隨著社會(huì)對(duì)環(huán)保的日益重視，自來水廠除飲用水生產(chǎn)工藝外，有條件的都增加污泥處理工藝，用以處理生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水（主要是沉淀池排泥水和濾池反沖廢水），從而減少懸浮物和有機(jī)物的排放。污泥處理工藝涉及各種參數(shù)監(jiān)測(cè)和機(jī)械電氣設(shè)備操作，自控系統(tǒng)的引入可有效提高整個(gè)工藝的效率和脫水質(zhì)量。

1 污泥系統(tǒng)簡(jiǎn)介

以某水廠為例，水廠污泥系統(tǒng)主要構(gòu)筑物有污水池、濃縮池、平衡池、脫水間等。污水池用于收集沉淀池排泥水和濾池反沖廢水；濃縮池用于濃縮污水并產(chǎn)生上清液和含水率較高的污泥，上清液可回收再用；平衡池用于收集來自濃縮池的污泥，并充分?jǐn)嚢瑁怨┟撍g的脫水設(shè)備使用；脫水間則包含污泥輸送系統(tǒng)、配藥系統(tǒng)和離心機(jī)系統(tǒng)，以完成泥水分離。

2 污泥系統(tǒng)主要設(shè)備的控制要求

2.1 污水池、濃縮池、平衡池

污水池、濃縮池和平衡池可以看作是泥水的濃縮處理系統(tǒng)，其目的只有一個(gè)，就是經(jīng)處理后的產(chǎn)生污泥濃度必須符合離心機(jī)的要求。這會(huì)涉及到多種參數(shù)的測(cè)量和多種設(shè)備的操作，如依靠人工來測(cè)量和控制，這勢(shì)必大大增加工作人員工作量，嚴(yán)重影響工作效率。為提高自動(dòng)化水平，現(xiàn)場(chǎng)需安裝工藝所需的監(jiān)測(cè)儀表，現(xiàn)場(chǎng)儀表的數(shù)據(jù)和設(shè)備狀態(tài)通過PLC統(tǒng)一收集、PLC通過工業(yè)以太網(wǎng)與中控室監(jiān)控軟件進(jìn)行通信。這樣，中控室的工作人員足不出戶便可以監(jiān)測(cè)整個(gè)濃縮過程的各項(xiàng)參數(shù)，并根據(jù)工藝需要對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行遙控操作。

2.2 PAM高分子絮凝劑配置自動(dòng)化

高分子絮凝劑在通常情況下是粉末狀固體形式、顆粒狀形式時(shí)，其不能直接投入到水中，必須經(jīng)過處理才能進(jìn)行水中投放。其處理過程是經(jīng)過配藥系統(tǒng)進(jìn)行重新分解處理。首先，本配藥系統(tǒng)設(shè)計(jì)有一個(gè)料斗，在料斗中可以進(jìn)行高分子絮凝劑的存放，裝好的絮凝劑進(jìn)入待處理狀態(tài)準(zhǔn)備處理。配藥系統(tǒng)安裝一臺(tái)小型PLC和觸摸屏，通過觸摸屏對(duì)配藥系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)定后，配藥系統(tǒng)便可根據(jù)水位設(shè)定和濃度設(shè)定自動(dòng)完成高分子絮凝劑的分解配制，此配藥系統(tǒng)可獨(dú)立運(yùn)行，也可與離心機(jī)系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)操作，以方便不同的使用需求。

2.3 進(jìn)泥、加藥、螺旋輸送機(jī)、離心機(jī)系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)控制

在啟動(dòng)脫水系統(tǒng)時(shí)，首先開動(dòng)離心機(jī)和螺旋輸送機(jī)，一般情況在其運(yùn)行五分鐘左右，就會(huì)進(jìn)入高速運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)，而后系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)進(jìn)泥螺桿泵和加藥泵變頻器，離心脫水機(jī)將污泥進(jìn)行分解，而后將其運(yùn)送至戶外，并將過濾之后的清液自動(dòng)分入濾液池，通過潛污泵的運(yùn)行將其再度調(diào)回到污泥處理系統(tǒng)。離心系統(tǒng)停止時(shí)，PLC首先停止進(jìn)泥螺桿泵、加藥泵，離心機(jī)繼續(xù)運(yùn)行，并依次進(jìn)入高速?zèng)_洗和低速?zèng)_洗，以完成離心機(jī)的清洗工作。

