㈠ 污水处理厂自动化系统的分析与应用
一、引言
水是人类生活和国民经济发展的不可或缺的重要部分，随着科技水平的飞速发展和人类生活水平的巨大提升，对于洁净的优质的水源的需求也不断急剧释放。为建设可靠、稳定、先进、经济以及可扩展的合理的水处理自动化系统成为工程界和城市水行业营运管理部门共同关心的问题。微电子、通信、计算机技术的发展大大提高了水处理控制系统的信息化和智能化程度，与3C技术相结合的PLC以其卓越的可靠性、抗干扰性以及灵活的控制方式成为水处理自动化系统的核心控制器，其与开放的网络通信系统一起，共同推动着水处理自动化系统的智能化程度的发展。
水处理行业主要分为净水处理和污水处理两大部分。净水厂控制系统通常分为水厂调度系统、加药间（加氯间）PLC控制站、滤站PLC控制站、送水泵房PLC控制站等。各个控制站相对独立工作，通过有线网络进行通讯，将所有的数据信息送到水厂调度室进行处理，或将一部分数据通过调度系统以无线（或有线）通讯的方式送到城市的调度中心。对于污水处理来说，要根据污水水源地状况来确定污水处理的工艺流程，由于污水处理工艺的不同而自控系统应用PLC的要求也有所不同。一般讲，整个污水处理厂都有总控室和多个现场控制站，站与站之间通过控制器层网络或信息层网络相连，然后全部连接到总控室，总控室的多台计算机、工作站和图形站都用信息层网络连接，这样和现场控制站构成了集中管理，分散控制，高速数据交换的工厂级自动化网络[1].PLC自控系统是水处理厂的控制核心部分，对其合理的选型和设计，对污水厂能否高效、自动化的运行非常重要。然而，PLC网络又是其中的重中之重，网络的好坏直接影响到污水厂的正常运行。
二、系统构成
污水处理厂自控系统一般包括污水厂部分和厂外泵站部分。监控系统通讯网络和PLC是污水处理自动化系统的核心组成部分，它们的性能对污水处理自动化系统会起到决定性的作用[2].根据污水处理自动化本身的特点和监控需求选择合适的PLC及通讯网络是保证污水处理自动化系统性能的重要因素。
通信网络：
在污水处理自动化系统的结构上，国内在管理体制上主要采用三级管理，即监控总中心、区域监控分中心和监控站。由于监控站不直接对污水处理厂的外场设备进行直接控制，因此工程界按照系统结构的划分把监控系统划分为信息层、控制层和设备层。
第一层为信息层，主要负责大量信息及不同厂家不同设备之间的信息传输，工业以太网Ethernet为目前较常用的一种信息网络，世界各大PLC生产厂商均支持工业以太网，并且他们在原有TCP/IP的基础上，相继开发出实时性更高的工业以太网，如欧姆龙和罗克维尔支持的Ethernet/IP，施奈德支持的Modbus-TCP/IP以及西门子支持的ProfiNet等。由于Ethernet的信息量大，因此在污水处理厂自动化系统中以太网主要用于各个控制分站与监控中心的数据传输，包括各种传感器数据等大量历史数据信息。
第二层为控制层，主要采用现场总线组成隧道区域控制器网络，其特点是由于采用了标准总线组网，既能满足实时通信的要求，又具有开放协议的标准接口，能在总线上方便的挂接各种外场设备，有利于监控系统的扩展。目前，现场总线有40多种，在污水处理厂自动化系统中应用的现场总线主要有ControllerLink、LonWorks、Inetrtbus、Profibus、Can和Modbus.他们的共同特点是高速、高可靠，适合PLC与计算机、PLC与PLC及其它设备之间的大量数据的高速通讯。为使系统的稳定可靠，控制层的网络结构多采用环网的方式组成，包括线缆型和光纤作为传输介质，具体组网将在后面作出实例说明。
第三层为设备层，这一层用于PLC与现场设备、远程I/O端子及现场仪表之间的通讯，它们有DeviceNet、Modbus以及Profibus/DP等，其中DeviceNet已经成为工业界的标准总线而得到了广泛的应用，而Profibus/DP虽然没有成为标准，但是它的应该也相当广泛。
值得指出的是，近来年以太网的广泛应用使得人们把目光投向了现场总线上来，工业以太网是否最终将取代现场总线仍然是一个争论的话题。然而，不论是Ethernet/IP还是Modbus-TCP/IP，以太网在一些重要的性能指标上仍然无法具有现场总线的特点和优势。从本质上来讲，以太网的载波帧听冲突监测CSMA/CD的访问方式，实时性并没有现场总线采用的令牌总线和令牌环的访问方式高，不论人们采用何种方式，如协议封装、分时访问控制等，都只能改善以太网的实时性，起不到本质的改变。在当前技术还未完全成熟之前，现场总线应用于控制层，是一个积极和稳妥的选择。随着以太网技术的不断发展，今后其取代现场总线而用于控制层也是很有可能的。
