任鶴云  雷震珊 俞士靜

(上海市政工程設(shè)計研究院)

　　摘要：本文簡要介紹了深圳濱河水質(zhì)凈化廠的工藝特點、工程特點、各專業(yè)設(shè)計要點及主要設(shè)計參數(shù)。

　　關(guān)鍵詞：A—B法  三槽式氧化溝 污泥消化 污泥脫水

　　1．工程概況

　　深圳市羅湖、上步區(qū)是深圳較早開發(fā)的地區(qū)。根據(jù)總體規(guī)劃，該地區(qū)將是特區(qū)的文化、商業(yè)中心和特區(qū)行政機關(guān)所在地，近年來該區(qū)發(fā)展迅速，目前人口已超過60萬人，供水量已突破30萬t/d，而接納該區(qū)生活污水的濱河水質(zhì)凈化廠經(jīng)二期擴建后僅有處理能力5萬t/d，為用水量的16%。由于規(guī)模過小，大量污水不能進入處理廠處理而直接排入深圳河(灣)，造成深圳河黑臭，嚴重影響環(huán)境。為改善環(huán)境，根據(jù)深圳市城市總體規(guī)劃要求和規(guī)劃部門改善污水系統(tǒng)的意見，深圳市東部即羅湖、福田(部分)兩地區(qū)污水治理擬將濱河水質(zhì)凈化廠擴建成日處理能力為30萬噸的大型污水處理廠，使大部分污水經(jīng)過處理后排放，以改善深圳河的污染情況，不斷提高環(huán)境質(zhì)量，改善投資環(huán)境。

　　三期擴建為日處理能力25萬噸，總投資28220.82萬元。該工程于1991年4月開始設(shè)計招標，1993年逐步進入施工，1996年12月完工并正式投入使用。

　　該工程主要特性指標如下：

　　2．工程設(shè)計

　　2.1 總體設(shè)計

　　2.1.1水量水質(zhì)

　　根據(jù)招標文件規(guī)定，濱河水質(zhì)凈化廠要在日處理污水5萬噸的基礎(chǔ)上擴建至日處理污水30萬噸的污水廠(即新增25萬t/d)，總變化系數(shù)k按1.3計算。

　　根據(jù)深建字(1991)110號文及深水指字(1991)05號文，污水進水水質(zhì)設(shè)計值為：

　　根據(jù)深水指字(1991)05號文的意見，濱河水質(zhì)凈化廠擴建工程的最終出水水質(zhì)指標為

　　2.1.2工程特點

　　該工程是一項擴建工程，不同于新建污水廠。工程在已建成投產(chǎn)的深圳濱河水質(zhì)凈化廠廠址擴展，新工程具有用地緊、規(guī)模大、處理要求高的特點。

　　(1) 用地受到限制，擴建用地狹小，水質(zhì)凈化廠總征地面積15.36hm²，建筑紅線內(nèi)面積14.8hm²，其中一、二期工程已占用土地6.5 hm²?？晒┯玫胤謨蓧K，一塊在廠區(qū)東部約2 hm²，一塊在西部(包括二期工程中留下的零星地)約6.4 hm²，即擴建的25萬t/d規(guī)模的污水污泥處理構(gòu)筑物必須在南部6.4 hm²的土地內(nèi)安排。

　　(2) 擴建工程水量規(guī)模較大，為原規(guī)模5萬t/d的5倍，成為水質(zhì)凈化廠的主體部分，其構(gòu)筑物的布局必須滿足工藝要求和便于運行管理，不能采取見縫插針的辦法，工藝安排難度較大。

　　(3) 出水水質(zhì)要求高。如前述，擴建工程的出水水質(zhì)必須與受納水體深圳河的水質(zhì)目標相銜接。深圳河的中下游水質(zhì)，按規(guī)劃要求，應(yīng)達到IV、V級水體，除COD為20～25mg/L，BOD為6～10mg/L等有機物指標外，還有氮、磷等濃度要求，所以在污水處理工藝的選擇上應(yīng)與深圳河水的水質(zhì)目標相適應(yīng)。

