㈠ 污水處理廠自動化系統的分析與應用
一、引言
水是人類生活和國民經濟發展的不可或缺的重要部分，隨著科技水平的飛速發展和人類生活水平的巨大提升，對於潔凈的優質的水源的需求也不斷急劇釋放。為建設可靠、穩定、先進、經濟以及可擴展的合理的水處理自動化系統成為工程界和城市水行業營運管理部門共同關心的問題。微電子、通信、計算機技術的發展大大提高了水處理控制系統的信息化和智能化程度，與3C技術相結合的PLC以其卓越的可靠性、抗干擾性以及靈活的控制方式成為水處理自動化系統的核心控制器，其與開放的網路通信系統一起，共同推動著水處理自動化系統的智能化程度的發展。
水處理行業主要分為凈水處理和污水處理兩大部分。凈水廠控制系統通常分為水廠調度系統、加葯間（加氯間）PLC控制站、濾站PLC控制站、送水泵房PLC控制站等。各個控制站相對獨立工作，通過有線網路進行通訊，將所有的數據信息送到水廠調度室進行處理，或將一部分數據通過調度系統以無線（或有線）通訊的方式送到城市的調度中心。對於污水處理來說，要根據污水水源地狀況來確定污水處理的工藝流程，由於污水處理工藝的不同而自控系統應用PLC的要求也有所不同。一般講，整個污水處理廠都有總控室和多個現場控制站，站與站之間通過控制器層網路或信息層網路相連，然後全部連接到總控室，總控室的多台計算機、工作站和圖形站都用信息層網路連接，這樣和現場控制站構成了集中管理，分散控制，高速數據交換的工廠級自動化網路[1].PLC自控系統是水處理廠的控制核心部分，對其合理的選型和設計，對污水廠能否高效、自動化的運行非常重要。然而，PLC網路又是其中的重中之重，網路的好壞直接影響到污水廠的正常運行。
二、系統構成
污水處理廠自控系統一般包括污水廠部分和廠外泵站部分。監控系統通訊網路和PLC是污水處理自動化系統的核心組成部分，它們的性能對污水處理自動化系統會起到決定性的作用[2].根據污水處理自動化本身的特點和監控需求選擇合適的PLC及通訊網路是保證污水處理自動化系統性能的重要因素。
通信網路：
在污水處理自動化系統的結構上，國內在管理體制上主要採用三級管理，即監控總中心、區域監控分中心和監控站。由於監控站不直接對污水處理廠的外場設備進行直接控制，因此工程界按照系統結構的劃分把監控系統劃分為信息層、控制層和設備層。
第一層為信息層，主要負責大量信息及不同廠家不同設備之間的信息傳輸，工業乙太網Ethernet為目前較常用的一種信息網路，世界各大PLC生產廠商均支持工業乙太網，並且他們在原有TCP/IP的基礎上，相繼開發出實時性更高的工業乙太網，如歐姆龍和羅克維爾支持的Ethernet/IP，施奈德支持的Modbus-TCP/IP以及西門子支持的ProfiNet等。由於Ethernet的信息量大，因此在污水處理廠自動化系統中乙太網主要用於各個控制分站與監控中心的數據傳輸，包括各種感測器數據等大量歷史數據信息。
第二層為控制層，主要採用現場匯流排組成隧道區域控制器網路，其特點是由於採用了標准匯流排組網，既能滿足實時通信的要求，又具有開放協議的標准介面，能在匯流排上方便的掛接各種外場設備，有利於監控系統的擴展。目前，現場匯流排有40多種，在污水處理廠自動化系統中應用的現場匯流排主要有ControllerLink、LonWorks、Inetrtbus、Profibus、Can和Modbus.他們的共同特點是高速、高可靠，適合PLC與計算機、PLC與PLC及其它設備之間的大量數據的高速通訊。為使系統的穩定可靠，控制層的網路結構多採用環網的方式組成，包括線纜型和光纖作為傳輸介質，具體組網將在後面作出實例說明。
