地表水厂项目控制方案_水厂控制系统方案

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目录

目录...........................................................................................................................................0

一、加药加氯间.......................................................................................................................1 1.1、概述..................................................................................................................................1 1.2、加氯主要设备及控制形式............................................................错误！未定义书签。

1.2.1 PAC投加控制......................................................................................................1 1.2.2 PAM投加控制.....................................................................................................1 1.2.3 粉末活性炭投加.....................................................................................................1 1.2.4 次氯酸钠投加.........................................................................................................2

二、网格絮凝及平流沉淀池...................................................................................................3 2.1 概述....................................................................................................................................3 2.2 阀门控制............................................................................................................................3

三、臭氧接触池及活性炭吸附池...........................................................................................3 3.1 概述..................................................................................................错误！未定义书签。3.2 臭氧投加............................................................................................................................3 3.3 活性炭吸附........................................................................................................................3 3.4 活性炭反冲洗....................................................................................................................3

四、砂滤池...............................................................................................................................4 4.1 概述....................................................................................................................................4 4.2 滤池过滤过程....................................................................................................................4 4.3 滤池反冲洗控制................................................................................................................4

五、反冲洗设备间...................................................................................................................4 5.1概述.....................................................................................................................................4 5.2 主要设备的控制................................................................................................................5

六、臭氧发生间.....................................................................................错误！未定义书签。6.1 概述..................................................................................................错误！未定义书签。6.2 臭氧投加控制..................................................................................错误！未定义书签。

七、污泥浓缩处理间...............................................................................................................5 7.1 概述....................................................................................................................................5 7.2 主要设备控制....................................................................................................................5

八、回流调节池及污泥调节池...............................................................................................5 8.1 概述....................................................................................................................................5 8.2 主要控制方案....................................................................................................................5

九、送水泵房及变配电间.......................................................................................................6 9.1 概述....................................................................................................................................6 9.2 主要设备控制....................................................................................................................6

一、加药加氯间

1.1、概述

加药加氯间主要主要包括PAC投加系统、PAM投加系统、高锰酸钾投加系统、粉末活性炭投加系统和次氯酸钠投加系统；其中混凝剂主要采用的是液体碱式氯化铝（PAC），絮凝剂是PAM（主要是聚丙烯酰胺），助凝剂是高锰酸钾（氧化剂），粉末活性炭为一体化装置，加氯选用成品次氯酸钠（主）。加药间的投药方式分别为隔膜计量泵，螺杆泵(杂质较多且容易结垢)，水射器，普通泵四种。

1.2.1 PAC投加控制

PAC通过隔膜计量泵变频投加。前混凝投加点位于一级混合池，设置了6台隔膜计量泵，采用4用2备，其投加由PLC1根据比例投加（按照进水量根据比例投加，一般为十万分之一），按照进水流量的十万分之一添加，转换成计量泵的频率输出，PLC把模拟量输出信号输出给计量泵的变频器，控制投加泵的运行。

控制方式分为手动给定和自动给定，自动给定是根据进场水流量大小和水质参数按照流量固定比例投加，随着流量的变化调节投加量，实现自动给定。

手动给定是手动在上位机画面上设定频率输出，变频器按照给定的频率运行，不会根据流量变化调节变频输出。控制上自动要比手动更能满足生产。

至一级混合池的6台计量泵，每三台为一组，可以互为备用，每隔半天更换一次运行泵（具体根据厂家对泵的使用建议更改）。

至后混合池的计量泵控制，类似于前面的6台，根据运行情况切换。

1.2.2 PAM投加控制

PAM投加是通过螺杆泵投加的。

投加点位于絮凝池第二絮凝区起端，设置6台投加泵，分成两组，每组3台，每组两用一备，并配套稀释装置。

控制方式分为手动给定和自动给定，自动给定是根据根据进场水流量大小和水质参数自动给定的（与PAC投加类似，比例约为万分之一）。

六台螺杆泵的运行与备用的控制，可根据每台设备运行时间多少进行自动切换，也可以手动调节。

4个PAM球阀的控制可手动和自动，自动控制情况下可根据溶液池的液位计进行画面开启或者关闭控制。

2个搅拌器的开启或者关闭可实现手动自动控制，自动控制情况下由于铝盐和铁盐低分子药剂的溶解性高，溶解速度快，搅拌桨叶的速度可以高一些，搅拌时间大约20—30分钟即可，但是像聚丙烯酰胺这样的高分子物质的水溶液一般都比较粘度，搅拌桨叶的速度应低一些，搅拌时间大约60分钟以上，药剂的水溶液才能达到完全均匀混合。

