浅析牡丹江市污水深度处理回用厂工艺流程及自动控制方式

　　1．概述
　　牡丹江市经过五十多年的建设，特别是近二十年来的改革开放，使牡丹江市的经济和社会各方面都发生了巨大变化，经济建设取得了高速发展，城市建设也取得了令人瞩目的成就，城市用水量也随之明显提高。而牡丹江市的城市用水主要取自牡丹江的江水，根据有关部门对江水的监测，其径流量已呈逐年下降的均势。一个时期以来，水资源的短缺与水污染已经成制约一个地区或城市国民经济发展的限制因素，为保护现有的淡水资源，增加淡水资源的重复利用率，将牡丹江市城市污水处理厂出水进行深度处理并再利用，造福于人类是最佳的选择。本工程是2001年城市污水回用试点项目中央预算内专项资金投资计划内工程，2001年同中国市政工程华北设计研究院设计，2003年12月投产，回用水厂建设规模为5万吨/日。
　　2．工艺流程及其特点
　　2．1工艺流程
　　本工艺厂址是建设在原牡丹江市工业水源二水厂的厂址上，为保证工业企业用户供水安全的可靠性，本工程水源由两种水源提供，其一为牡丹江市城市污水处理厂出水，经过污水处理厂出水泵房500m长、DN1000mm的钢管送到回用水厂。该水质具有低温低浊、色度高、溶解氧含量低、藻类及有机质较多等特点：其二为牡丹江江水，牡丹江属于山区河流，河道窄、河床浅、自净能力差。汛期江水浊度由几十度猛增到上万度，而冬季只有几度。该工程净化系统设有稳压混合井、静态混合器、小网格反应池、小间距斜板沉淀池、V型滤池、反冲洗泵站和鼓风机房等。药剂部内设有投药系统和加氯系统。送水泵站内设有四台双吸式离心泵。
　　2．2工程设计中的主要技术特点：
　　由于上述两个水源的水质特点，我们在水处理工艺上采用了高效絮凝反应沉淀技术，即“涡旋混凝低脉动沉淀技术”——小孔眼反应池和小间距斜板沉淀池，大幅度地提高了水流中絮粒的碰撞机率，提高了净水效果。该技术与传统工艺相比具有快速高效、节省药量、节省占地、出水水质好且稳定、水力条件好、增强了对原水的适应性、产水量控潜能力大等特点。另外在过滤工艺上采用了V型滤池。其特点是采用单层加厚均匀颗粒的石英砂滤料、深层截污、V型进水槽布水均匀、池底部采用带长柄滤头底板的配水系统、反冲洗用气水同时冲洗、表面扫洗的独特形式。因此V型滤池具有过滤周期长、滤料层利用率高、截污能力强、滤后水质好、反冲洗强度小的优点，效果好，节省冲洗水量和电耗。
　　3．控制系统
　　水厂实现自动化控制不仅可以节省劳动力、降低工人的劳动强度，而且能在生产过程中施行自动检测、调整控制和事故报警，保证设备在良好的状态下运行，防范事故于未然，实现连续不间断供水。本设计自控系统采用了分布式集散型计算机管理和技能化测量仪表组合的方式。采用这种结构可使生产过程中的信息能够集中管理，以实现整体操作、管理和优化，同时，也使得控制危险分散，提高系统的可靠性。既考虑了操作、管理水平的提高，同时也兼顾了在保证生产管理要求的前提下，实现低耗高效的目的。
　　回用水厂的自动控制系统是由中心控制室及三个自控分站组成一个控制网络。三个自控分站分别是：原水提升泵站自控分站，净化间自控分站和变电所自控分站。整个系统分三级管理，包括中心控制室控制、分控制室控制及就地控制。各种数据通过PLC采集，并通过高速总线传送到中心控制室操作站集中管理。同样，中心控制室主机的控制命令也通过上述高速总线传送到各PLC控制分站的测控终端，实施各单元的分散控制。中心控制室内设置二套监管理计算机操作站。这两套监控管理计算机为冗余配备。可以分别侧重监测或管理功能，故障时可为备用，具有灵活的运行方式。
　　3．1原水提升泵站控制
　　控制方式为手动、自动两种。自动控制是根据超声波水位计测得的泵房水位置按照PLC程序自动控制多台水泵的轮值运行。同时，系统累加各个水泵的运行时间，自动轮换，以保证各水泵累计运行时间基本相等，使其在最佳状态下运行。
　　3．2SCD控制
　　本系统有自动和手动两种控制方式，自动控制是根据原水浊度和沉淀池出水浊度的要求，设定一个SCD值为反馈变量，在原水中投加净水剂后所测得的SCD值为前变量，组成一个前馈——反馈闭环控制系统，通过计算机来调节变频器的输出频充进行循环控制净水剂的投加量，使沉淀池出水浊度达到要求。
　　3．3加氯系统控制
　　本系统有自动和手动两种控制方式。自动控制方式是前加氯，根据进入净化间内的流量的大小按比例投加的原则。后加氯是根据滤后水流量为前变量，加氯后水中的余氯的反馈变量，通过计算机来控制加氯量，使出厂水中的余氯达到国家饮用标准。
　　3．4V型滤池控制
　　3．4．1恒水位过滤控制
　　根据测定滤池的水位变化来控制滤池的开启度，当滤池水位上升，则增加阀门开启度，增加滤后出水的断面。使滤后水保持流速不变，滤池水位基本恒定在一定水位上。在按滤池阻力损失决定反冲洗时，PLC首先要检查滤池出水阀门是否全开，如果尚未全开，则根据液位增加阀门和开启度。只有在出水阀全开的情况下，阻力达到设定值时，起动反冲洗程序。
　　3．4．2反冲自动控制
　　进入反冲洗周期时应经过等待判断，应根据清水池水位及正进行反冲洗的滤池格数决定，只能有一个滤池进行冲洗。
　　3．4．2．1定时反冲洗
　　根据预定设定的时间间隔，定时顺序启动滤池反冲洗设备。
　　3．4．2．2水头损失反冲洗
　　PLC根据检测滤池的水头损失自动启动反冲洗设备。
　　3．5送水泵站控制
　　根据水泵出水管道上压力变送器的数值，观察水泵的运行状态，并根据此数值判断是否满足水泵，阀门联运控制要求。
　　牡丹江市污水深度处理回用工程试点项目的建成和今后的运行保护了现有的淡水资源，增加了淡水资源的重复利用率，缓解了城市水资源短缺以及城市用水供需矛盾日益加剧的问题，充分发挥建设项目的社会效益、为我国在污水回用方面积累了一定的经验。