第三層為設備層，這一層用於PLC與現場設備、遠程I/O端子及現場儀表之間的通訊，它們有DeviceNet、Modbus以及Profibus/DP等，其中DeviceNet已經成為工業界的標准匯流排而得到了廣泛的應用，而Profibus/DP雖然沒有成為標准，但是它的應該也相當廣泛。
值得指出的是，近來年乙太網的廣泛應用使得人們把目光投向了現場匯流排上來，工業乙太網是否最終將取代現場匯流排仍然是一個爭論的話題。然而，不論是Ethernet/IP還是Modbus-TCP/IP，乙太網在一些重要的性能指標上仍然無法具有現場匯流排的特點和優勢。從本質上來講，乙太網的載波幀聽沖突監測CSMA/CD的訪問方式，實時性並沒有現場匯流排採用的令牌匯流排和令牌環的訪問方式高，不論人們採用何種方式，如協議封裝、分時訪問控制等，都只能改善乙太網的實時性，起不到本質的改變。在當前技術還未完全成熟之前，現場匯流排應用於控制層，是一個積極和穩妥的選擇。隨著乙太網技術的不斷發展，今後其取代現場匯流排而用於控制層也是很有可能的。
監控分中心及上位監控軟體：
監控分中心一般將設置多台SCADA工作站（工控機）。分別用於水廠調度系統、加葯間（加氯間）、濾站、送水泵房等監控，完成污水廠內各種設備的狀態顯示、自動控制、半自動控制、列印報警、分析報表等工作。同時，監控分中心還將設置了多台伺服器，為其它計算機提供支援和與監控總中心進行通信。
PLC的選擇：
施奈德（Schneider）、西門子（Siemens）、歐姆龍（Omron）、羅克維爾（Rockwell）、通用電氣（GE）是全球五大PLC製造廠商和整體方案的提供者，他們的產品面向各自不同的領域，其中在污水處理自動化系統的應用方面，又以羅克維爾、歐姆龍和施奈德的應用最為廣泛。
污水處理自動控制系統對PLC的性能提出了更高的要求，作為污水處理自動控制系統的核心控制器，其必須具備以下幾大功能特點：首先本身必須穩定可靠，並具有預先處理數據和集中傳輸數據的能力，具有較高的故障保護能力；其次，控制分站本地控制器可以獨立承擔控制分區的基本控制任務，即使監控站或者監控中心因故障停止運行，相鄰區域的控制器也能交換數據信息；再次，當某控制站的控制量出現變化時，可按預定方案和程序採取相應的演算法，對相關區域的控制對象，比如泵或者加葯系統等做出相應的調整。因此，它必須至少有如下功能模塊，數據採集存儲處理功能（實現集中和獨立工作方式，尤其是在獨立控制時能與相鄰控制器實現數據交換）；通信功能、容錯功能、自動診斷功能和本地操作功能（即能帶觸摸屏）。
必須綜合考慮整個監控系統的性能要求和自然條件以及運營周期對設備的要求進行選擇，尤其在極端氣候和惡劣環境狀況條件下或較大規模的污水處理廠，需要選擇性能更好的雙機熱備冗餘的PLC，如Schneider的2Quantom系列、Rockwell的2ControlLogix、Omron的CS1D系列、Siemens的S7-417系列；區別在於Omron的雙系統是在一個底板上實現，而Siemens等是兩個底板通過光纖連接，會在一定程度上佔用控制櫃的空間，但他們的配置都很靈活，可以任意實現雙CPU雙電源、雙CPU單電源、單CPU單電源多種冗餘結構。
在一般的環境狀態的時候或較小規模的污水處理廠，多採用標準的機型作為現場控制器，如Schneider的Quantom140系列、Rockwell的ControlLogix、Omron的CS1系列、Siemens的S7-400系列等；他們都支持工業乙太網和多種現場匯流排，控制方式採用遠程帶CPU的智能分布式結構，系統開放性和兼容性強，豐富的I/O及高功能模塊，完全滿足污水處理自動控制系統對信號處理的要求。
