摘　要：針對電廠廢水處理過程中用到的自動控制技術(shù)進(jìn)行分析和研究，為進(jìn)一步提升電廠自動控制水平打下堅實基礎(chǔ)。首先詳細(xì)分析電廠廢水處理系統(tǒng)的總體設(shè)計，然后對該系統(tǒng)中用到的設(shè)備、硬件進(jìn)行簡單描述。重點(diǎn)研究了該自動控制系統(tǒng)軟件實現(xiàn)時的調(diào)節(jié)池控制過程和ｐＨ控制過程，對其軟件實現(xiàn)流程圖進(jìn)行詳細(xì)分析。上述分析的電廠廢水處理系統(tǒng)已經(jīng)實際應(yīng)用到電廠的自動控制系統(tǒng)中，經(jīng)過為期６個月的試運(yùn)行，系統(tǒng)運(yùn)行安全、穩(wěn)定，已達(dá)到預(yù)期設(shè)計目標(biāo)。

０引言

火力發(fā)電會產(chǎn)生大量的工業(yè)廢水，飲用水被不經(jīng)處理的工業(yè)廢水污染后，會發(fā)生大規(guī)模的霍亂，危害人們的身體健康。因此，各發(fā)電廠建立了較完善的廢水處理系統(tǒng)。廢水處理主要有生物處理法和物理化學(xué)處理法兩種，視水質(zhì)情況選擇處理方法［１－２］。國外對電廠廢水處理系統(tǒng)的研究和應(yīng)用要早于并優(yōu)于國內(nèi)，主要經(jīng)歷了三個階段，即儀表檢測水質(zhì)，用閉環(huán)控制系統(tǒng)實現(xiàn)廢水處理；利用智能多回路處理系統(tǒng)實現(xiàn)廢水處理；基于ＰＬＣ控制系統(tǒng)、通信系統(tǒng)以及計算機(jī)系統(tǒng)為基礎(chǔ)的智能廢水處理。國內(nèi)電廠廢水處理技術(shù)主要分為手動控制、半自動控制以及全自動控制三種，對待處理的廢水的ｐＨ、渾濁度、ＢＯＤ等指標(biāo)進(jìn)行記錄和調(diào)節(jié)，達(dá)到廢水處理標(biāo)準(zhǔn)［３－４］。電廠廢水處理工藝流程主要包括工業(yè)廢水集水井、機(jī)械格柵、工業(yè)廢水調(diào)節(jié)池、氣浮澄清器、中間水箱、全自動清洗過濾器、清水池等。經(jīng)電廠廢水處理系統(tǒng)后的水質(zhì)要達(dá)到《城市污水再生利用工業(yè)用水水質(zhì)》的要求［５－６］。

１系統(tǒng)總體設(shè)計

電廠廢水處理控制系統(tǒng)的總體設(shè)計框圖如圖１所示，主要由數(shù)據(jù)通信、數(shù)據(jù)管理、實時控制、設(shè)備檢測以及信息顯示五大模塊組成。數(shù)據(jù)通信模塊主要完成與本地控制器的數(shù)據(jù)交互，完成與廢水處理系統(tǒng)中的智能儀表的數(shù)據(jù)通信，完成與外部輸入數(shù)據(jù)的通信；數(shù)據(jù)管理模塊主要完成對廢水中的ｐＨ、ＳＳ、濁度、總硬度、總堿度、總磷、硫酸鹽、氨氮等控制指標(biāo)的統(tǒng)計分析，完成廢水指標(biāo)的數(shù)據(jù)庫記錄管理以及數(shù)據(jù)打印功能；實時控制模塊主要完成廢水處理系統(tǒng)中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制、生成過程控制以及安全保護(hù)控制，該模塊是廢水處理控制系統(tǒng)的核心；設(shè)備檢測模塊主要完成設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)視、設(shè)備故障報警，該模塊由系統(tǒng)的上位機(jī)完成；信息顯示模塊主要完成設(shè)備狀態(tài)顯示和檢測數(shù)據(jù)顯示，配合系統(tǒng)的上位機(jī)共同完成該功能。

