氧化溝工藝為常見(jiàn)的污水處理工藝的一種。氧化溝又名氧化渠，因其構(gòu)筑物呈封閉的環(huán)形溝渠而得名。它是活性污泥法的一種變型。因?yàn)槲鬯突钚晕勰嘣谄貧馇乐胁粩嘌h(huán)流動(dòng)，因此有人稱其為“循環(huán)曝氣池”、“無(wú)終端曝氣池”。氧化溝的水力停留時(shí)間長(zhǎng)，有機(jī)負(fù)荷低，其本質(zhì)上屬于延時(shí)曝氣系統(tǒng)。

　　以和利時(shí)公司LK可編程控制器(PLC)為主的自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)用于污水處理廠，完全能滿足氧化溝污水處理工藝的要求，提供了一種高可靠性、低成本、更優(yōu)化的控制方案。

　　LK可編程控制器(PLC)是和利時(shí)公司在總結(jié)十五年控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和幾千套工程項(xiàng)目實(shí)施經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上推出的適用于中、高性能控制領(lǐng)域的產(chǎn)品，CPU模塊中集成工業(yè)級(jí)處理器(主頻可達(dá)533MHz)，指令處理速度可達(dá)13ns。相對(duì)傳統(tǒng)PLC而言，LK可編程控制器充分融合了DCS和PLC的優(yōu)點(diǎn)，采用了高性能的模擬量處理技術(shù)、小型化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、開(kāi)放的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、通用的系統(tǒng)平臺(tái)、使產(chǎn)品不僅具有強(qiáng)大的功能和卓越的性能，而且具有更高的可靠性、更佳的開(kāi)放性和易用性。

圖1 氧化溝法工藝流

　　自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　整個(gè)系統(tǒng)由1個(gè)中央控制室、3個(gè)現(xiàn)場(chǎng)PLC控制站組成。現(xiàn)場(chǎng)PLC控制站，由可編程序控制器(PLC)系統(tǒng)及檢測(cè)儀表組成，對(duì)污水處理廠各工藝過(guò)程進(jìn)行分散控制;再由中央控制室(CCR)，對(duì)全廠實(shí)行集中管理。中央控制室、PLC控制站之間的數(shù)據(jù)通訊采用高速的、實(shí)時(shí)的工業(yè)以太網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為環(huán)形，通訊速率為100Mbps，傳輸介質(zhì)為光纖。中央控制站設(shè)于綜合樓中控室;現(xiàn)場(chǎng)控制站設(shè)三個(gè)，分別位于進(jìn)水泵房(1#PLC控制站)、鼓風(fēng)機(jī)房(2#PLC控制站)、污泥濃縮脫水機(jī)房(3#PLC控制站)，采用和利時(shí)公司LK系列PLC。

圖2 自動(dòng)化控制系統(tǒng)示意

　　全廠通訊網(wǎng)絡(luò)分成二級(jí)，即第一級(jí)為中控/現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控級(jí)，現(xiàn)場(chǎng)控制站至中央控制站采用工業(yè)以太網(wǎng)光纖環(huán)網(wǎng);第二級(jí)為數(shù)據(jù)傳輸級(jí)，為現(xiàn)場(chǎng)控制站至設(shè)備控制箱的常規(guī)I/O電纜連接。

　　污水處理廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)控制方式設(shè)計(jì)為現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備就地手動(dòng)控制、自動(dòng)化控制系統(tǒng)遠(yuǎn)程手動(dòng)控制、自動(dòng)化控制系統(tǒng)遠(yuǎn)程自動(dòng)控制三種控制方式。三種方式的級(jí)別由高到低依次為就地手動(dòng)控制、遠(yuǎn)程手動(dòng)、遠(yuǎn)程自動(dòng)。

　　工藝控制策略

　　格柵控制

　　格柵控制采用時(shí)間控制和液位差控制兩種模式。正常情況下，格柵根據(jù)預(yù)先設(shè)定的時(shí)間間隔及持續(xù)時(shí)間進(jìn)行運(yùn)行，當(dāng)格柵前后的液位差大于設(shè)定值，則格柵除污機(jī)開(kāi)始連續(xù)工作，直至液位差小到滿足要求后，恢復(fù)正常的格柵除污機(jī)操作。

　　柵渣輸送壓榨機(jī)與格柵聯(lián)動(dòng)運(yùn)行。

　　提升泵房

　　根據(jù)集水池液位自動(dòng)控制變頻調(diào)速泵的轉(zhuǎn)速及水泵的開(kāi)/停。根據(jù)集水池最低液位，自動(dòng)停泵，實(shí)現(xiàn)泵的干運(yùn)轉(zhuǎn)保護(hù)。每一臺(tái)泵的起動(dòng)次數(shù)和總的運(yùn)行小時(shí)數(shù)均衡。初始設(shè)定使每臺(tái)泵的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間相等。控制系統(tǒng)監(jiān)視泵的運(yùn)行過(guò)程，如泵故障報(bào)警并自動(dòng)投入備用泵。

　　沉砂池及砂水分離機(jī)

　　沉砂池的輸砂泵等電機(jī)、砂水分離機(jī)自成系統(tǒng)，由所帶控制箱控制。

　　氧化溝

　　PLC根據(jù)各溝道的溶解氧測(cè)量值大小調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)碟的運(yùn)行及其轉(zhuǎn)速，并控制推進(jìn)器刮泥橋的運(yùn)行。

　　回流及剩余污泥泵房

　　回流污泥泵的開(kāi)停及運(yùn)行時(shí)間由PLC根據(jù)生物池中檢測(cè)的混合液濃度反饋控制。

　　變電站

　　PLC不參與變電站的控制，通過(guò)RS485或其它接口與電站自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)通信。

　　污泥濃縮池

　　污泥濃縮池?cái)嚢杵鬟B續(xù)運(yùn)行，由現(xiàn)場(chǎng)電氣控制箱手動(dòng)啟?；蛴蒔LC控制。

　　污泥脫水機(jī)房

　　污泥脫水機(jī)及其輔機(jī)由污泥脫水機(jī)控制箱控制，當(dāng)污泥脫水機(jī)工作時(shí)，其污泥泵、加藥裝置、投配泵等聯(lián)動(dòng)運(yùn)行。

　　鼓風(fēng)機(jī)房

　　鼓風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)以氣體信號(hào)為主控信號(hào)，氧化溝溶解氧信號(hào)為輔助信號(hào)，根據(jù)實(shí)際負(fù)荷的大小進(jìn)行自動(dòng)控制調(diào)節(jié)閥的開(kāi)啟度，達(dá)到控制出水水質(zhì)的目的。每一臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)的起動(dòng)次數(shù)和總的運(yùn)行小時(shí)數(shù)均衡。