三、應用案例
下面以天津咸陽路污水處理廠為例[3]，具體說明污水處理廠自動控制系統的組成，控制系統拓撲圖如圖一所示：
信息層：咸陽路污水處理系統因其分布面積較大，廠區內共有5個PLC分站：預處理系統分控主站PLC1、生物處理系統分控主站PLC2、污泥處理系統分控主站PLC3、出水及雨水系統分控主站PLC4和污泥消化系統PLC5，使用的CPU均為OMRON的CS1H-CPU66H.該功能層實現污水處理廠各單元過程所有過程參數、設備運行狀態及電氣參數的數據採集，單元過程及設備的控制，並通過OMRON網路模塊CS1W-ETN21，和中央控制室通過赫斯曼太網交換機，組成100M光纖以太環網，向監控層傳送數據和接受監控層控制指令。在中控室中，作為工業乙太網結點的系統數據伺服器、兩台工程師/操作員站計算機、列印機、UPS電源及監視屏等設備，其主要職能是進行系統中的信息交換與信息顯示及控制。該層通過上位監控軟體實現對主要工藝設備的控制和調度，對污水處理全過程中的工藝參數進行數據採集、監控、優化和調整，對主要工藝流程進行動態模擬和趨勢分析、實時數據處理和實時控制，在控制組態上實現各種常規與復雜的優化控制、專家控制、模糊控制等先進的智能控制。同時，功能強大與穩定的實時和歷史資料庫亦通過乙太網成為上下層間的信息通道。污水廠中控室控制站還通過RIAMBView和信息中心、便攜計算機及廠外泵站（咸陽路泵站、密雲路泵站）等處進行遠程通訊，RIAMBView具備遠程數據服務（最適合SCADA）功能，通過寬頻接收或發送相關數據，實現遠端對部分實時畫面、進程資料庫的訪問。
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㈡ 污水處理加葯裝置的用途有哪些
加葯間設有各類加葯儲罐和溶解罐（池），用於向污水系統投加所需的化學葯劑。
根據污水處理工藝，投加的化學葯劑一般有以下這些：
混凝試劑（用於加速ss混凝沉澱或氣浮沉澱）：如pac、pam、fecl3、feso4等；
生化處理前投加：酸（硫酸、hcl）、鹼（naoh）、氮（尿素）、磷（磷酸）、微量營養鹽、cao、cacl2等；
物化處理：如fenton投加h2so4、naoh、h2o2、feso4；
污泥絮凝：pam
等等。
旋流沉砂池是利用機械力控制水流流態與流速、加速沙粒的沉澱並使有機物隨水流帶走的沉砂裝置。旋流沉砂池有多種類型，某些形式還屬於專利產品。
㈢ 污水處理中一些設施的作用
格柵 一種截留廢水中粗大污物的預處理設施。
是由一組平行的金屬柵版條製成的金屬框架，斜置在權廢水流經的渠道上，或泵站集水池的進口處，用以截阻大塊的呈懸浮或漂浮狀態的固體污染物，以免堵塞水泵和沉澱池的排泥管。
調節池 對水量和水質的調節，調節污水pH值、水溫，有預曝氣作用，還可用作事故排水。
缺氧池其實是生化池中的一種池子，主要起反硝化脫氮的作用。
生化池則是通過好氧、缺氧、厭氧等步驟脫氮除磷，去除BOD、COD等等污染物。
高效沉澱池 進一步用沉澱作用去除水中懸浮物的一種構築物。
消毒中水池是通過加葯或者是用紫外線等方式對沉澱池的出水消毒，主要去除水中的大腸桿菌。
污泥濃縮池是將生化池等池中的剩餘污泥通過污泥濃縮機濃縮後排出再進行壓濾脫水等步驟最後形成泥餅外運等。
㈣ 污水處理廠智能加葯櫃怎麼樣
地域:無要求。
