级工作站上,通过专用软件报警。 溶解氧分析仪6台为Z U LLIG DO294型,分别

13、安装在2个曝气池中,用于检测溶解氧数值。热压式气体流量计采用2台SIERRA型,分别安装在2个曝气池供气管入口处,用于测量空气流量。这些数值信号通过转换成420mA DC信号输入P LC系统,在上位级工作站中建立对数据分时记录处理功能,使工作人员可以定量分析气候条件、进水流量、供气量之间的对比关系,控制曝气池溶解氧量在正常范围。 水下搅拌机和内回流泵各2台分别安装在曝气池进水端和出水处,分别用于曝气池进水端的搅拌推流和出水端的微生物回流。工艺要求此2种设备应处于常开状态运行。在自动模式下由上位级工作站控制设备启停状态,并有运行、故障等信号传回上位级工作站。 2台吸泥机分别装在二沉池的两组沉淀池

14、上往返运行,主要作用是将二沉池污泥抽至排泥槽,通过回流污泥管流至回流污泥泵房。当设备处于自动控制模式下时,由P LC控制行车前进和停止,控制2台吸泥机交叉运行即:1台前进并吸泥,另1台后退不吸泥,这主要是考虑到2台吸泥机同时吸泥会造成回流污泥泵房进水量太大以至跑水的情况。同时P LC 将吸泥机行车前进、行车后退、吸泥泵运行等信号传至上位级工作站以供监控。回流泵房采用3台LX B2 1000型,功率15kW螺旋泵将回流污泥抽至曝气池。由于螺旋泵处于常开状态,不需要与其它设备联锁,所以控制方式与水下搅拌机基本相同。 全厂共使用4台E+H PROM AG33FH6H型电磁流量计,分别用于测量曝气池内

15、回流流量、外回流污泥流量、外回流剩余污泥流量,这些数值信号通过P LC AD 转换模板,转换成420m A DC信号输入P LC系统,上位级工作站可对流量实时显示、累计、记录。 413 变配电室 配电柜的合闸状态、变压器温度超高、过流信号、进线柜电流电压、出线柜电流电压等信号通过配电室内的P LC 3站与上位级工作站相联,在主控室监视器上可以对这些信号进行实时显示,并提供报警功能。414 污泥处理区 污泥的处理由2套加药、浓缩、脱水设备完成,均为K LEI N设备。在P LC控制下自动运行,根据贮泥池液位(最高和最低液位控制污泥泵、浓缩机运行,根据浓缩机脱水机的运行状态控制加药设备投药、溶解、

16、搅拌、送药,控制螺旋输送器运行。并具有故障停机报警功能。 415 模拟屏P LC站 模拟屏P LC站安装在中控室内,用于模拟屏信号驱动,模拟屏上绘制了全厂工艺流程图,用信号灯在模拟屏相应位置表示设备状态,红灯为停机,绿灯为运行,红绿交替闪烁为故障。在模拟屏上还包括进水流量、pH值、回流污泥流量、溶解氧值的显示,便于水处理工艺的监控和管理。 5 运行结果 污水厂运行2a来,进水泵房、池上设备、脱水机房等能按程序自动运行,各项控制指标均达到工艺要 求。出水水质的多项指标都能按要求控制在BOD 5、C OD Cr、SS的正常范围,水质状况见附表。整个自控系统运行良好,实现全厂工艺自动化。 附表 水质

17、化验表mgL 项目BOD5COD Cr SS 进水15716523312898153 出水181253611614142 作者通讯处 张志广 100621 北京首都国际机场物产管理部污水处理厂 电 话 (01064590847 传 真 (01064590849 E2m ail Y jluckys .2023-11-01收稿 03 环 境 工 程2023年8月第21卷第4期 Abstract An advanced treatment proce suitable for oil refinery sewage reuse from a petrochemical com pany is fou

18、nd out based on lots of test data ,as well as by a com paris on of the treating effect of the ordinary advanced treatment proce with that of biocontact oxidation ,which may be a reference for selecting treatment procees of relevant wastewater reuse due to the fact that the sewage from this enterpris

