SBR资料+问题+讨论 专贴

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SBR工艺图

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SBR污水处理资料集

luxiaoshan

成仓库啦!

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小山要多支持啊，有资料上传啊

kongfei_515

反应池容积 V＝m·q／n×N 式中：V－各反应池的容量 1／m－排出比 n－周期数 N－每一系列反应池数量 q－每一系列污水进水量 周期数可由公式算出： n＝24／（TA＋Ts十TD） 需氧量计算 曝气设备 滗水器 控制系统 版主你的这个我不是很明白能否讲解的再细点？？ 谢谢！！！

cygyc-gc

楼上的，这些文字你那里来的

kongfei_515

就你的文章里的呀!!

cygyc-gc

好的，我好好看看

knights123

CY老师给咱们讲讲课~~我搬个小凳子来听喽

cygyc-gc

呵呵，大家怎么给我起了这么多多名子啊

luxiaoshan

SBR反应池容积计算方法及评价

SBR反应池池容计算系指传统的序批式活性污泥反应池，而不包括其他SBR改进型的诸多反应池(如ICEAS、CASS、MSBR等)池容的计算。 　　现针对存在的问题提出一套以总污泥量为主要参数的综合设计方法，供设计者参考。 1 现行设计方法 1.1 负荷法 　　该法与连续式曝气池容的设计相仿。已知SBR反应池的容积负荷或污泥负荷、进水量及进水中BOD5浓度，即可由下式迅速求得SBR池容： 　　容积负荷法　　V=nQ0C0／Nv　　　　　　　(1) 　　　　　　　　　Vmin=［SVI·MLSS／106]·V 　　污泥负荷法 　 Vmin=nQ0C0·SVI／Ns　　　(2) 　　　　　　　　　V=Vmin+Q0 1.2 曝气时间内负荷法 　　鉴于SBR法属间歇曝气，一个周期内有效曝气时间为ta，则一日内总曝气时间为nta，以此建立如下计算式： 　　容积负荷法 　V=nQ0C0tc／Nv·ta　　　　(3) 　　污泥负荷法　 V=24QC0／nta·MLSS·NS　　　(4) 1.3 动力学设计法 　　由于SBR的运行操作方式不同，其有效容积的计算也不尽相同。根据动力学原理演算(过程略)，SBR反应池容计算公式可分为下列三种情况： 　　限制曝气 　 V=NQ(C０-Ce)tf／[MLSS·Ns·ta]　　　　 (5) 　　非限制曝气　V=nQ(C０-Ce)tf／[MLSS·Ns(ta+tf)]　　　(6) 　　半限制曝气　V=nQ(C0-Ce)tf／[LSS·Ns(ta+tf-t0)]　　(7) 　　但在实际应用中发现上述方法存有以下问题： 　　① 对负荷参数的选用依据不足，提供选用参数的范围过大［例如文献推荐Nv=0.1～1.3kgBOD5/(m3·d)等］，而未考虑水温、进水水质、污泥龄、活性污泥量以及SBR池几何尺寸等要素对负荷及池容的影响； 　　② 负荷法将连续式曝气池容计算方法移用于具有二沉池功能的SBR池容计算，存有理论上的差异，使所得结果偏小； 　　③ 在计算公式中均出现了SVI、MLSS、Nv、Ns等敏感的变化参数，难于全部同时根据经验假定，忽略了底物的明显影响，并将导致各参数间不一致甚至矛盾的现象； 　　④ 曝气时间内负荷法与动力学设计法中试图引入有效曝气时间ta对SBR池容所产生的影响，但因其由动力学原理演算而得，假定的边界条件不完全适应于实际各个阶段的反应过程，将有机碳的去除仅限制在好氧阶段的曝气作用，而忽略了其他非曝气阶段对有机碳去除的影响，使得在同一负荷条件下所得SBR池容惊人地偏大。 　　上述问题的存在不仅不利于SBR法对污水的有效处理，而且进行多方案比较时也不可能全面反映SBR法的工程量，会得出投资偏高或偏低的结果。 　　针对以上问题，提出了一套以总污泥量为主要参数的SBR池容综合设计方法。 2 总污泥量综合设计法 　　该法是以提供SBR反应池一定的活性污泥量为前提，并满足适合的SVI条件，保证在沉降阶段历时和排水阶段历时内的沉降距离和沉淀面积，据此推算出最低水深下的最小污泥沉降所需的体积，然后根据最大周期进水量求算贮水容积，两者之和即为所求SBR池容。并由此验算曝气时间内的活性污泥浓度及最低水深下的污泥浓度，以判别计算结果的合理性。其计算公式为： ?　　　　TS=naQ0(C0-Cr)tT·S　　　　　(8) ?　　　　Vmin=AHmin≥TS·SVI·10-3　 　(9) ?　　　　Hmin=?Hmax-ΔH?　　　　　(10) ?　　　　V=Vmin+ΔV?　　　　　　　　(11) 　　式中?TS——单个SBR池内干污泥总量，kg 　　　　　tT·S——总污泥龄，d 　　　　　A——SBR池几何平面积，m2 ?　　　　Hmax、Hmin——分别为曝气时最高水位和沉淀终了时最低水位，m 　　　　　ΔH——最高水位与最低水位差，m ?　　　　Cr——出水BOD5浓度与出水悬浮物浓度中溶解性BOD5浓度之差。其值为： ?　　　　Cr=Ce-Z·Cse·1.42(1-ek1t)　　　　(12) 　　式中?Cse——出水中悬浮物浓度，kg/m3 ?　　　　k1——耗氧速率，d-1 ?　　　　t——BOD实验时间，d ?　　　　Z——活性污泥中异养菌所占比例，其值为： ?　　　　Z=B-（B2-8.33Ｎs·1.072(15-T)）0.5?　　　(13) ?　　　　B=0.555+4.167(1+TS0/BOD5)Ns·1.072(15-T)?　　(14) 　　　　　Ns=1/a·tT·S?　　　　(15) 　　式中?a——产泥系数，即单位BOD5所产生的剩余污泥量，kgMLSS/kgBOD5，其值为： ?　　　　