监控分中心及上位监控软件：
监控分中心一般将设置多台SCADA工作站（工控机）。分别用于水厂调度系统、加药间（加氯间）、滤站、送水泵房等监控，完成污水厂内各种设备的状态显示、自动控制、半自动控制、打印报警、分析报表等工作。同时，监控分中心还将设置了多台服务器，为其它计算机提供支援和与监控总中心进行通信。
PLC的选择：
施奈德（Schneider）、西门子（Siemens）、欧姆龙（Omron）、罗克维尔（Rockwell）、通用电气（GE）是全球五大PLC制造厂商和整体方案的提供者，他们的产品面向各自不同的领域，其中在污水处理自动化系统的应用方面，又以罗克维尔、欧姆龙和施奈德的应用最为广泛。
污水处理自动控制系统对PLC的性能提出了更高的要求，作为污水处理自动控制系统的核心控制器，其必须具备以下几大功能特点：首先本身必须稳定可靠，并具有预先处理数据和集中传输数据的能力，具有较高的故障保护能力；其次，控制分站本地控制器可以独立承担控制分区的基本控制任务，即使监控站或者监控中心因故障停止运行，相邻区域的控制器也能交换数据信息；再次，当某控制站的控制量出现变化时，可按预定方案和程序采取相应的算法，对相关区域的控制对象，比如泵或者加药系统等做出相应的调整。因此，它必须至少有如下功能模块，数据采集存储处理功能（实现集中和独立工作方式，尤其是在独立控制时能与相邻控制器实现数据交换）；通信功能、容错功能、自动诊断功能和本地操作功能（即能带触摸屏）。
必须综合考虑整个监控系统的性能要求和自然条件以及运营周期对设备的要求进行选择，尤其在极端气候和恶劣环境状况条件下或较大规模的污水处理厂，需要选择性能更好的双机热备冗余的PLC，如Schneider的2Quantom系列、Rockwell的2ControlLogix、Omron的CS1D系列、Siemens的S7-417系列；区别在于Omron的双系统是在一个底板上实现，而Siemens等是两个底板通过光纤连接，会在一定程度上占用控制柜的空间，但他们的配置都很灵活，可以任意实现双CPU双电源、双CPU单电源、单CPU单电源多种冗余结构。
在一般的环境状态的时候或较小规模的污水处理厂，多采用标准的机型作为现场控制器，如Schneider的Quantom140系列、Rockwell的ControlLogix、Omron的CS1系列、Siemens的S7-400系列等；他们都支持工业以太网和多种现场总线，控制方式采用远程带CPU的智能分布式结构，系统开放性和兼容性强，丰富的I/O及高功能模块，完全满足污水处理自动控制系统对信号处理的要求。
三、应用案例
下面以天津咸阳路污水处理厂为例[3]，具体说明污水处理厂自动控制系统的组成，控制系统拓扑图如图一所示：
信息层：咸阳路污水处理系统因其分布面积较大，厂区内共有5个PLC分站：预处理系统分控主站PLC1、生物处理系统分控主站PLC2、污泥处理系统分控主站PLC3、出水及雨水系统分控主站PLC4和污泥消化系统PLC5，使用的CPU均为OMRON的CS1H-CPU66H.该功能层实现污水处理厂各单元过程所有过程参数、设备运行状态及电气参数的数据采集，单元过程及设备的控制，并通过OMRON网络模块CS1W-ETN21，和中央控制室通过赫斯曼太网交换机，组成100M光纤以太环网，向监控层传送数据和接受监控层控制指令。在中控室中，作为工业以太网结点的系统数据服务器、两台工程师/操作员站计算机、打印机、UPS电源及监视屏等设备，其主要职能是进行系统中的信息交换与信息显示及控制。该层通过上位监控软件实现对主要工艺设备的控制和调度，对污水处理全过程中的工艺参数进行数据采集、监控、优化和调整，对主要工艺流程进行动态模拟和趋势分析、实时数据处理和实时控制，在控制组态上实现各种常规与复杂的优化控制、专家控制、模糊控制等先进的智能控制。同时，功能强大与稳定的实时和历史数据库亦通过以太网成为上下层间的信息通道。污水厂中控室控制站还通过RIAMBView和信息中心、便携计算机及厂外泵站（咸阳路泵站、密云路泵站）等处进行远程通讯，RIAMBView具备远程数据服务（最适合SCADA）功能，通过宽带接收或发送相关数据，实现远端对部分实时画面、进程数据库的访问。
