基于A2O微曝氧化溝工藝的城市污水處理系統的設計

諸葛曉春

【摘 要】針對使用A2O微曝氧化溝工藝的城市污水處理廠，設計一套基于PLC控制的系統。該系統檢測污水中COD、氨氮含量等重要指標并加以控制，以低成本高精確度系統完成污水處理全流程。

【Abstract】In view of the urban sewage treatment plant using A2O micro-aeration oxidation ditch process， a system based on PLC control is designed. The system can detect the important indexes such as COD and ammonia nitrogen in sewage and controls them， and it can complete the whole process of sewage treatment with low cost and high precision system.

【關鍵詞】污水處理;PLC;自動控制

【Keywords】sewage treatment; PLC; auto-control

【中圖分類號】S273.5? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻標志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號】1673-1069（2019）05-0154-02

1 引言

城市污水主要包括生活污水和工業污水，需經城市排水管網匯集并輸送到污水處理廠進行無害化處理。處理后的污水必須達到國家頒發的有關水質標準，才能用于工業、農業或回灌補充地下水。而污水處理的各個出水水質指標之間是互相聯系的，抓住重點處理項目使該項出水指標達到標準，其他一些出水指標也同時能滿足排放標準的要求[1]。因此，污水處理必須根據其水質的特點設計出適合的控制系統。

本文以某污水處理廠采用A2O微曝氧化溝工藝的污水處理流程為例，設計一套基于PLC控制的污水處理系統，對原污水的COD、氨氮、溶解氧等關鍵性指標進行檢測與控制，力求在降低系統成本的同時，提高污水處理控制質量。

2 污水處理工藝流程

原污水進入粗格柵池，污水中的大體積固體廢物和一些大的懸浮物在粗格柵池中被攔截，以免堵塞后續工序中的水泵及閥門。經過粗格柵池的原污水被送至細格柵處再次對較細的懸浮物和固體進行攔截后進入沉砂池進行砂水分離。分離出沉積物的污水被送至水解酸化池，在水解酸化菌的作用下進行水解酸化反應以提高污水的可生化性后進入A2O微曝氧化溝中。A2O微曝氧化溝采用深水微孔的微曝系統，充氧能力高，能保持活性污泥良好的凈化功能[2]。經過處理的污水進入二沉池進一步沉淀污泥，再經過過濾器進入消毒池完成水體消毒。消毒后的水進入排水泵站做最后水體指標檢測后可安全排放。

在二沉池中產生的沉淀物進入到貯泥池中通過濃縮脫水后外運。部分回流貯泥可進入到水解酸化池中再次反應。

3 主要工藝控制參數

為了更好地控制污水處理系統運行，使經過處理后的污水達到國家污水排放標準，需要根據工藝流程特點及污水處理的各項指標，即GB 8978—1996《污水綜合排放標準》中對城鎮二級污水處理廠排放標準作出規定，確定各工藝段需要檢測的主要參數。

①粗格柵池及水泵房。在此工藝段中，需要檢測粗格柵前H2S濃度、粗格柵前后液位差、凈水泵房液位等工藝參數。②細格柵及沉砂池。在此工藝段中，需要檢測進水的pH值、COD、氨氮濃度以及細格柵前后液位差等工藝參數。③水解酸化池。在此工藝段，需檢測的工藝參數為水解酸化池的氧化還原電位即ORP值、進水流量。④ A2O微曝氧化溝。需要測量和控制的主要工藝參數為氧化溝溶解氧含量、懸浮污泥濃度以及空氣總管壓力及流量。⑤ 巴氏計量槽。需要檢測經過處理完成的進入到排水泵站的水體的出水流量。⑥排水泵站。需要檢測出水的pH值、COD和氨氮濃度，排水泵站的液位等參數。⑦貯泥池。在貯泥池工藝段中，需要檢測回流污泥的流量、貯泥池的液位與流量等。

4 污水處理系統的設計

4.1 系統硬件組成

整個污水處理控制系統由現場檢測儀表、執行機構，控制室中的三菱MITSUBISHI - FX2N PLC控制器、IO模塊、通信模塊、UPS等相關組件和位于操作室中的操作站、顯示器、打印機等設備組成。

根據工藝需要，本系統共有粗格柵前后液位差等28個AI點，粗格柵1#手電兩用啟閉機開啟、關閉控制等58個DO點，粗格柵1#手電兩用啟閉機全開、全關反饋等148個DI點。考慮15%～20%的系統冗余量、成本控制及模塊點數，本系統選用PLC的模塊為4塊8點AI模塊，2塊32點DO模塊，6塊32點DI模塊。

4.2 系統軟件組成

本系統軟件包括PLC編程及PC監控軟件、控制軟件、仿真調試軟件以及設備通信軟件。

4.3 系統邏輯設計

根據工藝控制要求，需參照設定值對水泵、閘門等執行器進行自動控制。

5 關鍵儀表選型

根據工藝過程條件、操作要求、儀表運行可靠性和經濟性選擇測量儀表對關鍵性工藝參數進行測量。該系統最重要的測量工藝參數是H2S濃度、pH值、COD濃度、氨氮濃度、溶解氧濃度、懸浮物濃度等，儀表選型要求如表1所示。

6 結語

本文設計的城市污水處理系統通過高精度的檢測儀表對生產介質工藝參數的精確測量，PLC控制器參比測量值與設定值的偏差控制快速響應的執行機構可實現污水處理全流程的自動化控制。該系統根據工藝要求配置系統，投入小，運行可靠，十分適用于使用A2O微曝氧化溝工藝的污水處理廠。

【參考文獻】

【1】耿宏辰.淺談污水處理工藝[J].林業科技情報.2012，44（3）：32-33.

【2】黃亮，田許華. A/A/O微曝氧化溝工藝處理生活污水[J].中國水運，2012，12（9）：140-141.