關(guān)鍵環(huán)節(jié)精準(zhǔn)控制

精確加藥系統(tǒng)

精確加藥系統(tǒng)于2020年8月投入使用，在其投用后，十五里河廠的生產(chǎn)藥劑單耗整體呈下降趨勢。2019年至2021年全年平均碳源單耗分別為：1.473、1.378、1.340 t/萬噸水，2021年碳源單耗同比2019年下降約10%。2019年至2021年全年除磷藥劑單耗分別為0.695、0.636、0.559 t/萬噸

項(xiàng)目技術(shù)工藝/裝備簡介

關(guān)鍵環(huán)節(jié)精準(zhǔn)控制

精確加藥系統(tǒng)

基礎(chǔ)環(huán)節(jié)建設(shè)

十五里河首創(chuàng)自2018年11月接手十五里河廠運(yùn)營，各期加藥間設(shè)備陳舊銹蝕、整體環(huán)境較差、電氣設(shè)備規(guī)范性不符合要求等，嚴(yán)重影響藥劑的正常投加及運(yùn)行控制。

為提升廠區(qū)形象，節(jié)能降耗，公司于2019年11月開始實(shí)施加藥系統(tǒng)技改項(xiàng)目，通過改造原有加藥間，新增加藥設(shè)備、重新鋪設(shè)加藥管線、新增關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)過程數(shù)據(jù)儀表和開發(fā)精準(zhǔn)加藥系統(tǒng)等措施，使十五里河廠加藥系統(tǒng)有了質(zhì)的改變。

圖2：加藥間現(xiàn)場照片

信息收集與自動(dòng)控制

通過鋪設(shè)光纖，使加藥間的PLC與中控室的數(shù)據(jù)庫之間實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)和控制共享，現(xiàn)場加藥間的PLC通過讀取中控室數(shù)據(jù)庫中的進(jìn)水水量水質(zhì)數(shù)據(jù)、工藝關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的硝態(tài)氮和磷酸鹽數(shù)據(jù)、出水的水量水質(zhì)數(shù)據(jù)，計(jì)算得出實(shí)時(shí)所需的生產(chǎn)藥劑瞬時(shí)投加量，然后控制精確加藥設(shè)備來調(diào)整加藥量，以此實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制加藥。

圖3：加藥系統(tǒng)光纖及電纜布置圖片

數(shù)據(jù)價(jià)值深度挖掘

該系統(tǒng)核心動(dòng)態(tài)算法的參數(shù)設(shè)置，是根據(jù)十五里河廠歷年水質(zhì)水量、加藥數(shù)據(jù)計(jì)算得到且經(jīng)過調(diào)試驗(yàn)證。同時(shí)在日常的使用過程中，還可以通過對每日過程樣數(shù)據(jù)的分析，修改算法的系數(shù)，根據(jù)不同氣溫、不同進(jìn)水量下的水質(zhì)數(shù)據(jù)，調(diào)整計(jì)算系數(shù)從而讓該系統(tǒng)更加適應(yīng)當(dāng)前水質(zhì)。精確加藥系統(tǒng)的投運(yùn)，緩解了運(yùn)行人員手動(dòng)調(diào)整加藥的壓力，同時(shí)也避免了因人為調(diào)控導(dǎo)致的加藥量誤差以及不及時(shí)性。

精確除砂系統(tǒng)

基礎(chǔ)環(huán)節(jié)建設(shè)

十五里河廠有4座曝氣沉砂池，改造前通過人工現(xiàn)場開啟的方式運(yùn)行，不僅耗時(shí)耗力還經(jīng)常出現(xiàn)因開啟頻次不足而導(dǎo)致提砂管道堵塞的現(xiàn)象。