a=0.6(TS0/BOD5+1)-0.6×0.072×1.072(T-15)1/［tT·S+0.08×1.072(T-15)?　　(16) 　　式中TS、BOD5——分别为进水中悬浮固体浓度及BOD 5浓度，kg/m3 　　　　?T——污水水温，℃ 　　由式(9)计算之Vmin系为同时满足活性污泥沉降几何面积以及既定沉淀历时条件下的沉降距离，此值将大于现行方法中所推算的Vmin。 　　必须指出的是，实际的污泥沉降距离应考虑排水历时内的沉降作用，该作用距离称之为保护高度Hb。同时，SBR池内混合液从完全动态混合变为静止沉淀的初始5～10min内污泥 仍处于紊动状态，之后才逐渐变为压缩沉降直至排水历时结束。它们之间的关系可由下式表示： ?　vs(ts+td-10/60)=ΔH+Hb　　　　(17) ?　vs=650/MLSSmax·SVI?　　　　　(18) 　　由式(18)代入式(17)并作相应变换改写为： 　　［650·A·Hmax／TS·SVI］(ts+td-10/60)=ΔＶ/Ａ+Hb　　　　　(19) 　　式中 ?vs——污泥沉降速度，m/h ?　　　　MLSSmax——当水深为Hmax时的MLSS，kg/m3? 　　　　　ts、td——分别为污泥沉淀历时和排水历时，h 　　式(19)中SVI、Hb、ts、td均可据经验假定，Ts、ΔV均为已知，Hmax可依据鼓风机风压或曝气机有效水深设置，A为可求，同时求得ΔH，使其在许可的排水变幅范围内保证允许的保护高度。因而，由式(10)、(11)可分别求得Hmin、Vmin和反应池容。 3 工程算例 ? 3.1 设计基本条件 　　某城镇平均污水处理量为10000m3/d，进、出水质见表1。 表1 设计进、出水质项目CODCr(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)NH3-N(mg/L)NO3-N(mg/L)TP(mg/L)水温(℃)pH进水380200200400415　 出水602020550.5　6～9 3.2 　SBR池容计算 　　按前述设计方法及推荐采用的参数，以及提出的总污泥量综合计算法和相应的参数推求公式，依表1的要求进行SBR池容计算。为便于结果比较，该工程设SBR池2座，交替分批进水，周期长6h，Hmax=4.2m，变化系数k2=1.2，计算结果见表2。 表2 单个SBR池参数及结果比较设计参数一法二法三法四法新法Nv［kgBOD5/(m3·d)］0.50　0.24　　Nv［kgBOD5/(kgMLSS·d］　0.255(0.074)(0.074)0.074SVI(mL/g)90150(120)(120)120MLSSmax(mg/L)3000　(3235)(3235)3235a［kgMLSS/(kgBOD5·d)］　　　　0.906tT·S(d)　　　　15TS(kg)　　(12571)(12571)12571Z(%)　　　　0.302ta(h)　　(3.0)(3.0)　ts+td(h)　　　　1.0+1.0A(m2)47643819841798925ΔH(m)3.072.852.572.571.62Vmin(m3)540588323429312386V(m3)20001838833375503886ΔV(m3)14601250509946191500HRT(h)9.68.840.036.218.7注：①一法至四法依次指：容积负荷法、总污泥负荷法、曝气时间内负荷法、动力学设计法，新法系指总污泥量综合设计法； 　　②前四种方法中参数 A、ΔH值系由V及Hmax反推而得，列出目的是为便于比较； 　　③一法和二法中Ns、Nv、SVI值系直接引用相应参考文献中采用的数据，其他方法中凡带( )者为文中假定或移用新法推算值。 4 设计方法评价 　　根据表2结果进行合理性分析，对SBR池容设计的各种方法作综合评价如下： 　　① 曝气时间内负荷法和动力学设计法所得池容明显偏大，停留时间过长，ΔH已超出允许范围，实际的MLSSmax仅为1508 mg/L和1655mg/L，要达到假定的活性污泥浓度必须使总污泥龄达30d左右，这样则污泥负荷过小，不利于除磷脱氮。故该两法若用于目前的设计，尚有待改进和完善，但其设想及动力学的理论原理和对SBR池容设计的进步将具有一定的研究价值。 　　② 容积负荷法和总污泥负荷法实质上系属同一种方法，当采用相应参考文献中的设计参数时所得池容偏小、停留时间过短、ΔH也已超出允许范围；当负荷参数采用总污泥量综合设计法的公式推算值时，则所得SBR池容趋于合理、偏差缩小，但仍然存有ΔH、Hmax等参数与沉降速度、沉淀面积及保护高度之间的关系相脱节的缺陷，最终将影响处理效果。 　　因此该两法宜谨慎采用，特别是对公式中的负荷参数应以通过计算代替假设，但对式(15)应进行修正，以与该两法的计算公式相适应。 　　③ 总污泥量综合设计法中所考虑的因素及出发点均与SBR反应池的功能特性密切结合，避免了前几种方法中所存在的问题及缺陷。通过包括硝化、反硝化和厌氧三个反应阶段所需反应历时及阶段污泥龄的校核计算(方法略)得三个阶段的反应历时分别为2.1、1.4、0.5h；所需污泥龄分别为5、8及10d。而本算例假定总污泥龄为15d，其SBR池容完全能满足进行除磷脱氮的需要，且维持了合理的负荷及活性污泥浓度。 　　④ 从有关参数得知：总污泥量综合设计法SBR池容合理；ΔH在允许范围内；MLSSmax=3235mg/L，在3000～4000mg/L之间；Ns=0.074kgBOD5/(kgMLSS·d)，在0.06～0.10kgBOD5/(kgMLSS·d)范围内；Nn=0.013kgNH3-N/(kgMLSS·d)，符合除磷脱氮负荷要求；MLSSmin=5269mg/L近似于6000mg/L；ΔV/V=38.6%≤40%，符合最佳充水比。 　　该法在所有设计参数中除SVI、ts、td按经验假定外，均依据进水水质由公式推算而得，不会产生与其他现行方法的矛盾。同时在推求池容过程中确定了SBR池的几何尺寸，这是其他方法所不及的。