　　(4) 擴建工程終期規(guī)模為30萬t/d，一次建成，投資大，且建設(shè)周期較長。為減少近期投資，工程建設(shè)按處理深度逐步提高，工程分段實施的步驟進行。

　　(5) 以生活污染物為主要處理對象的水質(zhì)凈化廠，其處理工藝采用生物處理費用上是最經(jīng)濟的，但是，由于處理規(guī)模大，運行費則相當可觀，且運行費的55%以上是電費，所以降低能耗是降低水質(zhì)凈化廠運行成本的關(guān)鍵，且有利于維持長期穩(wěn)定運行。

　　2.1.3工藝流程

　　見圖2-1與圖2-2

 圖2-1   深圳濱河水質(zhì)凈化廠三期工藝流程

圖2-2   濱河水質(zhì)凈化廠污泥處理流程圖

　　2.1.4工藝特點

　　(1) 污水處理選用A-B法，利用A-B法不需設(shè)置初沉池且A段具有高負荷、低耗氧、強吸附的特點，半小時內(nèi)可去除50%以上的BOD₅，使池子總體積大大小于常規(guī)活性污泥法。該工藝有利于分段實施，近期上A段，用較少的投資就可達到50%以上的處理效果。

　　(2) B段采用三槽交替式氧化溝，使曝氣、沉淀合為一體，利用交替時的靜止沉淀提高效果，減少沉淀池體積，由于交替進水不需設(shè)置回流污泥提升系統(tǒng)，簡化了工藝流程，降低了動力消耗。

　　(3) 氧化溝系統(tǒng)運行靈活，可根據(jù)需要改變運行費用，且可采用邏輯程度控制，操作管理方便。

　　(4) 進水泵、回流污泥泵等選用潛水泵，大大減少了用地面積及土建費用。

　　(5) 氧化溝采用轉(zhuǎn)刷曝氣，部分為雙速馬達，調(diào)度方便，維修合理容易。

　　(6) 各處理階段均可超越，以適應(yīng)水質(zhì)的變化，并能滿足出水要求。

　　(7) 采用組合式構(gòu)筑物，以節(jié)省用地，如泵房上層設(shè)變配電間，三聯(lián)體下層設(shè)鼓風(fēng)機房。

　　2.1.5主要技術(shù)經(jīng)濟指標與1996年建設(shè)部標準的對比見表2-1。

表2-1  主要技術(shù)經(jīng)濟指標

　　2.2 工藝設(shè)計

　　2.2.1 進水泵房

　　該進水泵房為圓形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，直徑D=20m，內(nèi)設(shè)5臺無堵塞型潛水泵(四用一備)。單泵流量950L/S，揚程10.5m，為使配水均勻呈扇形布置，泵房上層設(shè)有變配電間及低壓配電間。

　　2.2.2 曝氣沉砂池

　　該池為矩形鋼混凝土結(jié)構(gòu)，前段為細格柵井，設(shè)有2臺寬3.0m、柵凈距為10mm機械格柵，采用格柵前后水位差啟動。后段為曝氣沉砂池，共分4槽。每槽寬3m，長19m，有效水深3m，最大流量時停留時間為3min，池上設(shè)置移動橋式吸砂機2臺，砂粒用砂泵吸出，并經(jīng)砂水分離后裝車外運，每日砂量約7.5m³。

　　2.2.3 A段曝氣池

　　該池為矩形鋼混凝土結(jié)構(gòu)，平面尺寸54.5m×22.5m，分兩組，每組分五格，每格寬10m，長10m，有效水深7.5m，總?cè)莘e7500m³，高峰流量時停留時間為0.55小時，平均流量為0.7小時，設(shè)計污泥負荷為2.5kgBOD₅/kgMLSS·d，污泥泥齡0.61天，每格曝氣池內(nèi)設(shè)置2臺抽筒式曝氣器，共20臺，由新建鼓風(fēng)機房供氣。