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㈡ 污水处理加药装置的用途有哪些
加药间设有各类加药储罐和溶解罐（池），用于向污水系统投加所需的化学药剂。
根据污水处理工艺，投加的化学药剂一般有以下这些：
混凝试剂（用于加速ss混凝沉淀或气浮沉淀）：如pac、pam、fecl3、feso4等；
生化处理前投加：酸（硫酸、hcl）、碱（naoh）、氮（尿素）、磷（磷酸）、微量营养盐、cao、cacl2等；
物化处理：如fenton投加h2so4、naoh、h2o2、feso4；
污泥絮凝：pam
等等。
旋流沉砂池是利用机械力控制水流流态与流速、加速沙粒的沉淀并使有机物随水流带走的沉砂装置。旋流沉砂池有多种类型，某些形式还属于专利产品。
㈢ 污水处理中一些设施的作用
格栅 一种截留废水中粗大污物的预处理设施。
是由一组平行的金属栅版条制成的金属框架，斜置在权废水流经的渠道上，或泵站集水池的进口处，用以截阻大块的呈悬浮或漂浮状态的固体污染物，以免堵塞水泵和沉淀池的排泥管。
调节池 对水量和水质的调节，调节污水pH值、水温，有预曝气作用，还可用作事故排水。
缺氧池其实是生化池中的一种池子，主要起反硝化脱氮的作用。
生化池则是通过好氧、缺氧、厌氧等步骤脱氮除磷，去除BOD、COD等等污染物。
高效沉淀池 进一步用沉淀作用去除水中悬浮物的一种构筑物。
消毒中水池是通过加药或者是用紫外线等方式对沉淀池的出水消毒，主要去除水中的大肠杆菌。
污泥浓缩池是将生化池等池中的剩余污泥通过污泥浓缩机浓缩后排出再进行压滤脱水等步骤最后形成泥饼外运等。
㈣ 污水处理厂智能加药柜怎么样
地域:无要求。
行业：城市污水处理行业，对此成果的进一步研发和完善可推广应用到工业废水处理行业。适用于污水处理厂的提标改造和节能降耗工程。
适用范围：该技术形成的基于前馈与反馈相结合的控制原理及策略可应用于具有非稳态大迟滞特性的多种工艺过程的控制。
基于污水处理生物反应动力学和计算流体力学等理论和方法，将过程控制技术原理与污水处理新工艺相结合。研发以AAO污水处理工艺为主的优化模拟技术、基于动态进水负荷的除碳脱氮工艺优化运行与控制技术、生物处理系统的协同化学除磷动态控制技术以及AAO工艺关键设备开发等技术。在上述技术研发的基础上将进一步开展工程化和标准化研究，包括对不同规模和类型的污水处理厂的标准化设计研究、控制器等标准化装备和远程控制平台的研发，同时进行成果转化和推广应用。
国内其他公司还没有包括泵站优化编组、精确曝气、除磷加药和反硝化碳源投加全套自动控制的系列化技术。国内有类似技术的公司都只做精确曝气控制，还未发展到全流程节能降耗控制系统。
国际上较成熟污水处理厂全流程稳定达标与节能降耗控制技术较成熟的可推美国和德国联合研发的WTOS系统，已在欧美安装50余套，取得了良好的节能降耗效果。该技术曾试图在中国推广，但因价格高，没有中文版的软件和对运行人员的技术水平要求高，未能推广应用。本项目开发的城市污水处理厂稳定达标与节能降耗控制系统，在技术上与WTOS系统处于相同的先进水平，软件结合我国污水处理厂的特点和人员技术水平设计，易于为广大污水处理厂的技术人员所接受，节能降耗的功能全面，且在造价上具有明显的竞争优势。
精确曝气控制系统的技术指标主要包括以下几个方面：
（1）本系统适用于AAO工艺的污水处理厂。
（2）曝气系统相对人工控制节电率：>10%。
（3）曝气廊道DO控制精度：±0.5mg/L。
（4）数据处理延迟时间：<100ms。
（5）历史数据存储时间：>5年。
智能加药控制系统的技术指标主要包括：
（1）相对人工控制节药率：>10%。
（2）缺氧出水硝氮控制精度：±0.5mg/L。
（3）出厂水总磷控制精度：±0.05mg/L。
污水处理厂具有一定的处理规模，不小于一万吨/日。具有系统需要的水质水量仪表及远程控制基础。
对于曝气系统采用AAO工艺的污水处理厂，日处理量5~10万吨。
2组鼓风机，6个生物处理系列。
加药系统可接控制8个加药系列，32台加药泵。
系统总控制点数：5000点。
（一）主要设备
关键设备主要由智能控制器、PLC柜、污水处理工艺概况模块、实时数据模块、进水/出水水质模块、运行数据模块、系统数据模块、参数设定模块、历史数据模块、报警/预警模块共十大模块组成。