luxiaoshan

呵呵,CC,上面的东西还不错把!

luxiaoshan

SBBR与SBR氧传质特性比较研究

序批式生物膜反应器(Sequencing Biofilm Batch Reactors)简称SBBR，又称膜SBR(BSBR)[1]，是在SBR的基础上发展起来的一种改良工艺。由于其工艺简单，基建、运行费用低，处理效果好，因而受到了国内外水处理专家的广泛关注。笔者通过SBBR与SBR反应器的清水充氧试验，对两个反应器的氧传质特性进行了对比研究，以期为SBBR工艺的放大设计和工程应用提供理论基础。 1 试验原理 　　空气中的氧向水中转移的过程通常用双膜理论来描述，可用公式（1）表示： 　　dC/dt=Kla(C*-Ct)　　　　(1) 　　式中：Ct—t时(min)溶解氧的质量浓度，mg／L； 　　　　　C*—饱和溶解氧的质量浓度，mg／L； 　　　　　KLa—传质系数，min-1。 　　令C0及Ct分别代表t=0及t=t时水中溶解氧的质量浓度，由式(1)得： 　　 　　进行积分并整理得： 　　lg[(C*-C0)/(C*-Ct)]=(Kla/2.303)t　　　　　(3) 　　由公式(3)即可求得KLa。 　　本试验采用特性参数(KLa)20和氧转移效率EO2来评价SBBR与SBR的氧传质特性[2]。 　　氧转移效率EO2可以用公式(4)来计算： 　　EO2=VKla(C*-C)/(Qg×ρO2)　　　　　　　　　(4) 式中：V—反应器容积，m3； 　　　Qg—曝气强度，m3／s； 　　由于试验条件的限制，每次测量的温度不同，必须进行温度修正，将(KLa)t，统一到(KLa)20，温度修正可用公式(5)[2]： 　　(KLa)20=(KLa)t/1.02t-20　　　　　(5) 式中：t—反应器内介质温度，℃； 2 试验装直 　　试验装置为两有机玻璃圆柱，内径220mm，高1400mm，总容积53.2 L，有效容积45.6 L，其中一反应器内装YCDT立体弹性填料。生活污水间歇进入反应器，周期运行。控制器可控制进水、厌氧、好氧、排水、闲置、排泥等操作过程。试验所用生物填料为YCDT型立体弹性填料。该填料是一种将耐腐蚀、耐温、耐老化的拉毛丝条穿插固着在耐腐蚀、高强度的中心绳上，使丝条呈立体辐射状态均匀排列的悬挂式立体弹性填料，填料单元直径为180mm，丝条直径0.35mm，比表面积为50～300m2／m3，孔隙率大于99％。 3 试验方法 　　进行传质特性研究时，采用了平行对比试验方法、，即设置两个同型号反应器，反应器一加挂填料(SBBR)而另一反应器未挂填料(SBR)，在相同的操作控制条件下，研究两者氧传质的异同。具体操作步骤如下： 　　① 将反应器内注满清水，并启动空气压缩机，调节转子流量计将进气量控制在选定值上。 　　② 向反应器内投加还原剂Na2S03和催化剂CoCl2进行脱氧。Na2S03投加量按1 mg／L溶解氧加10mg/L计算。CoCl2投加量为2mg／L。大约1min后溶解氧测定仪指针置零，表明反应气内溶解氧为零。 　　③ 为了纠正每次测量的零点计时误差，每次测量统一在溶解氧测定表盘指数升至0.1mg/L时作为充氧过程的计时零点。 　　④ 反应器内溶解氧大约每增加1mg/L，就记录下所对应的时间，直至反应器内溶解氧接近饱和。 4 试验结果及讨论 　　氧传质测定结果见表1。(KLa)20和EO2值计算结果见表2，其图形表示见图1。 　　从图1可以看出，无论是否加挂填料，反应器的(KLa)20 值均随着曝气强度的增加而增加。 　　当曝气强度较小时，两种反应器的(KLa)20值接近，当曝气强度较大时，SBBR的(KLa)20值明显高于SBR，即两种反应器的(KLa)20 值随曝气强度的增加速率不同。当曝气强度从0.12 m3／h增大到0.4 m3／h时，SBR的(KLa)20加值增大了3.0倍，而SBBR的(KLa)20值增大了3.7倍。对两种反应器的(KLa)20值作趋势分析，从图1上的趋势线可以看出，SBBR的(KLa)20值趋势线的斜率为0.6665，而SBR的(KLa)20值趋势线的斜率为0.4024，这说明SBBR的(KLa)20值增长速率要比SBR的快1.66倍。产生这一结果的原因分析如下： 　　当曝气强度较小时，反应器内气泡密度较小，气泡上升速度较慢，填料对气泡的切割、截留作用不明显。当曝气强度增大时，气泡密度增加，气泡上升速度加快。在SBR反应器内，由于没有阻挡物，可以观察到气泡几乎垂直上升。在SBBR反应器内，由于填料的缘故，可以观察到气泡无法垂直上升，其上升速度减缓，上升轨迹复杂、多变，反应器内气液两相扰动加剧。SBBR反应器内随着曝气强度增加，液体紊动程度增大，在加强传质的同时，气泡被填料分割加剧，较小气泡的增多增加了气液传质界面，总的结果强化了传质过程，并且这种效果随曝气强度增加有增大趋势。故SBBR显示出传质优越性。 　　从表2可以看出，SBR的EO2值随着曝气强度增加反而减少，而SBBR的EO2值随着曝气强度的增加而增加。SBR反应器内曝气强度达到0.18m3／h时，EO2值达到最大，然后EO2值走势呈下降趋势，原因是曝气强度达到0.18 m3／h后继续增大，氧传质效果增加不明显，而系统供氧量大大增加，造成氧转移效率逐步下降，曝气强度越大，能耗越大。SBBR反应器不同，随着曝气强度的增加，氧传质系数的增加高于供氧量的增加，因此提高了氧转移效率，从而节约了能耗。 表1　 氧传质测定结果曝气强度 ／(m3·h-1)反应器项目测定结果水温／℃0.12溶解氧Ct/(mg·L-1)01.22.43.64.86.0 28SBBR充氧时间/min02.404.827.1310.7819.10 lgC*/(C*-Ct)00.07240.15940.26840.41410.6350 SBR充氧时间/min02.475.178.7514.0721.24 lgC*/(C*-Ct)00.07240.15940.26840.41410.6350 0.18溶解氧Ct/(mg·L-1)01.22.43.64.06.07.07.3 SBBR充氧时间/min01.563.124.686.6810.0816.3119.4328lgC*/(C*-Ct)00.07240.15940.26840.41410.63500.99501.1851SBR充氧时间/min01.472.974.777.1813.2318.9822.1527lgC*/(C*-Ct)00.07110.15610.26190.40210.61030.93191.08750.24溶解氧Ct/(mg·L-1)01.22.43.64.06.07.07.3 SBBR充氧时间/min01.052.123.134.506.729.8215.5025.5lgC*/(C*-Ct)00.06900.15100.25230.38460.57580.85150.9727SBR充氧时间/min01.112.233.886.839.9615.3918.1327.5lgC*/(C*-Ct)00.07170.15780.26510.40800.62240.96201.13310.30溶解氧Ct/(mg·L-1)01.22.43.64.06.07.07.3 SBBR充氧时间/min00.871.682.523.655.307.829.1027lgC*/(C*-Ct)00.07110.15610.26190.40210.61030.93191.0875SBR充氧时间/min00.982.123.626.439.3514.4417.0127.5lgC*/(C*-Ct)00.07170.15780.26510.40800.62240.96201.13310.40溶解氧Ct/(mg·L-1)01.22.43.64.06.07.07.3 SBBR充氧时间/min00.671.322.023.034.927.408.6427lgC*/(C*-Ct)00.07110.07110.15610.26190.40210.61030.9319SBR充氧时间/min00.781.572.624.756.9010.6712.5627.5lgC*/(C*-Ct)00.07170.15780.26510.40800.62240.96201.1331 表2　 氧传质特性参数计算结果特性参数反应器不同曝气强度(m3/h)的传质特性0.120.180.240.300.40(KLa)20 /min-1SBBR0.06800.11990.14930.21020.2524SBR0.05880.09850.12400.13220.1790EO2 /% SBBR2.853.353.123.523.17SBR2.462.752.602.212.255 结论 　　①SBBR和SBR的(KLa)20值均随着曝气强度的增加而增加。SBBR的(KLa)20 值增长速率要比SBR(KLa)20值是SBR的快1.66倍，当曝气强度为0.3m3/h时，SBBR的(KLa)20值是SBR的1.59倍。 　　②SBR的EO2值随着曝气强度增加而减少，而SBBR刚好相反，其EO2值随着曝气强度的增加而增加。对SBBR反应器来说，增大曝气强度能提高氧转移效率。当曝气强度为0.3m3/h时，SBBR的EO2值也是SBR的1.59倍。SBBR具有更好的氧传质能力和更高的氧转移效率。