　　曝氣池進水端設(shè)有回流污泥泵房，裝有4臺潛水軸流泵，中間沉淀池的污泥經(jīng)泵提升后直接入A段曝氣池。

　　A段曝氣池設(shè)超越管，沉砂池出水可直接入中間沉淀池或入B段氧化溝進行處理。

　　2.2.4 中間沉淀池

　　該池為鋼混凝土矩形結(jié)構(gòu)的平流式沉淀池，分兩組，每組由4條沉淀池組成，每池寬10.5m，長64.5m，有效水深3.75m，停留時間約1.5小時。

　　池上設(shè)有橋式刮泥機共4套，跨度為21m。用刮板將污泥刮入泥斗，利用靜水壓排入泥井，并用堰門控制排泥量。每槽兩側(cè)設(shè)有出水堰，溢流率為2.9L/m·s。

　　2.2.5 鼓風(fēng)機房

　　鼓風(fēng)機房為獨立建筑，平面尺寸約為30m×18m，北側(cè)設(shè)有變壓器間，低配間，南側(cè)為風(fēng)機房，控制室及值班室。為便于進出風(fēng)管的安裝及維修，機房內(nèi)設(shè)有管溝。

　　風(fēng)機房內(nèi)設(shè)有4臺離心式鼓風(fēng)機(三用一備)，每臺風(fēng)量為120m³/min，風(fēng)壓為5m，配用電機功率為175kW，鼓風(fēng)機單機噪聲不大于85dB，為防止噪聲外傳，內(nèi)墻、頂棚均采用吸音材料，空氣由風(fēng)廊進風(fēng)，經(jīng)空氣過濾器除塵后入鼓風(fēng)機，為便于安裝維修，機房內(nèi)設(shè)5t電動懸掛式單梁起重機一臺。

　　2.2.6 配水井及三槽交替式氧化溝

　　為配合三槽式交替式氧化溝的不同配水方式，設(shè)置2座正三角形配水井，每座配水井內(nèi)側(cè)設(shè)置7m長傾斜式電動堰門3座，利用堰門的開閉改變氧化溝的進水點。

　　三槽交替式氧化溝即為帶有沉淀功能的氧化溝，共設(shè)置2座，每座由三溝組成，每溝平面尺寸為22m×157m，有效水深為3.5m，每座設(shè)置水平轉(zhuǎn)刷28臺，三槽中轉(zhuǎn)刷分配為(11,6,11)，其中9臺轉(zhuǎn)刷配制雙速電機(每槽3臺)。轉(zhuǎn)刷直徑均為1m，長9m，轉(zhuǎn)速為72red/min，雙速為72red/48red/min，配置電機功率均為45kW。每臺轉(zhuǎn)刷供氧量為74kgO₂/h，在轉(zhuǎn)刷水流前方設(shè)置導(dǎo)流擋板，使溝內(nèi)平均流速>0.3m/s。兩側(cè)槽為帶有沉淀功能的曝氣池，可轉(zhuǎn)換作曝氣及沉淀用，每槽內(nèi)設(shè)置14臺5m長的傾斜式電動堰門，出水溢流率為20.7L/m·s。中間槽為曝氣池，內(nèi)設(shè)轉(zhuǎn)刷5臺，曝氣后混氣液通過隔墻連通孔輪換進入兩側(cè)帶有沉淀功能的曝氣池，經(jīng)靜止沉淀后通過傾斜式堰門排出。由于三槽交替式氧化溝無污泥回流系統(tǒng)，剩余污泥經(jīng)泵唧入前濃縮池，濃縮后入污泥處理系統(tǒng)。

　　三槽交替式氧化溝運行靈活，運行周期可隨進水水質(zhì)及出流要求而改變，運行周期為8小時，操作運行可采用邏輯程序控制。

　　2.2.7 前濃縮池

　　前濃縮池為鋼混凝土結(jié)構(gòu)，直徑20m，共3座，1座用于濃縮A段污泥，2座用于濃縮B段污泥，A段污泥表面負荷為90.8kg/m²·d，濃縮時間約14小時，B段污泥表面負荷為19.1kg/m²·d，濃縮時間約15小時。

