南郊污水處理廠(chǎng)污水處理流程主工藝為T(mén)U氧化溝,中水處理流程主工藝為絮凝沉淀池+V型濾池,主要工藝單體為粗格柵提升泵房、細格柵旋流沉砂池、TU氧化溝、污泥泵房、污泥脫水機房、絮凝沉淀池、V型濾池、送水泵房等。污水處理規模為2.5萬(wàn)m3/d,中水處理設施規模2.5萬(wàn)m3/d,目前已投產(chǎn)運行。
南郊污水廠(chǎng)中采用變頻技術(shù)的設備主要為粗格柵提升泵房?jì)鹊奶嵘?、污泥泵房中的回流污泥泵以及送水泵房中的送水泵?/div>
二、水泵變頻控制原理及變頻器選用
污水處理廠(chǎng)采用的變頻器為ABB公司ACS510系列變頻器,此系列變頻器的功率范圍為0.75kW-160kW,變頻器內置2個(gè)AI模擬量輸入端口,2個(gè)AO模擬量輸出端口,6個(gè)DI輸入端口,3個(gè)繼電輸入端口,可方便的實(shí)現頻率給定、頻率輸出顯示、啟/停、恒速選擇、設備繼電互鎖等各類(lèi)功能,滿(mǎn)足污水廠(chǎng)變頻設備的功能要求。
三、粗格柵提升泵變頻控制設計
粗格柵提升泵房?jì)忍嵘玫淖饔檬菍⑽鬯畯S(chǎng)通過(guò)粗格柵過(guò)濾后的進(jìn)水由低液位提升至高液位,以實(shí)現后續污水處理流程實(shí)現重力流,污水提升泵的合理、高效運行是污水處理流程正常執行的重要保證。
提升泵選擇的依據為進(jìn)水量及揚程,應啟動(dòng)2臺75kW提升泵,但污水廠(chǎng)所服務(wù)的區域為新建開(kāi)發(fā)區,部分計劃內的排水企業(yè)尚在建設中,進(jìn)水無(wú)法達到設計水量。這就造成2臺水泵同時(shí)運行時(shí)提升泵房液位下降過(guò)快,停1臺泵后液位又會(huì )很快上漲,造成水泵頻繁啟停,縮短水泵的使用壽命。
針對這個(gè)問(wèn)題,設計采用變頻方式調節水泵流量,水廠(chǎng)進(jìn)水提升泵共設3臺,2用1備,2臺運行水泵中的一臺根據進(jìn)水情況調節運行頻率,滿(mǎn)足進(jìn)水量要求。
由于進(jìn)水量每天的瞬時(shí)流量變化很頻繁,變頻器直接根據流量控制會(huì )造成變頻器頻繁調節水泵運行頻率,影響水泵使用壽命,所以進(jìn)水提升泵根據集水井的液位調節變頻參數,以控制集水井液位的方式間接調節提升水量。
集水井設超聲波液位計一臺,液位計采集到的4-20mA液位信號提供至廠(chǎng)內PLC,PLC再根據程序要求輸出控制信號至變頻器,根據調節變頻值。
四、回流污泥泵變頻控制設計
污泥泵房主要需要變頻調節的設備是回流污泥泵,因為回流污泥量與氧化溝內污水的溶解氧、污泥濃度、水中污染物成份組成、進(jìn)場(chǎng)水量等諸多參數均有關(guān)聯(lián)性,針對這些參數做精確閉環(huán)調節的難度大,復雜程度高。
如果設定不當或進(jìn)水條件變化還很容易造成處理效果下降的風(fēng)險,所以,根據以往設計經(jīng)驗，回流污泥泵的變頻運行方式為：在一定時(shí)間內采用定頻恒流量的方式運行,采用變頻的主要目的是保證污泥泵在一定范圍內調節回流污泥量的能力,在污水廠(chǎng)進(jìn)水量和水質(zhì)發(fā)生變化時(shí)可靈活方便的調節污泥量,達到工藝要求。