1.2.3 粉末活性炭投加

在混合池内，采用活性炭一体化制备装置。两个投加点分别在原水提升泵站前池及水厂预臭氧接触池内。水射器的需要较大的压力才能正常工作。水射器应安装竖直的管道上，还

应保证水射器处水压高于投加点压力。

控制方式

粉末活性炭投加量为30mg/L，设置4台水射器。采用一体化制备干式投加。厂家自带PLC独立控制系统，厂区PLC1通过通讯方式读取状态，不参与控制。

1.2.4 次氯酸钠投加

加氯控制方式分为手动自动两种，对应的自动方式如下：

要求水处理中投加次氯酸钠（有效氯）的浓度为0.3毫克/升=0.3克/吨，保证水中细菌、微生物全部杀死，达到生活应用水标准。

35万吨水厂，满负荷平均每小时处理水14583吨，那么每小时投加的纯的次氯酸钠（有效氯）为： 14583吨/小时 × 0.3克/吨 = 4374.9克/小时

那么每小时投加的1% 浓度的次氯酸钠溶液为4374.9克÷1%= 437490克=437千克

前加氯地点在配水井和炭滤池后，根据水量添加。

后加氯运行方式为复合环控制：先根据滤池出水流量计的信号，自动增减投加量，然后再根据混合后的余量信号，自动调节投加量，进而控制模拟量模块输出对应值给变频器，从而实现对泵的控制。投加点设在清水池进水管。

补氯运行方式为余量负反馈投加：根据出厂水余量信号自动调节给定变频器，进而控制泵的输出功率。投加点设在清水池出水管。

1.2.5 高锰酸钾投加

高锰酸钾投加主要是用于去除水中藻类产生的异味。一般采用2%~5%的高锰酸钾溶液，投加量控制在0.5mg/L左右。

高锰酸钾投加系统配套两个溶液池，两个投机泵，可分别自动和手动控制。自动控制根据流量，按照计算比例投加（类似于以上絮凝剂的投加）。手动控制，在画面上设定固定数值，按固定比例投加。

二、网格絮凝及平流沉淀池

2.1 概述

本工程设有两组混合絮凝沉淀池，每组分别为两座池对称布置，即一共有四个小池子，编号分别为1#、2#、3#、4#。，每个小池子絮凝池有24个角阀，1#、2#池子角阀信号传至两个现场I/O箱；每个沉淀小池子有20个刀阀，1#、2#池子的刀阀信号传至四个现场I/O箱。絮凝池型为竖流式网格絮凝池，沉淀池为平流沉淀，排泥采用池底往复式刮泥机，其运行由时间控制，时间间隔可以根据原水水质进行调节。

2.2 阀门控制

采集的污泥洁面仪、角阀、刀阀、刮泥机信号上传至PLC，可以在线监视沉淀池的运行状况。

絮凝池主要设计参数：

絮凝时间：19.74min，平均G值58.84 沉淀池主要设计参数：

停留时间：120min；水平流速：14.2mm/s 阀门分为手动和自动控制。自动控制根据时间控制阀门开关，根据工艺，阀门按顺序轮询开关，依次排泥。

2.3刮泥机控制

刮泥机厂家成套PLC系统，独立控制，PLC2与刮泥机通讯读取数据和控制。控制方式分为手动和自动。自动可根据时间控制刮泥机运行，具体时间根据生产以后水质情况设定；还可以根据泥位控制刮泥机运行，污泥达到一定厚度以后，刮泥机运行，具体泥位厚度根据生产后工艺确定。