　　縮池內(nèi)設(shè)有周邊傳動半橋式濃縮機。

　　2.2.8 消化池

　　消化池除利用原有2座消化池外，增建2座和原消化池相似的池子(直段比原池高1.2m)作二相消化池，總有效容積7024m³，用于消化A段污泥，池外采用加熱混和攪拌器，并利用污泥內(nèi)循環(huán)加熱攪拌。

　　2.2.9 后濃縮池

　　新建的后濃縮池直徑D=20m，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。經(jīng)消化后的污泥入后濃縮池，可進一步提高含固率，降低脫水機負荷。污泥表面負荷91.3kg/m²·d，濃縮時間35小時，濃縮后含固率6%。

　　池內(nèi)設(shè)有周邊傳動半橋式帶柵濃縮機型式同前濃縮池。

　　2.2.10 勻質(zhì)池

　　為平衡脫水機的運行，該工程設(shè)置一座直徑16m，有效水深為2.5m的鋼混凝土結(jié)構(gòu)勻質(zhì)池，總?cè)莘e502m³，貯存時間約25小時，池內(nèi)設(shè)一臺不銹鋼水下攪拌器，攪拌器直徑600mm，配置功率7.5kW。

　　2.2.11 脫水機房

　　利用原脫水機房內(nèi)2臺帶寬2m的壓濾機進行脫水，增建一脫水機房，機房內(nèi)設(shè)一離心脫水機，處理量27.5m³/d。

　　脫水后污泥由皮帶輸送機送至污泥堆棚。

　　2.2.12 沼氣壓縮機房

　　除利用原有機房及設(shè)備外，增設(shè)2臺250m³/h、風(fēng)壓3kg/cm²、功率30kW的沼氣壓縮機，以滿足消化池攪拌要求。

　　2.2.13 貯氣罐及燃燒塔

　　廠內(nèi)原有2座貯氣罐，總有效容積為1200m³，增設(shè)一座有效容積1500m³的濕式貯氣罐，3座氣罐并聯(lián)使用，總有效容積為2700m³。

　　2.3 結(jié)構(gòu)專業(yè)

　　2.3.1 地基處理

　　水質(zhì)凈化廠位于深圳河邊，其土層分布情況如下，表層為4～6m厚雜填土或淤泥土，往下依次為6～8m厚砂層，2～3m厚殘積亞粘土，風(fēng)化基巖。設(shè)計中經(jīng)過對預(yù)制樁、灌注樁、端夯擴樁等樁型的反復(fù)比較，選用了在深圳從未使用過的端夯擴樁，以殘積層作為持力層。當?shù)貜V泛采用的φ480灌注樁，單樁承載力為50t，而φ420的端夯擴樁，單樁承載力可達75t以上，承載力提高50%，并且由于樁頭夯擴以后樁基的抗板力也有了很大的提高，更有效地解決了水池的抗浮，采用端夯擴樁后，地基處理費用減少了30%左右，目前該樁型在深圳已得到了廣泛使用。

　　2.3.2 結(jié)構(gòu)布置

　　水質(zhì)凈化廠用地緊張，在滿足工藝及其他工種的要求下，多種構(gòu)筑物利用結(jié)構(gòu)和工藝的特點采用疊建和連建，如將集水井、泵房、壓力井、高配間、變壓器室疊建，選用沉井結(jié)構(gòu)，地下12m，地上18m；閘門井、沉砂池、計疊井連建，取得了節(jié)約用地，降低投資，操作、管理方便的效果。對廠區(qū)內(nèi)原有的30m的城市排水明溝，在不改道、不斷流的條件下，采用挖孔樁基、塊石護坡，對排水明溝進行整治后，加設(shè)現(xiàn)澆鋼筋混凝土蓋板，提供了約5000m²6幢住宅樓建設(shè)場地。整個明溝整治費用約3000萬元，6幢住宅建成后其價值為10000萬元，凈利可達7000萬元。經(jīng)過對廠區(qū)內(nèi)場地的合理改造，不僅改善了環(huán)境，節(jié)約用地，節(jié)省投資，而且充分發(fā)揮了原有場地的經(jīng)濟效益。