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谢谢小山，我确实很喜欢

luxiaoshan

大型SBR工艺启动特点及活性污泥培养驯化

生物处理工艺污水处理厂启动运行，首先需要培养驯化。对于传统工艺和小型污水处理工艺，由于工艺过程分段明显，可较容易实现各单体设施独立运转或重点运转，便于人工控制和重点工艺运行参数的调整，为活性污泥的培养驯化创造理想环境条件，达到快速培养驯化的目的。近年来SBR工艺在我国迅速兴起，特别已经开始在大型城市污水处理厂应用。由于生物处理过程全部在一个池中进行，并在调整工艺参数时受自控水平较高的限制，个别参数的调整会影响整个自控系统的稳定，按传统活性污泥工艺培养驯化可能会遇到困难，国内没有成熟的经验。本文仅以天津经济技术开发区污水处理厂SBRDATLAT工艺启动活性污泥培养驯化的工作体会以及工艺特点总结如下。 一 设计规范问题 　　天津TEDA污水处理厂处理开发区全部工业废水和生活污水。服务面积2.2万平方公里。服务人口20万，服务工厂3800多个。污水处理厂占地6.7公顷。 （一）主要设计参数： 　　设计平均日流量 　　10万吨 　　高峰回流量 　　　　10万吨 　　进水CODcr 　　　　 400mg/l 　 　BOD5　　　　　　　150mg/l 　　　SS　　　　　　　 200mg/l 　　出水CODcr　　　　　120mg/l 　　 BOD5　　　　　　　30mg/l 　　　SS　　　　　　　 30mg/l 　　污水生物处理法采用SBR法DAT-IAT工艺。经过处理的出水，经北排明渠排入渤海。 (二）工艺流程 主要工艺构筑物与设备 　1.粗格栅两台（一用一备），栅间距15mm。 　2.进水泵六台（四用两备），淹没式潜水泵，水泵名牌额定流量0.29m3/S。 　3.细格栅两台（一用一备），阶梯格栅。 　4.钟式（Jones）沉砂池两座（一用一备），池直径6.5m。 　5.巴氏计量槽一座，槽宽1.25m。经超声波流量计计量流量后，由配水井将进水均匀分配进入SBR反应池。 　6.SBR反应池。污水处理厂生物处理核心工艺，共6组SBR反应池，每组有效尺寸长×宽×深=80.0×32.0×4.3m3。每组地由DAT（需氧地）和IAT（间歇曝气池）串连组成。 　进水→粗格栅→进水泵→细格栅→旋流除砂池→巴氏计量槽→DAT/IAT 　 ↓加氯　　　　　　　↓SBR反应池 　　→出水泵→排放出水→贮泥池→污泥脱水机→泥饼外运 　　每组SBR池中安装的主要设备有： 　　①回流污泥泵两台，流量Q=0.55—0.60m3/时，回流率400%。 　　②剩余活性污泥泵1台，流量Q=100m3/时。 　　③膜片式可变孔微孔曝气器3300个。 　　④虹吸式滗水器3台。 　　7.高速享心鼓风机。共四台（三用一备）。出风导向叶片调整供气量。供风量8000—18000m3/时。 　　8.加氯机两台。加氯量5.6g/s，设计按夏季高温季节三个月加氯，一般季节不加氯。 　　9.出水泵六台（四用两备），淹没式潜水泵，出水排入蓟运河入海口。 　　10.剩余污泥贮泥池两座。交替使用，每池长×宽×高=50.0×50.0×4.3m3，每个池设滗水器一台。 　　11.污泥脱水机三台。转鼓预脱水带式压滤一体化脱水机。 二 活性污泥培养驯化期间进水水质 　　天津开发区污水处理厂自3月1日启动活性污泥培养驯化工作，最初两个月进水水质汇总如下： 　　BOD5平均77.4mg/L(41.8—114mg/L) 　　CODcr平均220mg/L(107—298mg/L) 　　BOD与COD比值0.340(0.0170—0.486) 　　SS平均68.6mg/L(27.0—194mg/L) 　　总氮平均15.0mg/L(11.6—31.1mg/L) 　　磷酸盐平均1.27mg/L(0.78—2.06mg/L) 　　氯化物平均1825mg/L(876—2975mg/L) 　　全盐量3000—4000mg/L 　　从进水水质化验分析数据，我们得出以下初步结论： 　　1.BOD/COD比值低。平均BOD/COD仅为0.340，属于难生物降解城市污水水质。根据有关部门统计本地区工业废水占80%左右，生活污水占比例极小，大量工厂排出一定量不可生化降解的有机物，给现在工艺条件生物降解带来一定难度。 　　2.TEDA污水处理厂进水中氮、磷含量极低，平均值BOD5：总氮：磷酸盐=100:19.4:1.64，也说明TEDA污水处理厂进水生活污水所占比例极小。①这种比例勉强维持生物处理对氮磷营养的需求。②在这种条件下，目前本厂出水氮、磷含量基本已符合新制定国家综合排放标准。依据以上原因，我们没有安排对出不氮磷含量的分析与监测。 　　3、TEDA污水处理厂进水中以BOD5、CODcr为代表的有机的含量较低。平均BOD5比设计低48.4%，平均CODcr比设计低44.9%。分析认为该污水采用生物处理：①活性污泥增殖较慢，培养驯化周期较长。有关资料认为当进水BOD＜70—80mg/L时已经不适宜采用活性污泥法。②有机物含量低，处理单位体积水量所消耗的能量比设计低，去除单位重量有机物所消耗的能量比设计高。③预计TEDA污水处理厂产生的污泥量比设计要少。④这种污水处理达到排放标准的工艺去除率可能较低。 　　4.TEDA污水处理厂进水中氯离子、全盐量含量较高，微生物需要有一定适应时间和过程，增加了活性泥培养工作的难度，培养驯化周期可能较长。 三 活性污泥培养驯化的实施 　　天津TEDA污水处理厂自3月1日启动实施活性污泥的培养驯化的工作，在1#、2#、3#SBR反应池进行。 　　按照采取的技术措施的不同，将整个过程分为三个阶段。 　　第一阶段：3月1日—3月16日。按照 开发区实际流量，实际进水水质培养活性污泥。主要考察运行系统的能力是否符合设计要求，设备实际运行状况是否符合运行参数，以及工艺运行各个环节是否能够相互匹配，同时摸索开发区进水水质的实际规律，分析在现有水质特点的情况下可能对培养活性污泥造成的不利影响及如何就此采取相应的技术措施。 　　第二阶段：3月17日—4月28日。总结前一阶段工作，针对开发区污水处理厂进水中有机物浓度偏低，微生物营养匮乏，导致活性污泥增殖缓慢的情况，从4月17日至4月21日连续6天平均每天投加5车（5吨装载量）粪便永。活性污泥培养运行工艺不变。在进水泵井中投加粪便水，经进厂污水稀释后，泵入沉砂池，随后进入1#、2#、3#SBR反应池。 　　第三阶段：投加菌种。经过观察，投加粪便水后活性污泥量和污泥活性仍增长较慢，一时我们还很难弄清在SBRDAT-IAT工艺条件下，高盐分低有机负荷活性污泥培养的规律，决定进一步投加菌种，加快污泥增长速度。选择1#和3#反应地投入新菌种，2#池不投加。实验目的有两点：其一是集中使用菌种以期达到由量变到质变的活性污泥增长速度。其二是比较投加菌种之间的效果是否会产生一个飞跃，同时考察不投加菌种靠现有环境条件大致需要多长时间可将活性污泥培养成与投加菌种后相当的污泥量和污泥活性。 　　