行業：城市污水處理行業，對此成果的進一步研發和完善可推廣應用到工業廢水處理行業。適用於污水處理廠的提標改造和節能降耗工程。
適用范圍：該技術形成的基於前饋與反饋相結合的控制原理及策略可應用於具有非穩態大遲滯特性的多種工藝過程的控制。
基於污水處理生物反應動力學和計算流體力學等理論和方法，將過程式控制制技術原理與污水處理新工藝相結合。研發以AAO污水處理工藝為主的優化模擬技術、基於動態進水負荷的除碳脫氮工藝優化運行與控制技術、生物處理系統的協同化學除磷動態控制技術以及AAO工藝關鍵設備開發等技術。在上述技術研發的基礎上將進一步開展工程化和標准化研究，包括對不同規模和類型的污水處理廠的標准化設計研究、控制器等標准化裝備和遠程式控制制平台的研發，同時進行成果轉化和推廣應用。
國內其他公司還沒有包括泵站優化編組、精確曝氣、除磷加葯和反硝化碳源投加全套自動控制的系列化技術。國內有類似技術的公司都只做精確曝氣控制，還未發展到全流程節能降耗控制系統。
國際上較成熟污水處理廠全流程穩定達標與節能降耗控制技術較成熟的可推美國和德國聯合研發的WTOS系統，已在歐美安裝50餘套，取得了良好的節能降耗效果。該技術曾試圖在中國推廣，但因價格高，沒有中文版的軟體和對運行人員的技術水平要求高，未能推廣應用。本項目開發的城市污水處理廠穩定達標與節能降耗控制系統，在技術上與WTOS系統處於相同的先進水平，軟體結合我國污水處理廠的特點和人員技術水平設計，易於為廣大污水處理廠的技術人員所接受，節能降耗的功能全面，且在造價上具有明顯的競爭優勢。
精確曝氣控制系統的技術指標主要包括以下幾個方面：
（1）本系統適用於AAO工藝的污水處理廠。
（2）曝氣系統相對人工控制節電率：>10%。
（3）曝氣廊道DO控制精度：±0.5mg/L。
（4）數據處理延遲時間：<100ms。
（5）歷史數據存儲時間：>5年。
智能加葯控制系統的技術指標主要包括：
（1）相對人工控制節葯率：>10%。
（2）缺氧出水硝氮控制精度：±0.5mg/L。
（3）出廠水總磷控制精度：±0.05mg/L。
污水處理廠具有一定的處理規模，不小於一萬噸/日。具有系統需要的水質水量儀表及遠程式控制制基礎。
對於曝氣系統採用AAO工藝的污水處理廠，日處理量5~10萬噸。
2組鼓風機，6個生物處理系列。
加葯系統可接控制8個加葯系列，32台加葯泵。
系統總控制點數：5000點。
（一）主要設備
關鍵設備主要由智能控制器、PLC櫃、污水處理工藝概況模塊、實時數據模塊、進水/出水水質模塊、運行數據模塊、系統數據模塊、參數設定模塊、歷史數據模塊、報警/預警模塊共十大模塊組成。
精確曝氣控制系統及智能加葯控制系統可以實現人工控制和智能遠程式控制制兩種模式，以達到精確曝氣控制系統三級串聯的控制結構：第一級前饋開環控制，通過進水負荷設定計算最優溶解氧；第二級溶解氧反饋閉環控制，通過好氧區溶解氧儀的實時數據調整每個支管曝氣量及閥門開度；第三級鼓風機閉環反饋控制，通過溶解氧和支管曝氣量調整風機總氣量。智能加葯控制系統的智能除磷部分根據進水磷酸鹽負荷，出水總磷濃度等參數完成前饋+反饋的總磷控制。碳源投加智能控制部分根據進水負荷，出水總氮（主要為氨氮與硝態氮）濃度等參數完成前饋+反饋的碳源投加控制，最終確保出水總氮的穩定達標的運行管理效果。可有工作人員在中控室進行參數設置、系統控制、風機控制、手動反饋頻率設置、閥門開度控制，運行過程中無需人工干預，系統為自動化運行。
（以濟南市水質凈化一廠擴建項目精確曝氣設備精確曝氣設備為例）
