小型污水站電氣設計的探討

廈門水務水處理科技有限公司，福建 廈門 3610001

隨著城市的建設不斷發展，很多城市污水排放口分散，如果進行收集，集中處理，勢必要建設大量的污水管網。因此污水采用就地處理，處理達到環保要求水質標準，直接排放。這樣既經濟又實用。對污染處理直接，對環境的改善有重要的意義。因此勢必建設很多配電及符合污水處理工藝的自動控制系統，與污水處理工藝相配套。

1 小型污水處理站概述

小型污水處理站，一般指污水處理規模小于200m3/d。處理生活污水和生產污水。經處理出水水質，符合國家城鎮排放標準或當地環保排放標準要求。

小型污水站的主要電氣設備如下：

（1）電氣主設備：格柵機、污水提升水泵、變頻給水泵、污泥濃縮機、通風機、除臭機、鼓風暴氣機、成套處理設備（如氣浮機、膜分離機、離子交換機）、紫外線消毒機。

（2）檢測及控制設備：加藥機、水質檢測（COD、BOD、PH計、溶氧儀）、液位檢測（超聲波/壓力液位/浮球）、電動蝶閥、電子壓力表、電子流量計、PLC 控制器。

2 小型污水站電氣設計

2.1 小型處理站負荷計算

污水處理站主要用電負荷在電氣主設備，根據單臺設備功率，參照工藝流程，對污水站負荷逐一統計，計算其總用電負荷。根據設備同時開啟率，取同期系數。計算得出用電負荷。

式中：Pe—單臺設備功率；Kx—同期系數；Pc—總用電負荷KW

（備用設備、事故設備、檢修設備可以不計入總用電負荷。）

2.2 處理站供配電系統

小型污水處理站，單臺設備功率相對較小，總用電負荷不大，依照就近供電原則，就近接入生活或工業用電，低壓0.4kV出線電源。原則上不必建設專用配電室。

小型污水處理站用電等級，參照小城鎮污水處理工程建設標準中，對污水等級劃分，對于I 類污水處理廠，電力負荷應選擇二級負荷供電，如果發生停電，極有可能影響區域間經濟、生活與環境。其他停電影響較小的，用電負荷考慮三級供電。對于污水處理站在風景名勝區、地鐵站點、高等級酒店、重要公共場所等，應考慮采用一級負荷。

一/二級負荷，采用兩路0.4kV 電源進污水站，兩路電源取自不同變電站，或同一變電站不同母線。進線電源采用末端切換，電源進站內電控總箱上端雙電源切換；當無法滿足雙電源及用電可靠性要求時，建議采用一路市電加一路發電機的雙電源供電方式。

低壓配電采用三相五線制，接地方式采用TN-S 系統。小型污水處理場站設備電機功率通常較小（小于10kW），因啟動沖擊電流較小，可以直接啟動。個別設備的功率大于10kW 的電機，可以采用軟啟動或變頻啟動。

3 泵站電氣設備用電安全

污水處理站，很多設備都浸泡在污水里，特別是潛污泵；設備長時間在水中，水泵絕緣下降，單臺設備漏電電流增加。因此很可能超過漏電保護開關設定的保護值，造成跳閘。過于平凡的跳閘不利于污水泵站的正常運行，且維修成本增加。

潛水泵或污水處理設備電機，采用斷路器加熱繼電器保護。不考慮漏電保護，優點：設備可以穩定正常運行。缺點：水泵及設備漏電，引起中性線電壓升高，且易造成維護人員觸電的危險，不利電網安全運行，有可能損壞其他用電設備。

處理方法：在污水處理站中性線重復接地，在污水站內設備做等電位聯結。

漏電電流在站內形成閉合回路，站內電位相等；這樣既不會頻發跳閘，中性線電壓不會升高，不影響電網安全，有利于污水設備的正常運行。保證維保人員安全［1］。

4 小型污水站自控系統設計

4.1 PLC 控制硬件設置

（1）數字輸入點：水泵接觸器啟動、停止開關狀態反饋，浮球液位接通、斷開狀態反饋。

（2）數字輸出點：各主要電氣設備控制狀態輸出，有：格柵機、污水提升泵、變頻給水泵、污泥濃縮機、通風機、除臭機、暴氣鼓風機、成套處理設備、紫外線消毒、電動蝶閥開關、攪拌機、加藥泵（帶時間控制），設備啟動輸出。啟動接觸器，設備通電工作。

（3）模擬輸入：超聲波、流量信號、壓力信號、pH 值信號、COD 值信號、BOD 值信號、溶氧儀，信號輸入采用4～20mA DC，采用屏蔽雙絞線電纜將模擬信號轉換成數字量信號，經內部程序塊運算后，轉換成與實際工程量對應的浮點數。

（4）模擬輸出：變頻水泵輸出、變頻鼓風機；控制系統根據外部輸入信號，經內部程序循環運算，運算結果經內部程序塊后，經模擬量信號轉換成電流信號，采用屏蔽雙絞線電纜，將模擬量信號傳輸至控制現場執行機構，實時調節閥門開度和水泵運轉速度［2］。

（5）通訊模塊：數據轉光信號，采用光纖，利用以太網，將數據遠傳至管理中心。

4.2 PLC 控制軟件設置

（1）現場顯示屏：可視化監控界面，主要顯示污水處理站系統工藝控制過程，污水設備間的相互關系，設備的動態工作狀態，現場儀表顯示數據、現場監控數據、的實時及歷史數據。并且可以現場操作，調整設置參數。

（2）上位機：顯示工藝流程，修改運行參數；顯示水泵運行狀態，液位狀態，主要污水處理設備的運行狀態，設備故障及報警信息，并對生產過程數據歸檔及報表打印。

5 結束語

小型污水站電氣設計中，要理解污水工藝，根據工藝流程設計電氣自動控制程序，以求達到污水工藝要求，達到規范要求水質指標。改善環境城市環境。提升幸福指數。