　　2.3.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計

　　對大型矩形水池，如沉淀池(40×89m)、氧化溝(70m×150m)采用無梁樓蓋結(jié)構(gòu)，對圓形水池如消化池采用無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)的造型為節(jié)約投資起到了一定的作用。在水池設(shè)縫中，采用完全縫和引發(fā)縫相結(jié)合，沉降縫和伸縮縫相結(jié)合，較好地解決了水池的開裂問題，使用后未發(fā)生一起滲漏現(xiàn)象。在水體抗浮設(shè)計中，根據(jù)無蓋水池的特點比規(guī)范規(guī)定的地下水位高度降低0.3m，僅兩座氧化溝的樁基費用就降低了100萬元左右。

　　2.4 電氣設(shè)計

　　深圳市濱河水質(zhì)凈化廠三期擴建工程規(guī)模大，出水水質(zhì)要求高，擴建工程最終規(guī)模為30萬t/d。根據(jù)先進的污水處理工藝要求，并結(jié)合一、二期工程的配電情況，進行三期擴建工程的總體設(shè)計。

　　2.4.1 高壓配電間設(shè)計

　　由于規(guī)模大，變電所設(shè)置多，為此新設(shè)計一座功能比較齊全，近、遠期結(jié)合的新型高壓配電間。其特點如下：

　　(1) 高壓配電間內(nèi)設(shè)高壓開關(guān)柜室、控制室、值班室、備品室及盥洗室。

　　(2) 高壓配電的主結(jié)線采用雙電源單母線分段結(jié)線，兩段母線各帶一臺50kVA所用變，供高配間的控制，繼保，信號電源，二路10kV電源裝有閉鎖裝置，確保一常一備供電。

　　(3) 設(shè)備比較先進、新型

　　其中10kV高壓開關(guān)柜選用引進瑞士ABB公司技術(shù)制造的產(chǎn)品，金屬鎧裝手車式BA1型開關(guān)柜，SF6斷路器，這種開關(guān)柜由于技術(shù)先進，結(jié)構(gòu)合理，使用壽命長，在15年左右內(nèi)不需維修，節(jié)約了日常運行維修費用。同時手車柜保養(yǎng)也比較方便。直流操作電源采用先進的免維護電池屏組(一屏是恒流浮充充電，一屏是電池組)，滿足了直流彈操系統(tǒng)的要求。

　　(4) 繼電保護信號系統(tǒng)

　　(a) 10kV進線開關(guān)保護，裝設(shè)電流速斷保護，過電流保護，并設(shè)備用電源自動切換裝置。

　　(b) 10kV出線開關(guān)保護，采用電流速斷保護，過電流保護及單相接地保護。

　　(c) 10kV分段開關(guān)保護，采用電流速斷保護，過電流保護。

　　(d) 由主變壓器保護，裝設(shè)過電流保護、瓦斯保護和溫度保護，所有信號都能反映在控制室內(nèi)的信號屏上。

　　2.4.2 全廠變配電所設(shè)置

　　(1) 進水泵房變電所

　　安裝2臺1250kVA干式變壓器。

　　(2) 鼓風(fēng)機房變電所

　　安裝2臺1250kVA油浸式變壓器。

　　(3) 一、二期變電所

　　安裝2臺1000kVA油浸式變壓器。

　　(4) 家屬樓變電所

　　安裝一臺1000kVA油浸式變壓器。

　　(5) 蒸餾水車間變電所

　　安裝一臺400kVA油浸式變壓器。

　　上述變配電所均設(shè)在負荷中心，采用放射型的供電方式，確保用電的可靠性。廠內(nèi)各種電纜主要采用電纜溝敷設(shè)。全廠總裝接容量7400kVA，總計算負荷5300kW。