為了提高除砂效率，降低設(shè)備故障率，2021年，十五里河廠對全廠的曝氣沉砂系統(tǒng)實(shí)施自動(dòng)化改造，改造內(nèi)容主要包括新增沉砂池設(shè)備自動(dòng)控制邏輯及對應(yīng)的PLC遠(yuǎn)控系統(tǒng)，同時(shí)在中控系統(tǒng)上位機(jī)中添加了控制畫面，讓運(yùn)行人員可以遠(yuǎn)程更改控制參數(shù)，控制系統(tǒng)運(yùn)行。

圖4：曝氣沉砂池自控改造圖片

信息收集與自動(dòng)控制

改造部分控制系統(tǒng)和增加中控上位機(jī)組態(tài)畫面。現(xiàn)場對行走橋、提沙井、砂水分離器進(jìn)行線路和控制開關(guān)改造。行走橋更換接近開關(guān)，控制行走橋的啟停?，F(xiàn)場增設(shè)PLC控制柜，控制行走橋、提沙井、砂水分離器的運(yùn)行，中控室增設(shè)上位機(jī)組態(tài)畫面，可遠(yuǎn)程控制各期曝氣沉砂池的工作狀態(tài)。

圖5：曝氣沉砂池PLC

數(shù)據(jù)價(jià)值深度挖掘

通過對全天水量的波動(dòng)規(guī)律分析，該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)分時(shí)調(diào)整開啟頻次。在清晨和傍晚水量低時(shí)，降低開啟頻次實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，在下午和晚上居民用水高峰期間增大開啟頻次，提高除砂效率，確保進(jìn)水中的無機(jī)砂礫得到有效的去除。同時(shí)還可以根據(jù)進(jìn)水SS濃度高低，對運(yùn)行人員進(jìn)行彈窗報(bào)警，讓運(yùn)行人員手動(dòng)開啟系統(tǒng)，確保除砂系統(tǒng)的運(yùn)行效率。

水量調(diào)配系統(tǒng)

十五里河廠雖然分四期建成，但是各期進(jìn)水可以互通，廠內(nèi)建設(shè)有兩座配水井，可以實(shí)現(xiàn)一二期、三四期之間水量的互相調(diào)配。配水井現(xiàn)場均采用電動(dòng)閥門控制，各生化系統(tǒng)進(jìn)水端安裝有電磁管道流量計(jì)，為各期水量分配提供數(shù)據(jù)支撐。

由于目前十五里河廠的實(shí)際生產(chǎn)負(fù)荷率約為80%左右，并未滿負(fù)荷運(yùn)行，所以我廠在實(shí)際運(yùn)行過程中，按照水質(zhì)第一、節(jié)能降耗的原則對各期的水量進(jìn)行調(diào)配，在處理水量較低時(shí)將大部分水量分配至能耗較低的系統(tǒng)中進(jìn)行處理；在進(jìn)水水質(zhì)較高時(shí)將大部分水量分配至體量較大的系統(tǒng)中進(jìn)行處理，減少進(jìn)水的沖擊；而當(dāng)水量充足時(shí)則盡量保證各期系統(tǒng)的滿負(fù)荷運(yùn)行，保證前池處于低液位的運(yùn)行狀態(tài)，做到污水應(yīng)收盡收，防止外部管網(wǎng)發(fā)生冒溢事故。

圖6：配水井

能源集約利用

建設(shè)能效管理平臺(tái)

十五里河污水處理廠2020年投資約120萬元，打造了一套能效管理平臺(tái)系統(tǒng)，該套系統(tǒng)可以準(zhǔn)確的記錄各工藝段電耗比例以及各時(shí)間段電耗變化，可以觀察各期系統(tǒng)主要設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常及時(shí)報(bào)警，提醒工作人員處理。

圖7：能效管理平臺(tái)功能展示

通過能流圖，描述全廠能耗的流向和分配情況，鼠標(biāo)選懸浮在對應(yīng)能流上，會(huì)顯示該工藝段或者設(shè)備累積電能的大小和百分比。

圖8：能效管理平臺(tái)功能展示

一張圖展示全廠所有關(guān)鍵能效數(shù)據(jù)，包括 電量、噸水電耗、最大需量、功率因數(shù)等等。

編輯：黃延麗