精确曝气控制系统及智能加药控制系统可以实现人工控制和智能远程控制两种模式，以达到精确曝气控制系统三级串联的控制结构：第一级前馈开环控制，通过进水负荷设定计算最优溶解氧；第二级溶解氧反馈闭环控制，通过好氧区溶解氧仪的实时数据调整每个支管曝气量及阀门开度；第三级鼓风机闭环反馈控制，通过溶解氧和支管曝气量调整风机总气量。智能加药控制系统的智能除磷部分根据进水磷酸盐负荷，出水总磷浓度等参数完成前馈+反馈的总磷控制。碳源投加智能控制部分根据进水负荷，出水总氮（主要为氨氮与硝态氮）浓度等参数完成前馈+反馈的碳源投加控制，最终确保出水总氮的稳定达标的运行管理效果。可有工作人员在中控室进行参数设置、系统控制、风机控制、手动反馈频率设置、阀门开度控制，运行过程中无需人工干预，系统为自动化运行。
（以济南市水质净化一厂扩建项目精确曝气设备精确曝气设备为例）
本合同价格为人民币1,938,011.47元。本合同价格包含合同设备费（含备品备件、专用工具）、技术资料费、技术服务费、所有税费（16%增值税专用发票）、运杂费和保险费等。
精确曝气控制柜能耗：每天平均用电量为10kWh，按1年计，预计总电费=10×365×1.0661≈0.4万元/年。
设备折旧：机械设备使用年限18年，基本折旧率3.33%；电气设备使用年限18年，基本折旧率5.33%；自动化控制设备使用年限10年，基本折旧率9.6%；电子计算机使用年限8年，基本折旧率12.0%；通用测试仪器及设备使用年限10年，基本折旧率5.6%；输电设备使用年限28年，基本折旧率3.43%。综上，设备折旧率为:
维修管理：维修费包括日常的设备维修保养费、仪表的校验费、设备大维修费，维修保护费和仪表的校验费一般每年按照设备投资额的5%计提，设备大维修费一般几年才有1次，每年按照设备投资额的2%计提。该项目的设备投资为108.60万元左右，每年的维修费为 108.60×5%+108.60×2%=7.602万元/年。
人员工资费用和其他费用计入污水处理厂运行费用。
1、经济效益分析
济南市水质净化一厂二厂整体运行中其中鼓风机吨水电耗分别降低13.8%、14.6%；碳源投加量在原运行基础上分别降低11.8%、11.5%；除磷剂投加量在原运行基础上分别降低11.6%、11.21%。
㈤ 传统污水处理厂中加药机是怎么自动运行的
一般是分为三个部分。
1，一般是研磨，将药粉通过小型的无轴或者中轴输送机专，进行研磨投加到下面的属加药池中。
2，进水电磁阀和总开关联动，加药的同时加入自来水，进行稀释和溶解操作。（预先调好进水比例）
3，加药池内的搅拌机一般是24小时不间断运行的。然后通过加药计量泵进行打药。
㈥ 关于污水处理加药间的问题~
污水处理厂加药间操作规程
1、开机前检查：
1）检查所有管道、阀门处于正常工作状态。
2）检查各加药设备的剂量泵、搅拌器处于正常工作状态。
3）检查电气设备处于正常工作状体。
2、各种药剂的配比和投加方式：
果汁废水治理工程共投加五种药剂，他们分别是氢氧化钠、絮凝剂、混凝剂、营养物（氮、磷）分别叙述如下：1）氢氧化钠——用于调节水质的PH值。配药方式：按重量浓度的20%-25%配置，即1份药4份水或1份药3份水。投加量：按PH值得要求控制。启动期PH控制在7.8-8.5，正常工作期PH控制在7-8。
投加方式：可用专门配置的加药装置，剂量泵投加，也可在池内
直接投加。
2）混凝剂——用于气浮装置的加药和二沉装置的加药。
药剂名称：聚合氯化铝（PAC）。
配药方式：按重量浓度的10%-15%配置，即1份药9份水或1份药7份水。，药剂配好后开动搅拌器搅拌至均匀即可使用。
投加量：按水质指标试验后确定投加量，一般情况下按上述比例配制的药品投加量应在
20-50mg/L范围内。
投加方式：用专门配置的加药装置，
计量泵投加，
也可在池内直
接投加。
3）絮凝剂——用于气浮装置的加药和二沉装置的加药。
药剂名称：三号絮凝剂（聚丙酰胺PAM）。
配药方式：按重量浓度的1%-2%配置，即1份药99份水或1份药98份水。药剂配好后开搅拌器，至少搅拌1.5-2小时使其熟化后方可使用。
投加量：
按水质指标试验后确定投加量，一般情况下按上述比例配制的药品投加量应在5-10mg/L
范围内。
投加方式：用专门配置的加药装置，计量泵投加。
4）营养物——对于缺乏氮磷的工业污水方需投加营养物。营养物按照C：N：P=100：5：1的比例控制。
药剂名称：氮（N）采用农用尿素，磷（P）采用农用磷肥（磷酸二氢铵）.
