摘要： 本文以自动化控制系统如何更好的服务于工艺过程管理为核心，以秦皇岛开发区小型污水处理厂的工艺特点为例，分析了如何基于小型污水处理厂的基本工艺，结合自身特点、有效、合理的选择仪表、PLC等设备在内的自控系统，以合理硬件配置，尽可能的满足小型污水厂安全生产的需要。
Abstract: The article mainly discussed how the automatic control system better serve process engineering; taking the process feature of a sewage treatment plant for example, it analyzed how to effectively and reasonably select inner control system of instruments and PLC based on the basic process and own characteristics to realize reasonable hardware configuration and meet the requirement of safety in production of small-size sewage treatment plant.
关键词： 污水处理工艺；自控系统；统一管理；工艺仪表
Key words: sewage treatment techiques；automatic control system；centralized management；process instrumentation
中图分类号：F407.67 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）03-0022-01
0 引言
伴随着城市化进程的加快与工业的迅速发展，城镇建设和人民生活水平不断提高，环境保护越来越得到政府和群众的重视。目前，秦皇岛开发区已建设小型污水处理厂8座，各污水处理厂日处理能力均低于5万m3/d。全部采用生物法为主的污水处理工艺，但根据排水区域水质特点其具体工艺各不相同。
根据现行的“城市污水处理工程项目建设标准”，可将处理规模分为五类，其中V类为1～5万m3/d，秦皇岛开发区现有污水处理厂全部属于此类。如何对8座污水处理厂进行统一管理，完善开发区小型污水厂的建设已成为实际污水厂工艺管理中面临的重要问题。
1 开发区污水厂特点
1.1 各污水厂排水区域企业类型及排水水质特征差异明显，生化处理工艺各异。
1.2 排水区域人口较少、生活污水所占比例较小，不同天数及同一天内污水厂进水量及水质变化系数大。
1.3 运行管理人员较少，对自动化程度要求较高，自动专业技术人员有限。要求自动化运行尽量平稳、避免自控设备频繁故障。
1.4 各污水厂总体布置较为分散，污水厂占地较小，各水处理反应器布置较为紧凑。
1.5 设计污水处理规模有限，所有污水厂不设污泥消化工艺。
1.6 各污水厂出厂水水质要求较高，出厂水全部达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中一级A标准。
现阶段开发区8座污水厂由开发区水务公司同一管理。统一管理的优点在于管理人员相对集中、化验检修设备可以共同使用且效率较高、技术资源可以共享等。
2 开发区污水处理厂采用的污水处理工艺
2.1 THD接触氧化法即淹没式曝气生物滤池。
2.2 A/O（厌氧、缺氧、好氧）工艺组合活性污泥法。
2.3 序批式活性污泥法（SBR）及其各种变形工艺（CAST、MSBR）。
2.4 曝气生物滤池(BAF)生物膜法处理工艺。
2.5 各污水厂出厂水外排前全部经过碳滤及砂滤池过滤。
接触氧化法用于开发区生活区生活污水的处理。A/O工艺组合活性污泥法用于开发区制药厂工业废水的处理。序批式活性污泥法及各种变形工艺用于各一般工业区生产废水的处理。曝气生物滤池生物膜法处理工艺用于富士康等电子企业排放工业废水的处理。
3 根据各污水厂工艺制定总体自控要求
在满足工艺要求的前提下，以提高污水处理厂的自动化程度，尽量减少定员数量，减少职工劳动强度为目标。根据对开发区小型污水厂的设计、运行进行分析，确定了自控系统的总体要求：
3.1 各污水厂进水集水井提升泵采用液位自动控制。由于进水悬浮物较多，应使用浸入式压力变送器进行液位判断。进水泵配合变频器工作。以上方案一方面可以提高污水厂进水的均匀性，另一方面通过变频功能满足时变化系数K大于1.4时的污水厂进水负荷。
3.2 工艺核心部分实现自动化控制，包括现场人机界面控制和中控室远程控制。根据水处理工艺不同，污水厂工艺核心具体为：
A/O（厌氧、缺氧、好氧）工艺组合活性污泥法：好氧段厌氧段曝气时间及曝气量，污泥及混合液回流参数等。序批式活性污泥法（SBR）及其各种变形工艺（CAST、MSBR）：序批处理各段时间、曝气量、滗水器运行速度等。淹没式曝气生物滤池曝气时间及曝气量等。曝气生物滤池的曝气时间、曝气量、反冲洗控制等。各污水厂碳滤及砂滤池工艺过滤及反冲洗控制。
3.3 主要曝气风机采用容积式供气罗茨风机，并配合变频器实现变频风量控制。根据水质实际情况合理确定曝气量，并通过主曝区溶解氧仪表检测反馈自动控制罗茨风机转速。
3.4 各小型污水厂采用基于西门子可编程控制器S7-300系列的现场总线型集散控制系统，以集中监测为主，工艺核心部分实现自动控制。
3.5 中控室内设一台监控管理计算机，配有彩色显示器，打印机，键盘，不设大型模拟屏。
3.6 PLC子站与监控管理计算机间采用10/100bit/s工业以太网通讯，PLC子站与远程I/O终端之间采用工业现场总线通讯。工艺核心部分设人机界面便于实际现场控制。
3.7 根据各污水厂工艺要求，在进出水及核心工艺设置水质监测仪表，检测项目由工艺要求及环保部门要求确定。水量计量可在进口及出口处根据实际流动特点安装流量计，如有压进出水管道安装超声波或电磁流量计，明渠流动管道安装巴歇尔槽式流量计。
3.8 工艺仪表的选型以国产设备为主，包括压力、流量、液位等仪表。值得一提的是液位计的选择，在曝气液面上有大量泡沫存在的情况下不宜使用超声波液位计，泡沫将造成超声波漫反射，严重影响液位控制精度。分析仪表选择进口E+H及HACH设备，进一步保证水处理系统可靠、稳定运行。
参考文献：
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