三、臭氧接触池及活性炭吸附池

3.1 臭氧投加

臭氧投加系统属于厂家成套设备，PLC与臭氧厂家通讯读取数据，画面监控设备状态。控制由成套厂家PLC系统完成。

3.2 活性炭吸附

10格活性炭吸附池采用双排布置，单排5格分别对应一组后臭氧接触池，炭吸附池采用升流式，单格设计滤速10.94m/h，炭层接触时间13.71min。

3.3 活性炭反冲洗

活性炭吸附池采用单气冲洗方式，冲洗强度为55m3/ m2.h。气冲前关闭进水阀门，打开防空法将池内水位降至反冲洗水位标高（1.75m），开始气冲，持续约5min，关闭气冲阀，打开进水阀及初滤水排放阀，初滤水排放约15min后，关闭该阀门，开始正常过滤。

四、砂滤池

4.1 概述

砂滤池采用气水反冲洗且具有表面扫洗功能的V型滤池，共分为20组池，单座滤站10组，双排布置；每组滤池分两格，单格过滤面积为14×3.5m，滤池有效深度3.8m，其中支撑梁高0.92m，滤板后0.18m承托层厚0.10m，滤料层厚1.4m，清水区高度1.20m。滤池主要参数：

设计流量 15312m3/h

滤速3.8m/h

过滤面积20×98m2 气冲强度55m3/m2.h 水冲强度 13-15 m3/m2.h 表洗强度 7-8 m3/m2.h 冲洗周期 >24h 4.2 滤池过滤过程

每组滤池在恒定液位下连续工作，通过滤池中液位计的信号与设定值的比较，出水调节阀可自动调整开启程度，使滤池整个系统水头损失恒定，从而保持滤池中的水位恒定，滤速恒定。

4.3 滤池反冲洗控制

正常的滤池反冲洗是根据时间或滤床堵塞状态自动进行的，主控室的操作人还原通过计算机也可以发出指令进行自动反冲洗。滤池在进行反冲洗前，首先检测回流调节池中的液位，但液位低于设定的允许反冲洗的上限液位时，方可进行反冲洗，否则需等待。滤池反冲洗过程由下列步骤组成：

A、降低水位

5-10Min B、阀门进行气冲洗

2-1Min C、阀门气水冲洗、表洗

4-6Min D、阀门水冲洗、表洗

3-5Min E、阀门初滤水排放

5-15Min 各个步骤在滤池运行一段时间后，根据经验做适当调整，滤池整个反冲洗经历时间约为18-38Min。

五、反冲洗设备间

5.1概述

本项目反冲洗设备间内设置砂滤池反冲洗水泵、砂滤池反冲洗鼓风机、炭吸附池反冲洗鼓风机及空气压缩系统。砂滤池反冲洗泵有三台（2用1备），单泵性能：Q=750m3/h，H=10m水泵出水连接至砂滤池的反冲洗总管。鼓风机房内设置三台砂滤池反冲洗鼓风机（2用1备），单击性能：Q=2700m3/h，H=4m，鼓风机连接至砂滤池的反冲洗空气总管。鼓风机房内设

置两台炭吸附池反冲洗鼓风机（1用1备），单泵性能：Q=4000m3/h，H=4m鼓风机出气连接至炭吸附池的反冲洗空气总管。

5.2 主要设备的控制

鼓风机管道气体流量，砂滤池出水流量，反冲洗水流量，压力，液位，颗粒计数、余氯均上传至厂区PLC，成为反冲洗泵和鼓风机的运行调节条件。

以下三种设备均将状态信号传送至PLC。

A、砂滤池反冲洗水泵：可实现手自动切换，自动方式下根据砂滤池出水流量的信号，自动调节泵的开关，具体详见按工艺。

B、砂滤池反冲洗鼓风机：可实现手自动切换，自动方式下根据砂滤池出水流量的信号，自动调节泵的开关，具体详见按工艺。

C、炭吸附池反冲洗鼓风机：可实现手自动切换，自动方式下根据砂滤池出水流量的信号，自动调节鼓风机的开关，具体详见按工艺。

六、污泥浓缩处理间

6.1 概述

污泥浓缩及处理间设置两座高效浓缩池，每个浓缩池设污泥抽吸泵和污泥回流泵各一台，互为备用。脱水机采用离心脱水机（2用1备），工作时间按12h/d考虑。储泥池设置潜水搅拌器两台，用以调节排泥的均匀性。PAM药剂制备装置为一套，其加药泵为螺杆泵五台，并设置五台稀释装置。管道上设置两台增压泵。