本合同價格為人民幣1,938,011.47元。本合同價格包含合同設備費（含備品備件、專用工具）、技術資料費、技術服務費、所有稅費（16%增值稅專用發票）、運雜費和保險費等。
精確曝氣控制櫃能耗：每天平均用電量為10kWh，按1年計，預計總電費=10×365×1.0661≈0.4萬元/年。
設備折舊：機械設備使用年限18年，基本折舊率3.33%；電氣設備使用年限18年，基本折舊率5.33%；自動化控制設備使用年限10年，基本折舊率9.6%；電子計算機使用年限8年，基本折舊率12.0%；通用測試儀器及設備使用年限10年，基本折舊率5.6%；輸電設備使用年限28年，基本折舊率3.43%。綜上，設備折舊率為:
維修管理：維修費包括日常的設備維修保養費、儀表的校驗費、設備大維修費，維修保護費和儀表的校驗費一般每年按照設備投資額的5%計提，設備大維修費一般幾年才有1次，每年按照設備投資額的2%計提。該項目的設備投資為108.60萬元左右，每年的維修費為 108.60×5%+108.60×2%=7.602萬元/年。
人員工資費用和其他費用計入污水處理廠運行費用。
1、經濟效益分析
濟南市水質凈化一廠二廠整體運行中其中鼓風機噸水電耗分別降低13.8%、14.6%；碳源投加量在原運行基礎上分別降低11.8%、11.5%；除磷劑投加量在原運行基礎上分別降低11.6%、11.21%。
㈤ 傳統污水處理廠中加葯機是怎麼自動運行的
一般是分為三個部分。
1，一般是研磨，將葯粉通過小型的無軸或者中軸輸送機專，進行研磨投加到下面的屬加葯池中。
2，進水電磁閥和總開關聯動，加葯的同時加入自來水，進行稀釋和溶解操作。（預先調好進水比例）
3，加葯池內的攪拌機一般是24小時不間斷運行的。然後通過加葯計量泵進行打葯。
㈥ 關於污水處理加葯間的問題~
污水處理廠加葯間操作規程
1、開機前檢查：
1）檢查所有管道、閥門處於正常工作狀態。
2）檢查各加葯設備的劑量泵、攪拌器處於正常工作狀態。
3）檢查電氣設備處於正常工作狀體。
2、各種葯劑的配比和投加方式：
果汁廢水治理工程共投加五種葯劑，他們分別是氫氧化鈉、絮凝劑、混凝劑、營養物（氮、磷）分別敘述如下：1）氫氧化鈉——用於調節水質的PH值。配葯方式：按重量濃度的20%-25%配置，即1份葯4份水或1份葯3份水。投加量：按PH值得要求控制。啟動期PH控制在7.8-8.5，正常工作期PH控制在7-8。
投加方式：可用專門配置的加葯裝置，劑量泵投加，也可在池內
直接投加。
2）混凝劑——用於氣浮裝置的加葯和二沉裝置的加葯。
葯劑名稱：聚合氯化鋁（PAC）。
配葯方式：按重量濃度的10%-15%配置，即1份葯9份水或1份葯7份水。，葯劑配好後開動攪拌器攪拌至均勻即可使用。
投加量：按水質指標試驗後確定投加量，一般情況下按上述比例配製的葯品投加量應在
20-50mg/L范圍內。
投加方式：用專門配置的加葯裝置，
計量泵投加，
也可在池內直
接投加。
3）絮凝劑——用於氣浮裝置的加葯和二沉裝置的加葯。
葯劑名稱：三號絮凝劑（聚丙醯胺PAM）。
配葯方式：按重量濃度的1%-2%配置，即1份葯99份水或1份葯98份水。葯劑配好後開攪拌器，至少攪拌1.5-2小時使其熟化後方可使用。
投加量：
按水質指標試驗後確定投加量，一般情況下按上述比例配製的葯品投加量應在5-10mg/L
范圍內。
投加方式：用專門配置的加葯裝置，計量泵投加。
4）營養物——對於缺乏氮磷的工業污水方需投加營養物。營養物按照C：N：P=100：5：1的比例控制。
葯劑名稱：氮（N）採用農用尿素，磷（P）採用農用磷肥（磷酸二氫銨）.