3月30日投加菌种。菌种来源于天津市纪庄子污水处理厂的厌氧脱水污泥饼，共计430袋，约有10250公斤。平均分配于1#和3#SBR中。经4月1日至7日的观察分析，1#和3#池活性污泥量增加明显。1周后2#反应池活性污泥量也接近1#和3#的水平，而且污泥活性还略高于1#和3#反应池。 　　特别强调的是：4月22日SBR工艺程序控制自动化系统投入使用。在此之前，工艺调度与操作，包括阀门的启毕与调节，全部由人工操作，不仅劳动强度大，由于条件限制，基本是白天进水曝气，夜间停止进水，停止曝气，静止沉淀后，排出上清液。程序控制和自控系统投入使用，基本按照实际全额流量进水培养，类似于满载（连续操作式全流量）活性污泥培养。与正常运行之间的主要差异是培养期间不排泥。这种方法，初期出水水质很差，但是随着污泥活性的增强和污泥量的增加，出水水质不断得到改善。 四 活性污泥培养驯化的成熟过程 　　我们综合生物镜检，活性污泥增殖和水南处理效果，以及工艺运转状况简单总结整个活性污泥培养驯化过程。 　　活性污泥培养阶段一节已经说明，3月1日—16日，活性污泥增殖非常缓慢。针对进水有机物含量低的进水水质特点，3月17日—21日，投加粪便水以提高进水BOD浓度，经监测与观察，污泥活性和污泥浓度无显著变化。技术研讨中我们一致认为，在这一阶段，自动控制与计算机程序系统不能投入运行，只能采用人工手动方式完成工艺运行的控制与操作。为保证职工安全，在本阶段白天进水、曝气；晚19：00左右停止进水，停止曝气。这种运行方式，不论在有机物营养方面，还是供氧呼吸方面都不能为微生物提供稳定增长的环境。 　　针对原因与问题，我们加快工作步伐，采取两项技术措施。①3月22日计算机程序系统自动控制系统投入运行，以后又经过几次调整，该系统日趋完善，基本具备稳定运行条件。②引入外来菌种增加污泥数量。4月30日投加天津纪庄子污水处理厂厌氧消化后脱水泥饼。 　　实施上述两项技术措施，极大加快了活性污泥培养驯化的步伐。大约1周以后三个反应地运转状态明显好转。 　　1.自4月初开始，出水水质改善。4月2日—7日，三个反应地出水混合水样BOD5为9.1—22.3mg/L，CODcr为49—82mg/L；出水水质清澈透明，感观极好。其中以2#池水质最好。 　　2.污泥量明显增加。4月3日—4日，首先3#SBRDAT和IAT池污泥30分钟沉降比（SV）由原来2%增加至7—8%。三、四天以后，2#SBR池也紧随其后，“自然”增殖与3#池相当数值。4月8日—10日各池MLSS分别达到1500—2000mg/L左右。 　　3、污泥质量得到改善。伴随污泥外观由黑色逐渐转变为土色，生物镜检结果：菌胶团密实，豆形虫、滴虫等游离生物逐渐减少，钟虫数量由少迅速增多，累枝虫突然大量出现。各SBR生物相变化规律基本相同，但步伐并不一致。2#SBR池（没投加厌氧污泥首先转好，2—3天后，3#SBR池紧随其后；大约1周后，1#池逐渐达到2#、3#池水平和状态。 　　从以上三方面分析，我们认为本系统活性污泥基本培养驯化成熟，工艺基本达到稳定运行的条件。 　　4、工艺运行主要技术参数。在我们认为的工艺运行基本稳定期间：（4月1日—26日） 　　进水水量50000—60000m3/d，水温15摄氏度左右。 　　进水 　　BOD5=77mg/L(42—114mg/l) 　　　　　　　CODcr=220mg/L(107—298mg/L) 　　　　　　　SS=69mg/L(27—194mgh) 　　出水　　　BOD5=17mg/L(7—27mg/L) 　　　　　　　CODcr=110mg/L(54—155mg/L) 　　　　　　　SS=16mg/L(16—35mg/L) 　　去除率　　BOD5=76.3%(56—89%) 　　　　　　　CODcr=53.8%（28—72%） 　　　　　　　SS=67.8%(39—91%) 　　特别值得我们注意：不论是接种的1#和3#反应池，还是不接种的2#反应池，污泥指数一般都在50以下，尤其3#池最高SVI只有40ml/g。 　　5.故障与对策。4月13日—14日，发现出水中有肉眼可见白色絮状飘浮物，基本不沉淀。 　　我们相应采取两项对策：一是排除剩余污泥，排泥大约1500m3，污泥浓度MLSS为200mg/L左右；二是增加供气量，鼓风机开启度由25%调整至40%左右。两天以后工艺运行状态得到改善，出水水质清澈，悬浮物显著减少。以后没有再排泥，鼓风机持续在调整后状态运行。 　　由污泥浓度低，污泥量严重不足，到开始排除剩余活性污泥，也证明了活性污泥基本培养驯化成熟。 　　五 初步体会 　　（一）大型SBR工艺启动和活性污泥培养方法。 　　活性污泥培养驯化的方法有多种： 　　1.间歇投水培养。 　　2.阶段培养。 　　3.满载培养。 　　4.接种培养。 　　对于普通活性污泥法可以采用任一种方法均可达到活性污泥培养成熟，工艺稳定运行的目的。 　　大型SBR工艺有其独特的特点：①运行程序化。②工作水位滗水水位受到设备的严格限制。比如本厂SBR反应池最高液位水深4.3m左右；最低工作池为水深3.8m左右，滗水液位仅0.5m左右。③人工操作控制非常繁杂，可以认为无法进行手动人工操作。 　　由于这些原因，特别是进水BOD浓度较低的城市污水，SBR工艺不宜采用间歇投水方法和阶段培养方法。 　　适当的方法是： 　　1.在活性污泥培养驯化之前，首先完善SBR工艺程序系统和自动化系统并投入使用。 　　2.大型SBR工艺，活性污泥培养驯化适宜采用满载（连续操作式全流量）培养方法，即按照实际全额流量进水培养。 　　3.为加快活性污泥培养，可采用二项技术强化措施。一是增加进水BOD浓度，如投加粪便水使活性污泥尽快增殖。二是控制曝气量和曝气时间，既不同的进展阶段随着活性污泥量增加和污泥活性的增强，调整曝气强度，在防止供养不足的同时，更要注意污泥过氧化。 （二）SBR工艺活性污泥的特点 　　与普通活性污泥法相比，SBR工艺的主要特点是一沉池、曝气池、二沉地集于一体。工艺的特点决定了活性污泥的特点。 　　1.由于不设一沉池，SBR工艺活性污泥中挥发性悬浮固体（MLVSS）占比例低。TEDA污水处理厂一般MLVSS/MLSS在50%左右。 　　2.由于MLVSS占比例少，SBR反应池活性污泥指数（SVI30）较低。TEDA污水处理厂SVI30一般在50—70%左右。 　　（三）SBR工艺曝气特点 　　1.在普通活性污泥法中曝气系统的曝气强度主要取决于向微生物供氧，当满足微生物需求时，一般即可满足了污泥混合搅拌的强度和要求，但是在SBR反应池中略有差别。在TEDA污水处理厂当曝气量减少到某一强度，沿曝气池水深方向溶解氧浓度显著差别的现象，说明了曝气强度小产生污泥分层现象。 　　2.同时由于SBR反应池工作水深随工艺周期交替变化，低水位和高水位运行时，空气管道工作压力显然变化。在这种变化过程中曝气，应设定自动调整系统，随着工作水深变化调节曝气阀门，即空气管路压力，以相对恒定SBR反应 池中曝气强度。