　　2.4.3 進水泵房變配電所及鼓風(fēng)機房變配電所設(shè)計的特點

　　這2座變配電所主要供電及控制對象是2座大型三槽式氧化溝，由于出線回路多，用電量大，是三期擴建工程電氣設(shè)計的重點之一。

　　基于進水泵房變配電所低壓出線98回路，鼓風(fēng)機變配電所低壓出線98回路，為此低壓配電柜選用BFC-20A改進型抽屜柜，每臺柜垂直可裝9個標準抽屜，除進線柜、出線柜寬度為1m，電容補償柜為0.8m，其余柜均為0.6m，與固定柜相比柜的數(shù)量減少許多，節(jié)省了土建面積，降低了基建投資。由于采用抽屜式，檢修與維護都較方便。

　　另外根據(jù)工藝控制要求，在轉(zhuǎn)刷電機(單速電機、兩速電機)、堰門電機和電動閘閥電機二次回路設(shè)計中都留有PLC控制節(jié)口，以便由計算機進行實時控制。

　　因受地形條件的限制，實際上進水泵房是由下部泵房、中間電纜夾層、上中為變壓器室和低壓配電室組成的特種構(gòu)筑物。由于出線電纜種類不同(電力電纜、控制電纜和信號電纜)、電壓等級不同(10kV、380V、220V和弱電電壓)、出線回路多(近100回路電纜)，設(shè)計根據(jù)不同的電壓等級、動力與弱電分開的原則采用兩端電纜豎井和電纜夾層相結(jié)合的方式，在豎井內(nèi)和電纜夾層中設(shè)置多層阻燃電纜橋架(鋼質(zhì)橋架中襯阻燃板)，節(jié)約了大量價格較貴的阻燃電纜，這樣不但保證運行的可靠而且保證檢修人員安全。由于變壓器室設(shè)在上部(3層)，設(shè)計選用干式變壓器，杜絕了油浸變壓器故障時油管曝裂噴油易引起火災(zāi)的隱患，保證了安全用電。

　　按工藝設(shè)計的要求采用根據(jù)池中溶解氧的多少來控制進風(fēng)閥門的角度，在進風(fēng)閥的電控裝置中設(shè)置了伺服系統(tǒng)，滿足工藝處理的最佳效果。

　　2.4.4 三槽式氧化溝電氣設(shè)計

　　三槽式氧化溝共2座，也是這次擴建電氣設(shè)計的重點之一。2座氧化溝中布置有轉(zhuǎn)刷電機56臺，其中單速電機38臺，雙速電機18臺，另外還有進出水堰門電機65臺。由于電力電纜和控制電纜較多，所以在氧化溝走道板兩側(cè)設(shè)置電纜橋架，但氧化溝待處理的污水在陽光照射下會產(chǎn)生較多的腐蝕性氣體，對電纜橋架作了防腐蝕特種處理，以延長使用壽命。另外為了便于調(diào)試和人身安全，在每臺轉(zhuǎn)刷電機旁設(shè)立緊急按鈕，這樣既方便了調(diào)試修理，又保證了人身安全。見圖6三槽式氧化溝工藝設(shè)計圖。

　　2.5 儀表控制專業(yè)

　　2.5.1 儀表控制設(shè)計要求

　　由于深圳水質(zhì)凈化廠三期擴建工程規(guī)模較大，凈化工藝較復(fù)雜，直接關(guān)系到深圳人民的日常生活，因此，對全廠的儀表設(shè)計提出了較高的要求。

　　(1) 檢測儀表配置

　　根據(jù)工藝流程，要求全面配置檢測儀表，以滿足生產(chǎn)過程監(jiān)測及自控，達到科學(xué)管理的目的。

　　(2) 控制系統(tǒng)