2.4 離心脫水機(jī)和加藥量自動(dòng)控制

離心脫水機(jī)的作用主要是對(duì)污泥進(jìn)行分解，部分污泥因?yàn)槌练e時(shí)間較長(zhǎng)，難以去除，但是，通過運(yùn)用離心脫水機(jī)，則可以將頑固的污泥分解成為小塊固體和液體，并將兩者進(jìn)行分離，可以說離心脫水機(jī)是將泥水分離的關(guān)鍵。曾有專家進(jìn)行研究，對(duì)于其投加劑量的影響因素較多，包括污泥濃度、高分子絮凝劑的劑量以及泥流量等。對(duì)其加藥量進(jìn)行控制則需要對(duì)污泥濃度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，這需要在平衡池中放置污泥濃度計(jì)，用以測(cè)量污泥濃度；其次，要對(duì)污泥實(shí)行在線控制，在每一個(gè)離心機(jī)的進(jìn)泥管道安裝一個(gè)流量計(jì)，通過流量計(jì)對(duì)污泥的流量進(jìn)行控制。

要控制好污泥含水率首先要控制好離心機(jī)的扭矩。因此，離心機(jī)的控制目標(biāo)就是扭矩，扭矩增大，含水率就減少，但增加離心機(jī)堵轉(zhuǎn)的風(fēng)險(xiǎn)，扭矩過少，含水率增加，達(dá)不到污泥脫水的目的。利用PLC的PID功能可實(shí)現(xiàn)恒扭矩，生產(chǎn)人員可根據(jù)需求設(shè)定目標(biāo)扭矩，系統(tǒng)便通過調(diào)整離心機(jī)主機(jī)和輔機(jī)的轉(zhuǎn)速使扭矩向目標(biāo)扭矩靠近并保持穩(wěn)定，從而保證脫水效果的穩(wěn)定性。

3 該工程系統(tǒng)的特點(diǎn)

3.1 自動(dòng)化水平高，技術(shù)先進(jìn)

首先，在確定合理的處理工藝后配以高度的自動(dòng)化技術(shù)，這能夠達(dá)到工程對(duì)于污水處理的標(biāo)準(zhǔn)。其次，該自動(dòng)化控制系統(tǒng)在組態(tài)軟件、現(xiàn)場(chǎng)總線、可編程控制器、通訊網(wǎng)絡(luò)等方面是先進(jìn)的，同樣，自動(dòng)化控制技術(shù)也具有時(shí)代領(lǐng)先性。

3.2 安全性高，穩(wěn)定可靠

在自動(dòng)化體系構(gòu)成中，PLC的使用使系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行更加穩(wěn)定。而且，在選用的自動(dòng)化產(chǎn)品上，相當(dāng)一部分是進(jìn)口產(chǎn)品，都來自國(guó)外知名品牌，實(shí)際上，建立的自動(dòng)化控制平臺(tái)是經(jīng)過各種相當(dāng)嚴(yán)格的測(cè)試，也配備了相應(yīng)的報(bào)警系統(tǒng)，以防止因?yàn)槟承┮馔饣虿僮鲉T的疏忽而發(fā)生事故，這也再次保證系統(tǒng)可以安全、穩(wěn)定可靠地運(yùn)行。

3.3 自動(dòng)化程度高，操作簡(jiǎn)單

雖然許多產(chǎn)品來自國(guó)外，但是為了方便操作，對(duì)于控制室的上位界面采用全中文的設(shè)計(jì)界面，采用全新流程圖形來表達(dá)工藝；同時(shí)下位機(jī)PLC采用施耐德的PLC，該系統(tǒng)對(duì)于其他一些系統(tǒng)來說穩(wěn)定性好，便于操作，安全性也高，所以整個(gè)系統(tǒng)維護(hù)量也相對(duì)較少。

3.4 開放性

這是針對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)總線來說的，系統(tǒng)所采用的是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，具有開放協(xié)議的現(xiàn)場(chǎng)總線，同時(shí)對(duì)各個(gè)控制站留有I/O余量，這為其以后的發(fā)展和改造留下了巨大的空間。

污泥脫水系統(tǒng)廣泛應(yīng)用在污水廠，而自來水廠的污泥主要成分為親水性無機(jī)物，其成分于性質(zhì)取決于水源的水質(zhì)情況，與污水廠的污泥有著本質(zhì)區(qū)別，故而自來水廠在污泥處理方面不能照搬污水處理廠的技術(shù)，要建立自己的工藝參數(shù)、評(píng)價(jià)和維護(hù)方法。水廠在污泥處理方面還只是起步階段，仍有許多不成熟的地方，而且污泥處理系統(tǒng)在水廠的應(yīng)用是大勢(shì)所趨，是水資源可持續(xù)發(fā)展之路上對(duì)社會(huì)、對(duì)人類提出的要求。污泥脫水系統(tǒng)的應(yīng)用解決了自來水廠直接排放污水對(duì)水體污染的問題，對(duì)改善水體質(zhì)量有著積極意義，此外經(jīng)過進(jìn)一步處理的脫泥后的水可重新進(jìn)入沉淀池在水廠循環(huán)使用，可以大大提高水資源的利用率。