19、e is a representative one of the same profeion.K eyw ords sewage reuse ,advanced treatment ,suspended filler and biocontact oxidation APPLIED STUDY OF THE DEGRADATION OF OR G ANIC SEWAGE OF HIGH CONCENTRA 2TION USI N G UV T iO 2H 2O 2 Zhang Dongmei (23 Abstract The industrial organic sewage of high

20、concentration was degraded by using the proce of UV T iO 2H 2O 2,the average degradation rate of C OD Cr ,Oil ,Ar 2OH ,NH 32N and S 2- was 73%,83%,86%,50%,and 100%respectively ,while adding T iO 220g and H 2O 21%to this reactor.I ts advantages were deodorization ,decolorization ,high and fast effect

21、ive ,no slime occured etc.I t was investigated that the effects of the quantity of T iO 2and H 2O 2on the degradation rate of each pollutant ,and a practical reactor was als o designed.K eyw ords UV T iO 2H 2O 2proce ,industrial organic sewage of high concentration and degradation I NTEGRATED CONTI

22、NUOUS F LOW ACTI VATED SLUD GE TECHNOLO GY Shi Mingyan et al (25 Abstract This paper introduces the basic structure ,operation style and technical characteristics of continuous flow activated sludge technolo 2gy.Through preliminary the characteristics of this proce used for municipal wastewater trea

23、ment were studied.In the end ,discuion was made on s ome im proved measures of design and operation of this technology. K eyw ords integrated activated sludge technology ,municipal wastewater ,phosphorous rem oval and nitrogen rem oval AUTOMATIC CONTROL SYSTEM OF SEWAGE TREATMENT PLANT FOR BEI J I N

24、 G CAPIT A L I NTERNATIONA L AIRPORT Zhang Zhiguang et al (28 Abstract The sewage treatment plant in Beijing Capital International Airport ,one of the sewage treatment plants to actualize full automatic control in Beijing was put into operation in October 1999.The structure ,operating m odel and res

25、ults of the automation system of this sewage treat 2ment plant were presented in detail.K eyw ords automalic control system ,com position ,proce operation m ode ,P LC and running APPLICATION OF THE ROT ATI N G PLATE TOWER WITH DUA L A LK A LI PROCESS TO TREAT 2MENT OF F LUE G AS FROM ME LTER BOI LER

26、 Luojianhui et al (31 Abstract The proce for treating flue gas from melter boiler with the rotating plate tower was presented.The result showed that after the treatment ,S O 2could be reduced from average 1259155mg Nm 3 to 439190mg Nm 3 ,and particulate simultaneously from average 639197mg Nm 3 to 5

27、1196mg Nm 3 .The average rem oval rate of S O 3and particulate reached 6511%and 9119%respectively.K eyw ords rotating plate tower ,dual alkali proce ,dust collecting and desulfurization HIGH TEMPERATURE TECHNICA L MEASURES FOR APPLICATION OF BAG 2TYPE COLLEC 2TOR Qi Gang et al (33 Abstract The situa

28、tions on which high tem perature flue gases are neceary to be treated are often met in the use of a bag 2type collector ,such as calcining kiln ,cupola ,electric arc furnace ,incinerator ,dryer and treatment of m olten iron etc.All kinds of technical measures are intro 2duced according to the specif

29、ic conditions of the high 2tem perature flue gases during the treatment of m olten iron.K eyw ords bag 2type collector ,high 2tem perature and measures EFFECTI VE APPLICATION OF E LECTRO ST ATIC PRECIPIT ATOR TO DRY I N G EQUIPMENT FOR CEMENT FACTORY Yang Yanqi et al (36 Abstract The paper states ho

30、w to res olve the problems that happened in the electrostatic precipitator used for purifying the dust of the dry 2 3 E NVIRONME NT A L E NGINEERING V ol 121,N o 14,August ,2023 北京首都机场污水处理厂自动化控制系统概要 污水处理厂自动化控制系统要点 污水处理厂自动化控制系统的应用 怀柔污水处理厂自动化控制系统改造方案(北京金控) 污水处理厂自动控制系统 污水处理厂自动化监控系统 污水处理厂自动化系统工程 污水处理自动化控制系统工期保证措施 工业控制系统污水处理厂防雷方案 北京污水处理厂