　　全廠建立一套分散控制、集中管理系統(tǒng)，實施主要生產(chǎn)工藝的過程自動控制，設(shè)備運行監(jiān)視及生產(chǎn)數(shù)據(jù)積累、運算、貯存等功能，最終達到節(jié)約能耗、藥耗、勞力和安全生產(chǎn)的目的。

　　(3) 控制內(nèi)容

　　對全廠主要生產(chǎn)流程，如泵機、鼓風(fēng)機、沉淀池、三槽式氧化溝、污泥處理等實施自動控制。

　　2.5.2 儀表控制設(shè)計構(gòu)思

　　(1) 檢測儀表配置

　　檢測儀表的配置在滿足生產(chǎn)工藝和自控的要求下，以少而優(yōu)為原則，尤其是水質(zhì)分析儀表，價格比較昂貴，維護保養(yǎng)的工作量大，必須選用優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定的產(chǎn)品，在安裝上著重考慮日常校表、維護的方便。

　　(2) 控制系統(tǒng)選擇

　　根據(jù)國際上控制技術(shù)發(fā)展過程和趨勢，摒棄大型計算機集中控制的高風(fēng)險方式，采用了集散控制的先進技術(shù)。集散系統(tǒng)的組成可以有DCS系統(tǒng)或PLC加上位管理機兩種方式。DCS系統(tǒng)具有系統(tǒng)組態(tài)容易，較適用于模擬量和調(diào)節(jié)回路多的情況；PLC系統(tǒng)現(xiàn)場程序控制功能較強，造價相對便宜。針對該工程大量的是機組的程序控制，因此選用了PLC系統(tǒng)。

　　(3) 控制內(nèi)容

　　根據(jù)工藝生產(chǎn)要求，確定以下主要控制內(nèi)容：

　　(a) 進水泵房，水泵機組的液位自控；

　　(b) 1#、2#三槽式氧化溝自控；

　　(c) 沉砂池吸機、粗細格柵、壓榨機、中沉池刮泥機、回流污泥泵等主要設(shè)備的遙控。

　　除了上述控制內(nèi)容，各主要設(shè)備的運行工況和數(shù)據(jù)檢測，也需達到過程監(jiān)測的要求。

　　2.5.3 儀表自控設(shè)計的特點

　　(1) 檢測儀表配置內(nèi)容及方法。水廠檢測儀表分為兩大類：一類為物理量檢測儀表，如壓力、液位、流量等；另一類為化學(xué)成分分析檢測儀表，如余氯、溶解氧、pH等。物理量檢測儀表響應(yīng)快、精度高、穩(wěn)定性好、維護工作量小，參與過程控制問題不大。化學(xué)分析檢測儀表響應(yīng)慢、誤差大、易漂移、維護工作量大，參與過程控制應(yīng)慎重。根據(jù)這些特點，該工程作了如下的配置及安裝。

　　(a) 物理量檢測儀表

　　① 液位：進水井、格柵液位差和消化池等均設(shè)置了液位檢測。采用超聲波液位計。

　?、?壓力：進水泵、污水泵和鼓風(fēng)機等泵口均設(shè)置了壓力檢測。采用無引壓管的直接旋入式壓力變送器。

　?、?流量：進水渠、污泥管、污水管和鼓風(fēng)機風(fēng)管等均設(shè)置了流量檢測，進水渠用巴氏槽超聲波液位式流量計，污泥量用電磁流量計，污水管采用帶標準管段多普勒式超聲波流量計，風(fēng)管采用孔板壓差式流量計。

　　④ 溫度：消化池泥及水泵機組均檢測前后軸溫和電機繞組溫度。采用Pt100鉑電阻。

　　(b) 化學(xué)分析檢測儀表

　　化學(xué)分析儀表中僅選擇了氧化溝溶解氧參與控制，該溶氧儀安裝在檢測現(xiàn)場，盡可能縮短信號反饋時間，有利于調(diào)節(jié)穩(wěn)定。