6.2 主要设备控制

污泥脱水机配套厂家成套PLC系统，通过通讯方式与PLC7连接读取数据，脱水机依靠自带PLC独立运行，PLC7读取状态值。

脱水机、进泥泵、加药泵、输送机信号，污泥脱水机进泥管及药剂投加管上电磁流量计信号，储泥池超声波液位计及污泥浓度计信号，污泥洁面仪信号，浓缩池排泥泵后的设置流量计和污泥浓度及均上传到厂区PLC.，并且通过PLC控制刮泥机的运行。

七、回流调节池及污泥调节池

7.1 概述

回流调节池和污泥调节池内设置离心潜水泵各四台，搅拌机各两台，调节池内设置一个超声波液位计。

7.2 主要控制方案

搅拌机的运行，在自动状态下主要根据池内液位计信号进行控制。在PLC程序中可通过设置搅拌机运行时间和间隔。也可以远程手动控制搅拌机的运行与停止。

污泥脱水机进泥管及药剂投加管上，均设置电磁流量计，用来连续监测污泥脱水机的进泥量，流量信号上传至厂区PLC。储泥池均设置超声波液位计及污泥浓度及各一台，用来

连续监测池内液位计污泥浓度。在浓缩池上设置污泥界面仪，PLC根据浓缩池的泥位信号控制刮泥机的运行。刮泥机的运行可以通过时间来控制，也可以通过泥位的高低自动开启或关闭。

八、送水泵房及变配电间

8.1 概述

送水泵房五台送水泵（4用1备），采用变频调速，在每台送水泵设置压力变送器，信号传送至PLC。出厂水仪表设置水质分析仪，包括浊度计、PH计和余氯分析仪。

吸水井内设置超声波液位计，另外水泵的点击定子（三相）、电机轴、及泵轴预埋三线PT100测温电阻，信号电缆引至水泵仪表箱，再通过总线上传至PLC。

8.2 主要设备控制

送水泵电机采用变频调速保证出水压力的稳定，避免供水管网出现压力时高时低。当开水泵指令发出后，首先辨别清水池液位是不是在合理位置上，在起动真空泵，打开抽空电磁阀，待真空信号发生器发出成形信号时，说明引水成功，关闭抽空电磁阀，启动水泵，打开对应出水电动蝶阀，水泵若未能按程序动作，则报警。当某台水泵电机发生故障，自动停水泵，并发出故障信号时，备用水泵自动投入运行。

接到关水泵指令后，先关闭对应出水电动碟阀，在停止水泵运行。当出厂水压力瞬间大幅度下降至0.2Mpa左右时,说明出水管网出现爆管现象，立即关闭相应的电动阀和泵机。每次增开水泵运行时，以运行累计台时少的投入运行；反之在减少水泵运行时，以运行累计台时多的停止运行，当清水池液位偏低时中控室上位机显示清水池低液位报警(同时触动语音报警)，必要时系统逐个停止水泵运行。如突然发生停电状况，当在次恢复供电时，泵机逐台启动，直至恢复到停电前的泵机运行台数。

8.3 工艺控制描述

送水时，根据管网压力（因无主管网压力，参考出水泵后5台压力平均值作为主管压力参考）,可手动和自动调节送水泵的频率，调节送水量。

在用水低峰期，管网压力高，水量需求低，根据压力和现场情况，判定启用一台还是两台送水泵，送水泵稳定运行在节能频率区间（35~45HZ），此时PID调节区间放大。

在用水高峰期，管网压力低，水量需求量大，同样根据管网压力和现场情况，依次把两台泵开到最大节能频率45HZ，如果水压还不足，启用第三台水泵，直至最大运行45HZ，不足时把第四台水泵打开，调节水量。

过了高峰期以后，依次关闭第四台和第三台水泵，先关闭液控蝶阀，在关闭水泵，稳定水压。

PID（比例积分微分）调节需要总管网压力准确的反馈数值，初步按照5台压力的平均值定位管网压力参考值，具体根据生产时5台出水泵口的压力与管网压力的比对数值进行调整。