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luxiaoshan

SBR工艺的自动化控制

SBR法是序批式活性污泥法［Sequencing Batch Reactor］的简称。该工艺在1914年就面世了，但是由于该工艺的操作过程比较繁琐，与其它工艺相比较SBR所需控制的参变量较多，对仪表的精度和可靠性有较高的要求，而当时的自动化控制水平很低，也不可能有精度和可靠性都较高的仪表，限制了SBR工艺的发展和推广。随着科学技术的迅猛发展，特别是自动化水平的提高，对污水处理过程进行全自动化的管理和监控成为可能，所以SBR法近年来得到迅速的推广。在国内，SBR工艺的应用还不多见，其工艺过程和原理并不十分复杂，但对过程控制的各种参数要求很高，对仪表的稳定性和准确性有一定的要求。

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　　天津经济技术开发区污水处理厂采用SBR工艺中的DAT-IAT法，日处理污水十万吨，它是一种连续进水、间歇曝气、间歇排水的工艺，整个污水厂实行集中控制，分散管理的方式。它把管理层和控制层分开，降低误操作对整个工艺的影响，增加了系统运行的可靠性。 　　开发区污水处理厂在控制方面实行三级管理。第一级为互为热备的两台主机，确实保证整个控制过程的连续性和安全性。两台主机的基本任务是对整个工艺过程进行实时监控，显示设备的运行状态，修改部分工艺参数，对报警和各种报表的自动记录和打印，关健数据的历史记录的保存，各种参数的瞬时和历史曲线的显示，第二级为现场控制站，它是由水区、泥区、模拟屏三个PLC构成，分别对水区、泥区的信号进行采集和控制。第三级为就地控制级，是分布全厂的四个马达控制中心。 　　污水流入厂内的第一道工序是粗格栅，对粗格棚的控制有两种方式，一种为时间控制，另一种为液位控制，通过粗格栅前后的超声波液位计计算差值，运行方式的选择在上位机进行。与粗格栅相配合动作的还有螺旋压榨机，把粗格栅清除的污物压挤打包，与粗格栅同步起动，但停止时间滞后于粗格栅半分钟。污水经由格栅进入进水泵房，进水泵房有六台潜水泵，由于开发区污水厂地处工业区，水量的供应极不平衡，变化系数比较大，这就需根据进水泵房超声波液位计反馈的水位信号来起动进水泵的台数，按照先开先停，后开后停，优先起动累计运行时间最短的原则来控制进水泵的起停，并设有液位超高报警和泵的干运转保护。为了避免进水泵的频繁起停，每台泵起停前均有两分钟的延时，以消除瞬间干扰，并且单台每小时起动次数不得高于五次，每台泵都有温度和湿度的保护，信号直接传给PLC。污水经提升后进入细格栅，对于细格棚的控制与粗格栅完全相同，这里不再赘述。 　　污水经由细格栅进入对称的两座钟式沉砂池，每座钟式沉砂池内置一带变频装置的搅拌器，通过调节变频器，改变搅拌的速度，以达到工艺要求的最佳点。钟式沉砂地采用旋流方式清除大的无机颗粒，由安装在沉砂池底部的砂泵打出。上面的污水则由巴式计量槽进入配水井，在计量槽上安装有PH计、温度计、流量计，当测得的PH值低于5.5或高于8.5时，立刻关闭进水阀门，以保护反应池中的活性污泥。在配水井前有六个淹没式配水堰，控制进入各组反应地的水量。我厂共有六组SBR反应地，每组又分为两段，即DAT池和IAT池，如下图所示：

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　　在DAT和IAT的地底设置微孔曝气器，DAT池内装有溶解氧仪、污泥浓度计，IAT池有溶解氧仪、污泥回流泵、剩余污泥泵，在DAT和IAT池上的空气支管分别装有空气调节阀。其工艺控制过程如下：DAT和IAT的曝气由空气调节阀控制，而空气调节阀的开起度与溶解氧仪反馈的信号有关，溶解氧的设定根据水质、水的温度等情况在上位机设置。当DAT污泥浓度低于设定值时，回流污泥泵起动，把活性污泥从IAT打到DAT池，当高于设定值时，剩余污泥泵起动，把活性污泥从IAT打到储泥地中。回流污泥泵、剩余污泥泵均在IAT曝气时起动，对它们的控制分为时间控制和仪表控制两种，仪表一但有问题就改成时间控制。滗水过程是由气锁虹吸式滗水器完成的，由安装在滗水器排气管上的电磁阀来控制排水和结束。DAT为连续爆气过程，IAT有三个周期，即曝气、沉淀、滗水各一个小时，由于受到进水的不规律性和出水泵能力的限制，影响反应周期的正常运行，这些问题在PLC编程中得到充分的考虑。正常情况下，六组池子日处理污水十万吨，为了避免六组池子同时滗水，把它们分成三组，间隔为一小时，即1-4、2-5、3-6相互间隔一个周期，对应每一组反应池，都设有一个软开关，控制该组反应地是否投入运行，用以根据水量确定投入的池子数和利于以后对池子的检修方便。以上的设置在上位机完成。同时我们还考虑到对一些特殊情况的处置，假如进水水量过小或断流，虽到了滗水周期，但由于反应池水位低而无法进行滗水，则这组池子的滗水自动延时二十分钟，同时在上位机上作出滗水延时的报警。若延时二十分钟后仍没到滗水水位，滗水周期取消，改为继续沉淀，等待下一个周期的到来。若到了滗水水位，则执行滗水程序，延长的时间计算在下面的曝气时间内，即缩短了下一个周期的曝气时间，使以后的周期能够正常进行。这样就会出现另外一个问题，随着污水的不断流入或许没到下一个滗水周期，但对于这组池子而言已到了滗水水位，则部分污水由溢流管排出。在任一时刻，只允许两个池子滗水。以上的控制由水区PLC完成。通过以上的控制确保生产的连续运营，同时增强了自控对一些特殊情况的应变能力。 　　出水泵的控制与进水泵的相同。在出水之前还有最后一道工序——加氯消毒，一般仅在夏季，由于细菌、病菌的增多，需对处理完的污水进一步消毒，加氯是由加氯机自动完成，其本身自成一套系统，只对外传送状态信号，并有漏氯报警和漏氯吸收装置。 　　鼓风机是污水厂的心脏，我厂共有四台丹麦HV-TURBO产的KA22S—GL225型鼓风机，单机的能力为18000立方米/小时。每台单机都有一小型PLC，对单机的运行环境、运行状况和准备工作进行监控，并能自动报警停机。此外还有一主控盘，负责四台联机时的控制。主控盘的作用可以分为两部份，一是负责设置鼓风机的起停顺序，另一部份为PI调解器，可以在其上设置所要求的空气管道压力值。每台风机的操作可分为手动和联动，手动时，可手动调整出口导叶的角度；当四台联机时，由主控盘依据先前设定好的次序起动鼓风机，根据需要起动鼓风机的台数。通过在鼓风机主控盘上的PI调节器，对设定压力值和空气主管上的压力计反馈信号进行比较，调节出口导叶片的角度，以确保压力的均衡。当压力不足需再起动鼓风机时，在起动过程中，先将前一台的开起度降低，同时起动后一台，待后一台完全起动后，出口导叶片的开起度自动打到零位，根据需要增加前一台的开起度，假若打到全开还不够，则再增加后一台的开起度，以防止压力波动太大。鼓风机自成一套系统，无须人为干涉，并对外传送鼓风机的状态信号和报警信号。 　　对于泥处理其自动控制相对于水的就简单多了。剩余污泥泵把活性污泥从IAT打到储泥地，储泥地内有大孔振动曝气器，防止活性污泥的厌氧。储泥地有起落式滗水器，当活性污泥达到要求液位，停止曝气开始沉淀，一小时后，起落式滗水器根据污泥界面计的值下潜，滗掉储泥地的上清液，滗水完毕拉起滗水器。由潜水污泥泵打入脱水机房，在脱水机房污泥与高分子絮凝剂混合进人脱水机。机房内共有三台德国ROEDIGER公司产的脱水机，经过旋转预脱水和带式滤布传送，圆辊的挤压，把泥浆压挤成泥饼运出厂区。 　　整个泥区由泥区PLC控制，剩下的都由水区PLC完成。泥区共有模拟量四点，数字量二百多点，水区共有模拟量近八十点，数字量五百多点。水区的为SIMATIC的S7-400，泥区和模拟屏的为S7-30O。模拟屏PLC只是接收水区、泥区的信号，并输出给模拟屏。PLC具有很强的抗干扰能力和很高的稳定性，水区、泥区在上位机或总线出现故障时，仍能完成各自的任务，确保工厂的运行。 　　各现场控制站和中控室的上位机用通讯缆连在一起，构成总线型的拓扑结构，采用SIMATIC的SINECL2组网方式。上位机通过SINECCP5412通讯处理器与总线相连，它是上位机与L2通讯的接口。上位机采用美国Intllution的FIX32数据监控和采集软件，一台为运行版，一台为开发版。Intllution公司是世界知名的工业控制方面的专业软件公司，其设计理念十分贴近工业自控的实际。FIX是以WINDOW NT为操作平台，其以DRAW、VIEW、DATABASE三个部分为核心，用DRAW设计工厂的工艺流程和所需控制的设备仪表等人机界面，它有丰富的图集以共使用；用VIEW完成数据连接，显示工艺流程、仪表数据和设备的实时状态，各种数据的存取以DATABASE为中心。其中对于整个工艺而言部分经常需改动的参数直接可在上位进行修改。围绕上述功能块，对报警进行打印和储存，通过DDE SERVER，使用EXCEL对重要的数据进行记录和生成日报表，并打印所需报表。 　　通过对全过程的监控，实现了整个工厂的全自动化运行，大大提高了生产的稳定性和连续性，减少了由于人为的因素而带来的干扰，大大地减轻了劳动强度。 　　随着计算机和网络的飞速发展，自动控制的技术也正在迅猛发展。在我们所引进的自控仪表中，有部分额外附带具有HART协议的智能化仪表，HART［Highway Addressable Remote Transducer］协议最初由美国Rosemount公司开发，HART协议采用FSK技术，它在模拟信号上叠加数字信号，使用OSI的1、2、7三层。如今除了HART之外，还有PROFIBUS、CAN、FF等几种应用范围较广的影响较大的现场总线技术。这些智能仪表都带有微处理芯片，这就使它们有了一定的计算能力，同时还具有通讯能力，它们不再依靠控制室的计算机或PLC的控制，不仅能输出4-20mA的模拟信号，还能输出数字信号，这就能使之直接连入网络，成为一个节点。这种网络就是目前自动控制领域现在和未来的发展趋势——现场总线。现场总线控制系统是把各种控制仪表用双绞线连在一起，按照标准化、公开化的通讯协议，形成的一个底层的控制网络。它是继DCS系统后的新一代控制系统，打破了集散系统专用的闭锁的框子，在标准化、公开化的通讯协议下，把不同厂家的不同设备连在一起。极大的提高了系统的分散度，简化了系统的结构，提高了系统的安全性，最大限度的降低故障的影响范围。随着社会的发展，几种应用范围较广影响较大的现场总线技术必将会有一个统一的规范和标准，从而真正形成一个高度开放的互连系统。 　　随着科学技术的发展和社会对环保的重视，必将有更多的新技术广泛地应用到污水处理行业，使污水处理行业有更大的发展。