　?、?溶解氧：檢測沉淀水和氧化溝水的溶氧值。采用電極式附水沖裝置和提升桿，便于日常情況和維護。

　?、?余氯：檢測出廠水池余氯。采用電極式余氯分析計帶提升桿。

　　③ pH值：檢測進水和消化池pH值。采用薄膜滲透電極式pH計帶水沖裝置和提升桿。

　　(3) 儀表安裝

　　全部在檢測點現(xiàn)場安裝，變換成4～20mA標準信號傳輸?shù)礁鱌LC控制現(xiàn)場分站。

　　(2) 控制系統(tǒng)組成及功能

　　(a) 控制系統(tǒng)組成。由一個中心控制站和4個控制分站組成集散系統(tǒng)。中心控制站由兩臺Compaq2控機構(gòu)成，雙機熱備用，設(shè)于中心控制室，并配置了鑲嵌式工藝流程模擬屏。4個控制分站設(shè)于進水泵房、鼓風(fēng)機房和污泥泵房，其中1#分站用于老廠改造，中心站和分站之間由一根高速DHt數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)聯(lián)絡(luò)，數(shù)據(jù)傳輸速率10Mbit。

　　3個控制分站(不包括老廠改造分站)根據(jù)數(shù)據(jù)量作了如下配置(見表2-2)：

表2-2   控制系統(tǒng)組成

　　(b) 控制系統(tǒng)功能

　　① 中心控制站。主要是管理功能，如檢測參數(shù)和設(shè)備運行狀態(tài)的顯示及報警，實時和趨勢查閱，各種數(shù)據(jù)記錄、運算、制表等，并可在線對各運行設(shè)定值進行修改。通過操作站對分站控制程序的編制、調(diào)試和下載。

　?、?進水泵房分站。主要是控制進水泵房5臺泵機的開停順序，并根據(jù)進水液位控制泵機的開停臺數(shù)，根據(jù)溶氧值控制1#氧化溝的堰門和轉(zhuǎn)刷運行程序。

　?、?鼓風(fēng)機房分站。根據(jù)溶氧值控制2#氧化溝的堰門和轉(zhuǎn)刷運行程序。

　　④ 污泥泵房分站。主要是根據(jù)泥位控制污泥泵機的開停順序。2組消化池和污泥處理裝置的監(jiān)測和遙控。

　　(c) 檢測參數(shù)和集散系統(tǒng)的信號接口處理

　　由于全廠檢測了約60個模擬量和700個開關(guān)量，這些大量分散的數(shù)據(jù)如何正確接入集散系統(tǒng)，是控制系統(tǒng)成敗的重要問題。工程中采用了現(xiàn)場儀表盤“承上啟下”的過渡方式，在進水泵房、鼓風(fēng)機房、污泥泵房等3處設(shè)置了現(xiàn)場儀表盤，起到了以下作用：

　　① 大量分散的信號相對集中于儀表盤，并把各種類型的數(shù)據(jù)(如電流、電陰、電壓)全部轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一4～20mA標準信號。

　?、?由于集散系統(tǒng)各分站不設(shè)顯示器，是個“黑匣子”儀表盤起到了現(xiàn)場數(shù)據(jù)顯示作用，尤其在工程實施初期，集散系統(tǒng)還一時難以投運時，起了運行管理作用。

　　③ 便利了集散系統(tǒng)的調(diào)試，使集散系統(tǒng)統(tǒng)一與儀表盤接口。

　　(3) 根據(jù)運行經(jīng)驗儀表和控制系統(tǒng)的故障和損壞，大部分受過電壓的沖擊，深圳又屬多雷地區(qū)，而過電壓的主要來源是電源和接地系統(tǒng)，因此，在該工程中，儀表控制系統(tǒng)設(shè)立專用的接地系統(tǒng)，除外殼保護接入電氣接地系統(tǒng)，其他接地完全獨立。在儀表控制電源的入口處裝過電壓保護裝置。這兩項措施有效地減少了多雷區(qū)儀表過電壓的損壞率。