關鍵詞：紫金橋 污水處理 監控 組態軟件

一、概述

污水處理有多種工藝，各污水處理廠采用的污水處理工藝、設備、土建工程、地理環境等不同，但處理的流程及控制點是有共性的。

根據工藝流程、控制點及現場設備的安裝地理環境，采用先進的管理控制技術，系統分為控制層、監控層、管理層三層進行監測和控制。控制層分若干個PLC子站分別對廠內設備、及監測點進行控制、監測，采集信號，控制生產設備；監控層，在廠內設中心控制室，對于獨立運行的污水處理廠，中控室有二個功能，一是監控全廠的整個生產過程，二是將有關污水處理廠的運行狀況上傳污水處理廠監控中心；對于由污水處理廠監控中心直接監測控制運行的污水處理廠；將有關污水處理廠的運行狀況及有關信息上傳污水處理廠監控中心，將污水處理廠監控中心執行指令下傳給各PLC，由PLC控制各現場儀器及儀表；管理層主要在污水處理廠監控中心完成。系統同時還充分考慮特殊情況下的現場手動控制。

控制范圍包括進水閘門進入水量、閘門緊急關閉設備進行相應的控制；除渣機粗格柵和細格柵控制；污水提升泵站恒速及調速泵控制；除砂機控制；初次沉淀池設備包括刮泥機、排泥泵、泡沫去除設備等，重點考慮排泥泵控制；曝氣池設備控制，由于污水中污染物的去除主要在曝氣池中完成，因此曝氣池的運行狀況在某種程度上決定了整個處理系統的處理效果。向曝氣池供氧所需的運行費用也占總運行費用的很大比重。影響曝氣池運行的因素很多，如污泥齡，溶解氧(DO)濃度；混合液懸浮固體(MLSS)濃度，污泥回流比和BOD污泥負荷等。合理地控制這些影響因素能有效地提高曝氣池的處理效率，所以；曝氣池的自動控制對整個處理系統來說是至關重要的，包括供氣量的控制、回流污泥量控制，供氣量的控制主要有恒定供氣量控制、與進水量成比例控制、定DO濃度控制；回流污泥量控制主要有定回流污泥量控制、與進水量成比例控制、定MLSS濃度控制；二沉池排放剩余污泥控制，排放剩余污泥控制主要有定污泥排放量控制、間歇定時排泥控制、定污泥齡控制、隨機排泥控制；濃縮池排放濃縮污泥的控制，濃縮污泥排放的控制方法主要有用計時器控制排泥泵的啟動與停止、用計時器和預置計數器控制每日排出一定量的濃縮污泥等；厭氧地溫度、污泥投配與排出和攪拌控制；污泥濃縮脫水藥品控制、脫水機控制。

污水處理廠監控中心的作用主要是監視或監控制遠方各個現場污水處理廠的生產運行；同時將各個污水處理廠生產運行狀況等信息上傳有關管理部門，同時考慮未來工作的可擴展性，應選用以下設備：高性能交換機、高性能雙機熱備服務器、工業控制計算機、高清晰度彩色顯示器、針式打印機、不間斷電源、管理計算機、激光打印機、工作臺、文件柜、轉椅，消耗品、大屏幕投影屏、工業鍵盤、連接各污水處理廠的通信設備等。同時建成網絡系統。

二、計算機監控管理程序主要功能及設計思想

1、操作與監控：主要是對污水處理廠數據采集及控制自動化系統的控制參數設置；完成數據采集及控制自動化系統的組態；監控生產作業過程，包括顯示控制過程畫面和實時數據，顯示系統總體框圖；繪制重要參數的變化趨勢圖；顯示重要設備的工作狀態；歷史數據的統計分析和存儲；輔助管理日常生產業務，提供決策參考。

2、事故報警：生產過程中的檢測量超標時，系統自動報警顯示，并通過報警打印機打印輸出，形成記錄文件；生產過程中的自動狀態下的控制設備發出故障信號或失去控制時，系統自動報警顯示；并通過報警打印機打印輸出。形成記錄文件；報警數據自動存儲以備事后分析。

3、數據存檔和生產報表：系統自動生成日報表、月報表和統計報表，通過報表打印機打印輸出，形成生產記錄文件，并且文檔可由EXCEL或其它電子表格軟件進行自定義處理；具有時間和事件控制存檔；可與其他 Windows程序進行動態數據交換。

三、污水處理廠監控中心軟件具體功能設計

污水處理廠監控中心軟件所要實現的主要功能是對下屬各個污水處理廠的運行情況進行監視和控制。

1、監視和記錄各個污水處理廠的工作參數：主要包括人口污水流量和出口達標凈水流量；集水池的液位、液位報警；粗格柵系統上下游液位差、液位差報警；細格柵系統上下游液位差、液位差報警；進水泵站處的H2S泄漏參數；生化反應地厭氧池的PH值、好氧池的溶解氧量及鼓風機氣體流量值；鼓風機房氣體出口壓力值，鼓風機軸承溫度和潤滑油溫度；污泥池的液位；污泥濃縮和脫水機房的污泥流量。

2、設備運作狀態：主要包括每臺泵的電機運轉情況，包括所用泵的號碼、啟／停狀態、電機溫度、電機工作；電流和電壓、電機報警；軟啟動器的工作狀態，包括正常或故障、啟/停、報警。流量計、液位計、PH檢測計等的維修狀態。

3、各個信息的歷史記錄：主要包括設備(泵、軟啟動器等)運行時間、故障次數、原因及維修記錄；各個污水處理廠的日或月處理水量的統計；污水處理廠內各個設備的運作調度記錄。

4、監視控制：污水處理廠監控中心能直接控制各污水處理廠的生產及運行，直接下達實時控制指令，控制下屬污水處理廠的工作：主要包括開啟／關閉某個污水處理廠的運作；啟／停某個污水處理廠內某臺設備(優先級高于污水處理廠的部門級控制中心)；下達非實時性控制或維護指令，指導下屬污水處理廠的輔助工作，包括設備檢修等。

5、數據共享：將污水處理廠生產及運行的各種信息，甚至主要關鍵設備的運行狀況，按各類管理部門需要上傳至有關部門。

四、系統功能及效果

通過建立污水處理廠監控中心，實現污水處理廠生產運行的遠程監測或監控，預計可產生如下效益：

1、建立污水處理廠監控中心，建成以PLC、工控計算機、管理計算機、服務器、計算機網絡及各類軟件系統為核心的污水處理廠實時管理控制系統，自動監測或監控污水處理廠設備及生產運行，達到污水處理廠遠程監測或監控自動化、管理信息化。

2、建立污水處理廠遠程監控系統，污水處理廠內自動化控制及技術水平得到全面顯著提升，可以安全、可靠地實現各種復雜的污水處理工藝流程，減少人為因素帶來的可能事故和隱患，保證污水處理出水水質，同時減輕勞動強度，提高工作效率和效益。

3、使污水處理廠生產運行及管理產生質的變化；部門職能發生轉變，削減冗余部門及人員，部門優化重組減員增效。

4、通過建立污水處理廠遠程監測、監控系統，實現對各污水處理廠內設備的有效調度和控制，節約能耗，實現增效。

5、建立污水處理廠監控中心達到各污水處理廠管理的集中監測或監控，在污水處理廠監控中心和主管職能部門，能及時方便地了解掌握污水處理廠的生產和運行情況，實現對污水處理廠的有效管理和實時監督特別是對一些需要強化監督管理的工礦企業污染源等污水處理廠，效果尤其顯著。