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莲花味精集团污水处理厂SBR自控系统(精华)

河南莲花味精集团污水处理厂采用厌氧加好氧处理工艺，其中好氧部分采用SBR法处理。SBR是处理高浓度有机废水的理想途径之一，该法克服了常规好氧法处理高浓度有机废水能耗高、稀释水量大、占地面积大等缺陷，可实现高浓度进水、高容积负荷、高去除率，具有污泥性能好、耐冲击负荷、出水水质好、污泥产率小、氧利用率高、运行费用低、减少占地等优点。 　　 该厂采用8个SBR池，处理污水量为7450t/d，尺寸为L×B×H＝25m×21m×5m。以12h为一个运行周期，其中进水、搅拌1 h，曝气8.5h，沉淀1h，排水1h，待机(闲置)0.5h。8个池子按依次滞后1.5h的时间间隔顺序进行。 1 系统硬件结构 　　SBR自动控制系统由监控管理计算机(上位机)、可编程序控制器(PLC)、电气控制柜、现场执行机构及现场监测仪表组成。控制系统如图1。

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　　8个SBR反应池严格按照一定的时间顺序依次完成进水→曝气→沉淀→排水→(排泥)等一系列过程，对应于不同的工段每个池子分别设有进水阀、进气阀、搅拌泵、滗水器、排泥泵以完成不同的功能。对于这样一个顺序性、周期性很强的逻辑操作系统，使用PLC是最明智的选择。 　　PLC以继电器逻辑控制为基础，逐步发展成为既有逻辑控制又有计时、计数、分支程序、数值计算等功能。其工作稳定、可靠、抗干扰能力强、控制灵活、编程容易、体积小、质量轻、功耗低、安装简单、运行方便、性能价格比高，且可与现场信息输出直接联结，广泛应用于污水处理系统。 　　根据PLC以上特点，考虑到工艺控制要求及SBR控制系统中开关量输入/输出多、模拟量较少和整个系统的运行速度，选定OMRON，C 200 HS可编程序控制器，这种控制器指令丰富，处理速度快，柔性好，功能多，且可提供多种多样的智能I/O单元，能适合本系统的应用。 　　PLC系统的硬件配置见表1。 表1 PLC基本配置 名称 规格及型号 数量 CPU单元 C200HS-CPU21-E 1块 底板 C200H-BC101-V2 3块 电源 C200H-PS221 2块 连接电缆 C200H-CN311 2块 16路继电器输出单元 C200H-OC225 8块 16路输入单元 C200H-ID212 16块 8路模拟量输入单元 C200H-AD002 3块 编程接口 SSS 1块 存储器单元 C200HS-ME16K 1块 手持式编程器 C200H-PR027-E 1块 编程器电缆 C200H-CN222 1块 　　本系统PLC控制柜与上位机在同一控制室内，通讯距离＜10 m，对于这种通讯距离较近的情况，双方可直接采用RS--232C标准进行通讯，理论上当波特率为9 600时，通讯距离在15.23 m之内，其误码畸变率按4%考虑。实际应用中的通讯距离达120 m,使用RS--232C标准通讯非常可靠。 　　PLC在某种意义上讲只是一种控制器，换句话说在SBR时序控制系统中它是一种功能更强的集成化高速继电器控制装置，故其虽有灵活的一面，也有死板的一面，特别是在人机操作界面方面显得无能为力。 　　随着4C技术(computer、control、communication、CRT)及监控软件的发展，使用上位机监控管理系统已成为大中型控制系统的流行趋势，以PC机作为上位机应用于控制系统中能提供一种良好的人机界面，减轻操作人员的负担，提高管理水平。 　　PLC全部I/O模块的馈线都来自电气控制柜，每个SBR池对应一个电气控制柜，每个电气控制柜包括相应池内6台设备的一次回路和二次回路的全部器件，直接采集现场电气设备的信号。手动/自动的切换通过电气柜盘面的主令开关来完成。 　　在电气控制柜中，对PLC的输入均为AC220 V中间继电器的无源触点，PLC向电气柜输出DC24 V电压控制信号，实现对各电气设备的控制，保证各输入、输出的相对独立，使控制系统长期安全运行，而开关量的信号电源由PLC柜内DC24 V稳压电源提供。 　　反映工艺设备的开关量信号主要分为以下三类：第一类是运行信号，由主回路中接触器的分、合状态决定，并由相应的中间继电器的常开触点给出；第二类是自动/手动状态信号，由手动/自动转换开关决定，并由相应中间继电器的常开触点给出；第三类是正常/故障信号，为综合故障信号，包括过载、过流、超限及水泵超温等。对电动阀门和滗水器又增加了开(上升)到位、关(下降)到位，对滗水器增加一个步进排水信号，这些信号均由设备的故障触点串联后由一个中间继电器的常闭触点给出，使中心控制室的操作人员对现场设备的运行情况一目了然。 　　SBR工艺的关键是时序控制，仪表主要用于系统的监测。在SBR好氧段的重要工艺段设置了流量仪表、液位仪表和溶解氧测量仪。鼓风机管道出口空气流量的测量采用插入式涡街流量计。 2 系统的软件设计 　　SBR自控系统的软件设计是整个系统正常运行的核心，一套理想的软件不只限于满足工艺要求，而且要考虑到现场出现的各种特殊情况，因此必须可靠、实用、易修改。 2.1 软件编制 　　软件编制的主要依据为工艺提供的控制时序，对于进水时间、曝气时间、沉淀时间、排水时间均可由上位机任意设定，但四个工艺段的时间之和必需介于7～11.6 h，否则所设定的工艺时间无效，PLC仍按原设定执行。8个SBR池的各段工艺过程及其执行时间均严格按时序进行，每个池子的任何设备在任何时刻均可通过电气柜上的手动/自动转换开关改变其状态，但均不能改变PLC所设定的工作时序，且一旦切入自动状态后便进入PLC所设定的时序。 　　滗水器的工作周期完全由PLC按时间控制，在第一次下降一个大行程(时间为23 s)，以后每次下降4 s，停留排水时间15 min，直至下降到位。如果在一个周期(12 h)结束时仍没有下降到位或无下降到位信号，且滗水器处于自动状态，PLC将在周期结束前驱动滗水器上升复位。 　　控制柜上的8个切换开关仅限用于全部复位重新启动时决定由哪个池子开始投入自动循环，平时不可轻易扳动，一旦扳动某一开关，其对应池子的工艺过程将全部停止，只有等到下一次进水周期方可重新进入PLC自动控制的行列。 　　现场电气设备的工作状态均送上位机显示。 2.2 软件的特点 　　① 本控制系统严格按照时序，按顺序工作。 　　② 允许以任意一个池子作为重新启动的开始，所有参加复位的池子(在复位时其电气柜相应的手动/自动开关处于自动位置)在复位时各设备将自动恢复到复位状态(进水阀、进气阀关闭，搅拌泵停止，滗水器上升)。 　　③ 允许在工作过程中任意进行手、自动切换且不影响工作时序。 　　④ 具有动作超时、过载报警等功能，具有断电时自动保护断点，在重新上电时由断点继续执行程序的功能。 2.3 软件的设计思想 　　编制软件时，要从用户的实际情况出发，尽量作到功能全面，画面简洁易读，操作方便，使操作员易于掌握。 　　上位机的软件编制采用MS-DOS环境下的GOOD-HELPER通用组态式工业控制软件包，该软件包提供了从组态到显示、操作控制的整套功能，支持通用键盘，采用后台通讯的方式保证了数据的实时性，前台运行图形及报表程序、全汉化的工作界面、“所见即得”的控制组。 　　整个监控软件包括以下的组态过程：系统设计→系统参数组态→通讯组态→图形菜单组态→图形编辑→图形动态→文本编辑→报表显示→故障报警组态→同类数据存在盘组态→历史报表组态→标度变换组态→定时打印组态→报表统计等。整个系统主菜单包括流程图A，汇总表B，超势图C和设定参数D，查询菜单下可进行故障记录、历史趋势等的在线查询，报表菜单可定时打印各班的报表，文件管理菜单中可进行文件的列表、拷贝、打印、删除等工作，变量表中列出了所有四种(公式变量、模拟变量、开关量、字符串变量)类型变量的当前值，可在系统调试时起帮助作用。 3 SBR系统的抗干扰措施 3.1 电源系统 　　为阻止空间电磁干扰，在设计系统时将PLC安装于铁质的仪表柜中，起到一定的屏蔽作用。? 　　本系统独立供电，直接从低压配电母线供电，在电源进入SBR控制系统之前加2 000 W的稳压电源，具有双向抗干扰功能，能滤除电网各种脉冲和浪涌电压，稳压范围达120～300 V。并将UPS(2 000 W)与上位机联接，一旦供电系统中断，UPS电源的电池组经逆变输出交流电，使上位机有一定时间进行数据处理，以便得电后正常工作，提高了整个系统的可靠性。 3.2 设置阻容吸收回路 　　在SBR控制系统中，由于现场电气设备较多，而且PLC的I/O信号均由继电器的无源触点给出，大量的继电器被用于控制系统中，加上现场条件较差，灵敏度较高(吸合电压较低)的继电器本身受到线路布线的影响而产生误动作。为此，考虑在继电器线圈两端并联RC吸收回路(如图2)，其中电阻值可在100～1 000 Ω之间，电容在0.03～1 μF之间选用，但须注意电阻的阻值和电容耐压要有余量。实践证明这是一种简单有效的方法。 3.3 过程通道的抗干扰 　　过程通道指前向接口和后向接口与PLC之间进行信息传输的路径。在过程通道中长线传输的干扰是主要因素，当系统的主频为4 MHz，传输线长度＞0.3m时，即成为长线传输。为保证长线传输的可靠性，采取的措施有光电耦合隔离、电流传输和双绞线传输等。

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4 结论 　　莲花味精集团污水处理工程自动控制系统已完成从设计到施工、安装、调试直至最后投入正式运行的全部工作。该系统不仅按污水处理工艺要求达到了自动控制的目的，而且保证污水达标排放。总结起来具有以下特点： 　　① 系统设计合理，PLC、上位机、电气柜、仪表的选型注意从先进性、稳定性、可靠性出发，同时兼顾经济性，使整套控制系统在保证长期安全运行的基础上，价格达到最低。 　　② 本系统以PLC为核心，完成对SBR反应池的自动控制，在软件编制方面严格按工艺时序要求，全面考虑了现场在出现特殊情况下程序连续运行，与以往污水厂自控系统以监测为主的情况有本质的区别。 　　③ 监测管理计算机实时监测整个系统，工艺流程图生动形象，操作人员一目了然地了解现场工艺、电气设备的运行状况，并根据工艺情况随时在线修改参数。 　　④ 系统具有很强的抗干扰性，无论从计算机电源系统还是硬件的选择到电缆的敷设接地等都充分考虑此问题，因此稳定性好、可靠性高，大大减轻了工人的劳动强度，每班操作人数从5人降低到2人。