配葯方式：按重量濃度的15%-20%配置，即1份葯7份水或1份葯4份水。葯劑配好後開攪拌器攪拌均勻即可使用。也可直接將營養物投加至池中。
投加量：按上述碳氮磷比例投加。
投加方式：用專門配置的加葯裝置，計量泵投加，或直接投加至池中。
3、注意事項
1）各種葯劑必須分別存放，防止受潮。
2）加葯設備定期檢查，並定期排出加葯罐中的雜物。
3）定期檢查攪拌器合計量泵的潤滑情況，三個月進行一次檢修
㈦ 百度百科 為什麼污水處理加葯系統設置的是2個加葯箱或者說一個加葯箱，那另外一個 是什麼作用呢
一個配置，一個投放
㈧ 污水處理廠加氯間接觸池有什麼作用
起到消毒的作用。
從污染源排出的污（廢）水，因含污染物總量或回濃度較高，達不到排答放標准要求或不適應環境容量要求，從而降低水環境質量和功能目標時，必需經過人工強化處理的場所，這個場所就是污水處理廠，又稱污水處理站。
加氯處理通過向水中投加含有活性氯(Cl2)的葯劑，如漂白粉、次氯酸鈉、液氯、二氧化氯等進行殺菌滅藻的水處理過程。
㈨ 加葯裝置是用在哪個階段，起什麼作用
污水來處理加葯裝置就是向自污水中加各種各樣的化學物質。
污水處理第一步要調節pH，那就要加酸鹼。芬頓工藝要加硫酸亞鐵和雙氧水。生化工藝要加葡萄糖，尿素，磷酸鹽等各種營養物質，進入沉澱池要加絮凝劑。就是這么些東西。
㈩ 污水處理廠化驗室的功能有哪些
在城鎮及工業污水處理中水質化驗分析工作起著越來越重要的作用，它不僅能監視進廠污水水質的波動，指導工藝及時調整以保證生產的穩定運行，同時還為降低生產成本和進行經濟核算提供有力的依據。
在實際生產中，對原輔材料的選擇、工藝流程的控制、技術設備及工藝的改進、產品質量的把關都是通過化驗室來完成的。因此，化驗室在產品生產過程中具有非常重要的作用，化驗室是污水處理廠的質量檢測部門，又是污水處理廠進行自我監督的部門，因此化驗室對整個污水安全生產以及整個污水處理]的正常運行起著非常重要的作用。
實驗室污水處理設備運行按照PLC控制器設定好的程序和PH/ORP儀表設定的參數進行全自動運行，多級在線握叢昌監測、針對不段扒同廢水的成分和濃度，控制系統自動進行計算然後按比例進行自動投放葯品，更加科學化和合理化，確保廢水的處理效果，同時節省葯品耗量，實現全自動無人運行。
該設備的詳細功能介紹：
1、定時開關機功能：設備可以根據客戶的情況設定早上自動開機時間和晚上自動關機時間，時間設定後，設備每天早上自動定時開機，晚上自動定時關機，免去操作人員每天早上和晚上去設備處理間開機和關機；
2、遠程監控及操作功能（選配）：客戶只需要在辦公室或中控室通過微機里安裝的遠程式控制制軟體就可以對廢水處理間里的廢水處理設備進行遠程監控、運行操作和遠程管理，時時了解設備的運行情況和運行狀態。它是正規合法的軟體，不會被殺毒軟體當作病毒查殺，不影響系統的穩定性，完全免費的遠程式控制制軟體。
3、設備的各項操作動作都能通過遠程實現，如設備的啟停、沖洗、排污等功能；
4、設有停水、鄭謹停電、過載等非正常狀態自動保護、故障自動報警及處理功能；
5、能自動記錄和管理歷史運行水質數據與分析，並可行成報表列印；
6、產水水質不合格時自動報警及迴流處理，並跟蹤記錄；
7、遠程監控顯示各單元運行狀態，如動畫式流程圖、水箱、水質、水泵等。