回流污泥泵功率為75kW,二用一備,因為回流污泥量的參數需待污水進(jìn)場(chǎng)后在試運行調試階段再根據進(jìn)場(chǎng)水質(zhì)的實(shí)際檢測結果設定,所以本工程設計階段未指定具體的變頻要求,只是設計在60%-200%之間可調,水廠(chǎng)運行后,回流污泥泵在一段時(shí)間內固定在一個(gè)頻率運行,使污泥回流量相對穩定,回流比根據進(jìn)水量做一定的波動(dòng),待水質(zhì)或進(jìn)水量有大的改變后,再調節變頻參數,使氧化溝的MLSS、DO等參數滿(mǎn)足工藝要求。
根據以上分析,回流污泥泵控制中變頻主要采用定頻方式運行,一段時(shí)間內不做動(dòng)態(tài)調節,回流泵控制柜采用手/自動(dòng)控制,控制柜變頻參數可由中控室上位機或現場(chǎng)通過(guò)變頻器AI端口設定。
五、送水泵變頻控制設計
送水泵房主要設備是送水泵,送水泵的工作原理為變頻恒壓供水系統。該方式通過(guò)變頻器的頻率調整改變水泵流量,從而使管網(wǎng)水壓連續變化。壓力傳感器檢測管網(wǎng)水壓,在PLC內輸入壓力設定信號和壓力反饋信號后,經(jīng)可編程控制器PLC內部控制程序的計算,輸出給變頻器轉速控制信號,實(shí)現管網(wǎng)水壓的閉環(huán)調節,使供水管網(wǎng)的壓力值在設定值上下小范圍浮動(dòng),滿(mǎn)足管網(wǎng)水壓的設定要求。
采用恒壓供水方式,供電頻率升高時(shí),水泵轉速加快,供水量相應增大;用水量減少時(shí),頻率降低,水泵轉速減慢,供水量亦相應減小,這樣就保證了供水效率,同時(shí)達到了提高供水品質(zhì)和供水效率的目的,“用多少水,供多少水”,由于恒壓供水的優(yōu)越性,目前已經(jīng)在我國得到了普遍的認可。
南郊污水處理廠(chǎng)管網(wǎng)壓力為0.8MPa,本工程生產(chǎn)的中水主要用途為綠化用水及景觀(guān)河補水,根據當地情況,本期共設2個(gè)綠化區,采用分區供水的方式運行。其中1區出水管規格為DN400,V=0.77m/s,1000i=2.2m,本區設立式離心泵2臺,1用1備,單臺參數：Q=360m3/d,H=70m,N=132kW。2區出水管規格為DN500,V=0.93m/s,1000i=2.33m,本區設立式離心泵2臺,1用1備,單臺參數：Q=685m3/d,H=51m,N=132kW。兩組泵及管網(wǎng)獨立運行,互不干擾。
根據工藝設置,電氣自控也設置2套獨立的控制系統控制水泵運行。水泵控制原理是根據管道壓力上下限設定值與壓力實(shí)測值(插入式壓力傳感器傳回)的偏差進(jìn)行PLC自動(dòng)控制,由PLC輸出頻率給定信號至變頻器。變頻器再根據PLC發(fā)來(lái)的頻率給定信號及預先設定好的加速時(shí)間等內置流程控制水泵的轉速以保證水壓保持在壓力設定值的上、下限范圍之內,實(shí)現恒壓控制?？刂屏鞒桃?jiàn)圖1。
污水處理
六、結論
實(shí)踐證明,采用變頻調速技術(shù),可以改善傳統的設備運行方式,不僅節約能源,而且對于提高整個(gè)污水處理系統的自動(dòng)化水平,減輕廠(chǎng)內操作人員的勞動(dòng)強度,滿(mǎn)足處理工藝的特殊需求等方面都有很好的效果,在污水處理行業(yè)值得推廣應用。