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污水处理厂SBR法工艺自动化管理系统 　　1　前言 　　污水厂的管理目前大都停留在经验决策阶段，因此污水处理质量极大程度上受管理人员素质的制约。随着污水处理水质要求的日趋严格，污水处理工艺过程更趋复杂，控制要求越来越高，管理水平将是污水处理事业进一步发展的障碍之一。近年来从国外引进设备的污水厂基本上都采用计算机管理，一般都取得了较好的效果。本文就污水处理厂SBR法工艺自动化作些探讨。 　　1.1微机自动化管理系统的设计 　　目前国际上普遍采用的自动化管理系统一般都采用这一模式： 　　人←→计算机←→PLC←→现场设备 　　PLC是这一模式中的关键设备，PLC中事先已输入工艺运行的程序，PLC可以根据工艺参数按运行模式自动监控、运行设备。计算机在这一模式中起三个作用：①实时显示运行工况。②实时向PLC传送调整设备运行状态的指令。③建立数据库，储存记录运行中各参数、指标等资料。人可以通过计算机随时改变工艺运行的模式。PLC根据工艺运行的模式自动调整设备的运行，并对工况运行的数据库加以整理保存。 　　1.2微机自动化控制系统的特点 　　1.2.1将分散在工艺流程上各控制点的监测数据经处理后作为PLC控制的依据。 　　1.2.2将监测的数据作为计算机选择运行模式的依据，实现PLC对各设备有效的、自动的控制。 　　1.2.3计算机实现对全厂运行情况有序的、集中的管理，保证操作人员对整个系统的监控。 　　2　SBR法工艺流程 　　SBR工艺是一种间歇(批式)处理污水的工艺技术，它采用单个反应池通过时间序列来完成进水、反应、沉淀、排水、闲置等功能。 　　在SBR池进水阶段，利用污水进水中所含有机碳源，将上一批反应排水后残留在池内污 水中的硝酸盐氮予以还原，经过一段时间后，开始曝气，在含碳有机物被氧化的同时，先后进行氧化和硝化反应，曝气结束后进行沉淀，然后将上部澄清液排出，并保留部分处理后污水供下一 周期反硝化反应。 　　对于SBR污水处理工艺，管理控制可分为两个层次，它与连续流不同，处理操作需要开、关反应池进水阀门，在预定的进水时间内，根据反应池的充满程序，确定启、停鼓风机、滗水器等一系列操作，这些均需PLC来控制。另外，由于季节变化污水量少、水质浓度的变化，处理效 果需要通过调整周期内时间配置来调节。如出水氨氮过高，则需延长曝气时间，出水NOX-N过高则需增加反硝化时间等，一般可以在PLC内预先设置几套周期配置模式，以便根据实际水量 、水质、水温等因素，在一段时间内选用一种周期模式，或昼夜用不同的周期模式。此外，PLC内还具有意外情况下的处理对策，如突然停电一段时间后，应以何种措施过渡恢复等，这些均是SBR法有别于连续流工艺控制管理的方面。 　　3　PLC硬件的配置 　　污水处理厂进行自动化控制、管理的主要手段是可编程序控制器(PLC)和计算机。自动化管理系统一般都采用分散控制集中管理的模式，即按工艺要求将全厂的控制系统分成若干个单元，每个单元由一台PLC控制，PLC与PLC之间可由专用通讯电缆连接，构成主、 从PLC模式。主PLC与计算机之间有通讯线相连。 　　PLC的配置，首先应当结合工艺、土建解决好PLC的单元布置，主要解决集控室与PLC、PLC与PLC之间的距离问题。各控制单元之间的距离应尽量短。如果各控制单元的距离不大于200米，可采用主、从PLC控制模式，主PLC设在集控室，可通过通讯口与计算机直接连接，从PLC采用专用通讯线与主PLC连接。这种模式较为经济。如果PLC与PLC之间的距离较大，则通讯干扰大，可靠性差，不宜采用上述模式。可以采用具有网络功能的PLC，PLC之间构成一个网络结构并与计算机相连。每个PLC独自控制一个单元，但这一模式的工程造价较高 。 　　4　SBR法工艺自动化控制管理系统 　　4.1设计规模及处理目标 　　进水水质：BOD5=150～3O0mg/l， 　　　　　　　CODcr=250～500mmg/l， 　　　　　　　NH3-N=25～40mg/l。 　　出水水质：BOD5≤20mg/l， 　　　　　　　CODcr≤7Omg/l， 　　　　　　　NH3-N≤15mg/l。 　　日处理量　5000m3/d。 　　4.2　设计原则 　　4.2.1适用于规模较小的城市污水处理，昼夜水量变化大； 　　4.2.2流程简洁，日后水量增长时可改为连续流常规活性污泥法工艺； 　　4.2.3具有较好的脱氮除鳞功能(本例子未考虑脱磷)； 　　4.2.4控制、管理实现自动化，降低能耗，减少运行费用和劳动强度。 　　4.3设备及仪表配制 　　设置二个控制单元：进水泵房单元(PLC1)；鼓风机房单元(PLC2)。集控室与进水泵房单元合在一起。鼓风机房单元电机运行状态可以通过PLC1在模拟屏上显示出来。 　　PLC采用OMRON产品：PCC20OHS。 　　PLC1：D1=128DO=128A1=16AO=0 　　PLC2：D1=128DO=48A1=16AO=0 　　控制室配计算机一台、打印机一台。 　　4.4　　工艺操作系统 　　污水厂的进水泵房部分一般包括入流总闸门及放泄道、格栅、集水池和提升泵。进水总闸门是为了部分进行维修需要而设置，一般情况下不操作，所以一般采用电动阀门就地操作，其工况集中显示。格栅一般采用电动清捞，根据定时或格栅前后的液位差自动运 行。此外，还需配制垃圾皮带输送机或压榨机，整个格栅除污系统采用现场联动操作，集控室显示。在集水池内设浮球开关及液位计，进水泵的开启台数根据集水池液位升降由PLC控制启停。一般SBR不设初沉他。反应池假设为三组，每组容积1600m3，每组反应池设鼓风机二台(30m3/min；20m3/min)，设置浇水器二台(每台流量450m3/h)，设置搅拌机四台。周期设计为进水2小时，曝气4.5小时，沉淀0.75小时，排水0.75小时，整个周期为8小时。 　　1.首先第一组进水，开启第一组进水电动阀门，同时给出信号，进水泵准予启动； 　　2.第一组反应池液位上升至某一设定值时，启动水下搅拌器； 　　3.第一组反应池内液位达到设定最高值时，关闭进水电动阀门； 　　4.鼓风机开启受二个因素制约，一是时间，时间控制主要是反硝化搅拌反应需一定时间；二是液位，进水后反应池充满到一定程序再开鼓风机。二个条件必须同时满足。开启鼓风机的同时，关闭搅拌机； 　　5.鼓风机启动台数需根据反应池溶解氧数值来确定。一般有如下三种方案：方案一 、方案二采用先同时开启两台风机，当溶解氧到达某一设定值后，可改为一台，继续曝气，直到设定曝气时间结束再停机。方案三采用大小风机交替使用，使溶解氧到达某一设定值； 　　6.第一组反应池进水结束后，如第二组反应池已做好进水准备，则打开第二组电动进水阀。如第二组不能进水，则给出信号，停进水泵，等到第二组反应池允许进水时打开电动进水阀，同时启动进水泵； 　　7.在曝气结束前，根据时间设定，打开排泥阀，排反应池混合液，排泥量可通过时间或反应池液位由工艺设计根据泥龄来确定，并可调整； 　　8.停机后开始计时，即反应池进入沉淀阶段。一般沉淀45分钟后即可滗水； 　　9.沉淀阶段结束时，给出信号，开启滗水器。滗水器开启时间主要受液位控制(即排水量要求)，滗水总量(以液位反应)到达后，给出信号关闭滗水器，此时进入闲置期待命，再转入进水期； 　　10.第二、第三个反应池操作也相同； 　　11.当发生停电或其他意外事故使反应池中断工作，再恢复时，由于外管道内积存污水较多，需及时抽送，可选改为人工操作，待正常后再切入自动运行。或由PLC按照事先设定的应急程序操作，再过渡到正常运行； 　　12.由于冬季、夏季水质水量水温的变化，需要调整曝气时间、排泥量、污水排出比等，因此可按照设计要求，形成多套运行周期程序，根据排水水质来选择合适的周期；也可在一天中采用不同周期运行。图四是其中一种运行周期程序。 　　4.5计量监测系统： 　　4.5.1集水池内设上、中、下液位开关及液位计，并设上、下限报警； 　　4.5.2SBR反应池内设上、下液位开关； 　　4.5.3进出水流量，显示瞬时值及积算值，并在计算机内存放，提供日处理量供打印报表； 　　4.5.4在集水井监测进水PH及进水温度，其日最高值和平均值供报表打印； 　　4.5.5鼓风机空气量需计量积算，提供日报表打印； 　　4.5.6SBR池溶解氧供日报表打印； 　　4.5.7排泥量积算并提供日报表打印。 　　5　PLC过程控制 　　 本系统采用两种模式来实行控制。 　　5.1　手动，现场“手动/自动”选择开关切换到手动，可由现场开关直接控制设备，这是最高优先级的控制，在这一模式下，PLC仅对运行状态作监视。 　　5.2　自动，现场“手动/自动”选择开关切换到自动，在这一模式下PLC能根据测量参数自动控制设备的运行。自动模式又可分为2种控制方式，我们在PLC的运行程序中设置了上位机控制方式与PLC控制方式。 　　5.2.1　　上位机控制方式：在计算机上，可以将控制方式切换到上位机控制，这时PLC接收上位机发出的指令，也即我们可以通过计算机直接遥控现场设备。 　　5.2.2PLC控制方式，PLC按上位机设定的运行模式自动控制设备运行，出现故障会及时报警。 　　(1)格栅单元 　　进水闸门现场控制，PLC监视。格栅装置：现场设置格栅、皮带转送机、压榨机联动控制系统，可由现场控制，也可由PLC控制。 　　(2)集水井单元 　　PLC根据液位仪测量值及上、中、下液位开关自动控制泵。关闭泵后须等待10分钟才能启动，以保证泵不频繁启动(紧急启动不受此限制)。在启动、停止过程中，PLC自动检查泵的运行状况，判别是否出现故障并报警。计算机自动记录各泵的运行时间，并使之尽量相等。进水 流量、PH值、温度测量信号经PLC的Ato转换后送计算机显示、存储。 　　(3)SBR池单元 　　溶解氧测量值及上、下液位开关信号送PLC，PLC根据设定的时间参数、上下液位开关信号启闭进水电动阀门和滗水器，计算机自动记录进水、出水时间。 　　(4)应急措施 　　突然停电：计算机会自动检查停电时刻设备运行状况，提示用户紧急处置的步骤、停电时期的注意事项及复电开机的步骤。 　　6　监控及管理界面的开发 　　监控及管理界面采用人机界面(MMI)软件包二次开发而在。我们采用了用于控制系统数据采集、图形组态监控和管理的通用软件包—FAGM，该软件在Microsoft Windows3.2/95中文环境中运行，运用软件设计了SBR法工艺总流程图和相应的各个控制单元的图形界面，控制及管理软件具有如下功能： 　　6.1　　工艺流程图监控、仪表面板； 　　6.2　　数据记录和统计报表； 　　6.3　　数据保存、分析和数据记录追忆； 　　6.4　　报警显示、保存和打印； 　　6.5　　设备工作状态控制和工艺参数设定； 　　6.6　　用鼠标点动控制设备输出。 　　本系统已在太阳岛污水处理工程、吉化丙烯腈废水预处理工程、金玉兰广场污水处理工程中实现，控制效果良好。