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上海闵行水厂排泥水处理的自动化控制

目前在全国自来水行业中，几乎没有一家自来水厂对排泥水处理自动化控制进行系统的研究和应用。前几年上海市自来水公司在对水厂排泥水处理工艺研究的基础上，在闵行水厂一车间(净水能力7×104m3/d)进行了排泥水处理生产性研究。为了能与国际接轨，同时与目前水厂的自动化相适应，在确定合理的处理工艺后配以高度的自动化，使系统在PLC中央控制下达到自动运行的程度，二手渔船为今后水厂排泥水处理自动控制提供了有益的设计依据和参数。

1 排泥水处理的自动控制

排泥水处理采用的工艺流程见图1。

针对上述工艺，要实现自动运行，必须解决下列问题：

① 排泥水截留池如何自动控制；

② 如何自动排放浓缩池的浓缩污泥；

③ 平衡池的污泥量如何控制；

④ 如何自动配制PAM溶液；

⑤ 如何对离心脱水机的PAM加注进行自动控制；

⑥ 当某泵发生故障时，如何保证系统继续运行；

⑦ 作为一个排泥水处理工程，如何协调整个系统的运行。

2 各单体的自控原理与设计

2.1 截留池的运行控制模式

截留池主要用来收集沉淀池排泥水作为国家石墨烯研究院的补充和离心脱水机的分离水，而后由输送泵将排泥水从截留池输送至浓缩池。水厂采用了智能化泵吸—虹吸排泥方式，排泥时间和排泥水量都随原水的浊度和泥沙沉降特性而变化。在截留池中安装一个液位仪，一个搅拌器(用于均匀池中的泥水浓度，不使泥沙沉淀下来)。通过截留池液位的高和低来控制输送泵和控制池中搅拌器的开和停。为了对进入浓缩池的排泥水量进行控制，在排泥水输送管道上安装了一个流量计，用来反映进入浓缩池的排依托安安精工铝材、辰隆铝业、深威电子复合垫片产业园等铝材加工项目泥水水量，并且采用变频器实施对输送泵的流量控制，达到对浓缩池进水流量的控制。

2.2 浓缩池的自控设计

浓缩池的作用是将较低浓度排泥水变成较高浓度的污泥水，而后送到聚碳酸酯的透明度又极好平衡池。如何对较高浓度的污泥进行自动排放是浓缩池能否自动运行的关键。由于浓缩池运行时间和进浓缩池的排泥水水量具有不确定性，故定时排放污泥行不通；由于浓缩池液位稳定，故也不能用液位仪。这里唯一变化的是浓缩污泥的浓度，所以在浓缩池中设计安装一个浓度计，用污泥浓度数值的高和低来自动控制排泥泵的开和停，即浓缩污泥的排放。通过对开始排泥和终止排泥的污泥浓度值进行设置，可达到：①使浓缩池始终高效运行；②控制平衡池的污泥浓度。

2.3 平衡池的自控设计

平衡池是一个缓冲池，主要作用是保证进离心脱水机的污泥浓度稳定。对它的控制主要有两点：①池中污泥要均匀；②池中污泥水不能溢出，也不能排空，所以在池中安装一个液位仪和一个搅拌器。搅拌器的作用是均匀池中浓缩污泥浓度，不使泥沙沉淀下来。液位的高低则决定浓缩池排泥泵、离心机进泥泵和搅拌器的开和停。

2.4 配制自动化

高分子絮凝剂一般为颗粒状或粉末状固体，不能直接投放到污泥水中，必须采用一配制系统。该系统可分为五部分：①粉末储存器，用以储存足量的PAM固体；②螺旋投加器，由两支小型螺旋输送杆组成，用以均匀地将PAM固体送入斗型输送器，它的出口开启、关闭受一时间继电器控制；③斗型输送器与水射器，用来承接PAM固体，并使之与水均匀混合而后送至搅拌熟化池；④搅拌熟化池，用以搅拌PAM与水的混合液，让PAM与水充分混合熟化；⑤投加池，用以承接搅拌熟化池来的PAM溶液，以供PAM投加泵投入离心机中。整个配制系统应能如下运行：首先确定配制浓度，计算出投加固体量和投加时间，而后通永城过时间继电器确定投加时间。一旦固体投入漏斗后，则自来水将与固体料混合，并由压力水通过水射器送至搅拌池搅拌熟化，搅拌池溶液达到某液位时，水源自动关闭吊机。当投加池PAM溶液用到某低液位时，系统将自动打开搅拌池的投放出口，配制好的PAM溶液由搅拌池送至投加池，然后系统自动再配制溶液，整个系统能周而复始自动配制溶液以用于离心脱水机的PAM絮凝剂投加。

2.5 离心脱水机及加药量的自控

离心脱水机的作用是将浓缩污泥进行固液分离，是固液分离好坏的关键脱水机械。要使泥与水能很好地分离，除了离心机的转速、差速控制因素之外，PAM投加量的自动控制是至关重要的。投加量的控制涉及到进泥量、进泥浓度、加注量和加注率的选定。对这些问题的设计思路是：①对进泥浓度进行监测，在平衡池中安装了一个污泥浓度计，以显示进入离心机的浓缩污泥浓度；②对进泥量进行监控，在进泥管道上安装一个流量计，在污泥泵上加一个变频器控制，以控制进泥量；③加注量则采用计量加注泵来控制PAM絮凝剂的加注，PAM絮凝剂则完全由PAM自动配制系统供应，这样能完美地实施离心脱水机和加药量的自动控制。

2.6 泵的故障排除

对每一环节中的泵都配备一台备用泵，并对每一污泥泵安装流量传感器，设置流量报警，对进离心机的污泥泵设置压必须对能效、环保和产品的质量进行综合斟酌力报警，同时每个泵给出一个运行