配药方式：按重量浓度的15%-20%配置，即1份药7份水或1份药4份水。药剂配好后开搅拌器搅拌均匀即可使用。也可直接将营养物投加至池中。
投加量：按上述碳氮磷比例投加。
投加方式：用专门配置的加药装置，计量泵投加，或直接投加至池中。
3、注意事项
1）各种药剂必须分别存放，防止受潮。
2）加药设备定期检查，并定期排出加药罐中的杂物。
3）定期检查搅拌器合计量泵的润滑情况，三个月进行一次检修
㈦ 百度百科 为什么污水处理加药系统设置的是2个加药箱或者说一个加药箱，那另外一个 是什么作用呢
一个配置，一个投放
㈧ 污水处理厂加氯间接触池有什么作用
起到消毒的作用。
从污染源排出的污（废）水，因含污染物总量或回浓度较高，达不到排答放标准要求或不适应环境容量要求，从而降低水环境质量和功能目标时，必需经过人工强化处理的场所，这个场所就是污水处理厂，又称污水处理站。
加氯处理通过向水中投加含有活性氯(Cl2)的药剂，如漂白粉、次氯酸钠、液氯、二氧化氯等进行杀菌灭藻的水处理过程。
㈨ 加药装置是用在哪个阶段，起什么作用
污水来处理加药装置就是向自污水中加各种各样的化学物质。
污水处理第一步要调节pH，那就要加酸碱。芬顿工艺要加硫酸亚铁和双氧水。生化工艺要加葡萄糖，尿素，磷酸盐等各种营养物质，进入沉淀池要加絮凝剂。就是这么些东西。
㈩ 污水处理厂化验室的功能有哪些
在城镇及工业污水处理中水质化验分析工作起着越来越重要的作用，它不仅能监视进厂污水水质的波动，指导工艺及时调整以保证生产的稳定运行，同时还为降低生产成本和进行经济核算提供有力的依据。
在实际生产中，对原辅材料的选择、工艺流程的控制、技术设备及工艺的改进、产品质量的把关都是通过化验室来完成的。因此，化验室在产品生产过程中具有非常重要的作用，化验室是污水处理厂的质量检测部门，又是污水处理厂进行自我监督的部门，因此化验室对整个污水安全生产以及整个污水处理]的正常运行起着非常重要的作用。
实验室污水处理设备运行按照PLC控制器设定好的程序和PH/ORP仪表设定的参数进行全自动运行，多级在线握丛昌监测、针对不段扒同废水的成分和浓度，控制系统自动进行计算然后按比例进行自动投放药品，更加科学化和合理化，确保废水的处理效果，同时节省药品耗量，实现全自动无人运行。
该设备的详细功能介绍：
1、定时开关机功能：设备可以根据客户的情况设定早上自动开机时间和晚上自动关机时间，时间设定后，设备每天早上自动定时开机，晚上自动定时关机，免去操作人员每天早上和晚上去设备处理间开机和关机；
2、远程监控及操作功能（选配）：客户只需要在办公室或中控室通过微机里安装的远程控制软件就可以对废水处理间里的废水处理设备进行远程监控、运行操作和远程管理，时时了解设备的运行情况和运行状态。它是正规合法的软件，不会被杀毒软件当作病毒查杀，不影响系统的稳定性，完全免费的远程控制软件。
3、设备的各项操作动作都能通过远程实现，如设备的启停、冲洗、排污等功能；
4、设有停水、郑谨停电、过载等非正常状态自动保护、故障自动报警及处理功能；
5、能自动记录和管理历史运行水质数据与分析，并可行成报表打印；
6、产水水质不合格时自动报警及回流处理，并跟踪记录；
7、远程监控显示各单元运行状态，如动画式流程图、水箱、水质、水泵等。