２設(shè)備選型

為完成廢水處理功能，電廠廢水處理控制系統(tǒng)需要機(jī)械格柵、調(diào)節(jié)池、加藥裝置、全自動清洗過濾器、污泥濃縮池等，主要現(xiàn)場工作設(shè)備還包括電磁流量計、濁度儀、ｐＨ儀、清水離心泵等。機(jī)械格柵是廢水處理的第一道工序，主要用于濾除較大雜物。調(diào)節(jié)池用于對待處理的廢水進(jìn)行均和調(diào)節(jié)，由潛污泵和曝氣系統(tǒng)組成。加藥裝置由ＰＡＣ和ＰＡＭ兩種加藥系統(tǒng)組成，可手動、可自動完成。全自動清洗過濾器主要用于自動清理待處理廢水中的雜質(zhì)。污泥濃縮池可降低待處理廢水中的污泥含量，對污泥進(jìn)行稠化。在電廠廢水處理系統(tǒng)中還需要對ＰＬＣ控制器以及擴(kuò)展模塊進(jìn)行選型，ＰＬＣ控制器是該控制系統(tǒng)的核心，由編寫的軟件實現(xiàn)廢水處理控制過程。電廠廢水處理控制系統(tǒng)主要設(shè)備選型如表１所示。

３軟件設(shè)計

根據(jù)電廠廢水處理工藝流程，所設(shè)計的軟件程序結(jié)構(gòu)框圖如圖２所示，由廢水截流控制模塊、廢水格柵過濾控制模塊、廢水調(diào)節(jié)池控制模塊、廢水氣浮澄清控制模塊、廢水加藥控制模塊、廢水ｐＨ調(diào)節(jié)控制模塊、污泥濃縮池控制模塊、過濾器控制模塊以及系統(tǒng)出水控制模塊組成，共同完成電廠廢水處理過程。重點(diǎn)對廢水處理過程中的調(diào)節(jié)池控制和ｐＨ控制做詳細(xì)說明。

３．１調(diào)節(jié)池控制

調(diào)節(jié)池在電廠廢水處理工程中是較為關(guān)鍵的一個控制流程，由潛水泵和曝氣系統(tǒng)組成，用于對待處理的廢水進(jìn)行均和調(diào)節(jié)。在本設(shè)計流程中，將以待處理的廢水水位為基礎(chǔ)，將調(diào)節(jié)池處理過程分為低液位處理、中低液位處理、中液位處理、中高液位處理、高液位處理以及超高液位處理六個過程。調(diào)節(jié)池控制流程啟動后，首先檢測是自動調(diào)節(jié)還是手動調(diào)節(jié)，自動調(diào)節(jié)則進(jìn)行本控制流程，手動調(diào)節(jié)則退出本控制流程。在調(diào)節(jié)池設(shè)備無故障的情況下，檢測待處理廢水，當(dāng)水位處于低液位時，停止所有設(shè)備運(yùn)行；當(dāng)水位處于中低液位時，啟動Ａ＃氣浮系統(tǒng)回流泵，并運(yùn)行氣浮系統(tǒng)；當(dāng)水位處于中液位時，啟動加藥裝置Ａ、Ｃ的電磁閥和計量泵，同時啟動１＃提升泵；當(dāng)水位處于中高液位時，啟動Ｂ＃氣浮回流泵，運(yùn)行氣浮系統(tǒng)；當(dāng)水位處于高液位時，啟動加藥裝置Ｂ、Ｄ的電磁閥和計量泵，啟動３＃提升泵；當(dāng)水位處于超高水位時，集水井提升泵全部停止運(yùn)行。當(dāng)待處理的廢水水位高于超高水位后，發(fā)出報警。

３．２�。穑瓤刂�

ｐＨ控制過程主要是通過在待處理的廢水中加入酸或者加入堿來實現(xiàn)對廢水的ｐＨ調(diào)節(jié)，加入的量由變頻泵的頻率決定。在運(yùn)行ｐＨ控制流程前，需要對目標(biāo)廢水參數(shù)進(jìn)行設(shè)定。首先采集入口處廢水的參數(shù)信息，對該信息進(jìn)行Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換和濾波后，對采集到的廢水的ｐＨ進(jìn)行修正，如果誤差Ｅ＞Ｅｐ，則進(jìn)行ＰＩＤ調(diào)節(jié)過程修正，同時計算需要加入酸／堿的量；對ｐＨ控制裝置的變頻控制系統(tǒng)輸出控制信號，進(jìn)行變頻加藥過程。變頻加藥過程結(jié)束后，對出口處的廢水ｐＨ進(jìn)行采樣，進(jìn)行下一次修正過程。如果誤差Ｅ＜Ｅｐ，則本次ｐＨ控制過程結(jié)束。

４結(jié)語

電廠廢水處理系統(tǒng)的建立和完善，對保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)、凈化地下水資源起著至關(guān)重要的作用。自動控制系統(tǒng)應(yīng)用與電廠廢水處理過程，在解放勞動生產(chǎn)力的同時，既提高了廢水處理的生產(chǎn)效率，又增強(qiáng)了電廠廢水處理的能力，有較好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。

 

 

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