青岛市李村河污水处理厂


系统概述
  青岛市重点工程污水处理厂建设指挥部采用摩托罗拉公司的MOSCAD(Motorola SCADA)系统,监测控制李村河所辖各污水厂和各泵站的生产过程,利用摩托罗拉公司的MPT1327集群通信系统,实现语音、数据一体化的生产调度与管理。语音与数据通讯两个子系统被完美地融于一个SCADA系统中,为指挥部整个生产调度、监控、管理系统奠定了可靠的技术基础。
  污水处理调度远程监控和数据采集(SCADA)系统的主要功能是通过中心站能够全面了解相关污水处理厂、泵站的各种工艺参数;中心站将收集的参数进行处理和综合,以良好的界面提供给决策者,并向相应装置发布指令,以完善生产过程。   
  系统规模
  该系统包括1个调度中心站、4座污水处理厂和15座泵站,于2000年投入运行。
  系统结构
  青岛市李村污水处理厂自动化监控系统可大致分为两级,即第一级控制管理级(主控中心),第二级过程控制(各污水处理厂RTU及泵站RTU)。MOTOROLA公司的MOSCAD系统支持357~367MHz段的MPT1327集群对讲系统SELECTACOM MX通信组网。
  系统功能
  MOSCAD的主控调度中心应由监控和管理级的计算机系统或计算机网构成,MCP-M是控制中心与远程终端通过无线电相连的前端处理单元,负责接收和处理来自各测站RTU的数据及相关信息。主控调度中心根据网络在线数据和历史数据完成对全系统的管理和调度,提供有关数据报表,及向各测站发布指令。远程终端RTU检测污水处理厂和泵站中各种参数并将其通过无线网络传输至控制中心。控制中心运用Wizcon工控组态软件完成监控功能,中心可向RTU发送命令及查询要求,并能通过无线信道向RTU下装整个数据库、应用软件和参数。
  控制中心与远程终端之间通350MHz频段集群无线通信,MDLC通信协议被用于这个通信中。
  测站由摩托罗拉公司的MOSCAD RTU和本地的PLC设备构成,MOSCAD RTU包括CPU模块、MPT1327集群无线通信数传机、电源、后备电池和机箱等。本地的PLC设备为以下几种品牌:Modicon、AB SIEMENS 等。   
  系统特点
  * MOSCAD系统中从芯片到通信机等所有部件皆由摩托罗拉公司生产,它较之于由多家设备拼装而成的系统具有更高的可靠性,系统的升级、维护和扩容更有保障。
  * PLC系统与调度系统完美结合。
青岛市李村河污水处理厂
装甲兵工程学院污水处理规划图
  项目概况
  装甲兵工程学院地处北京市丰台区,原有生活污水、坦克训练扬尘、噪音三大污染源,不仅事关官兵们的身体健康,还对军民关系造成了不良影响。当地居民多次强烈要求予以治理,每年“两会”都有代表提出议案。对此,环工中心以营区污水治理为主线,以建设生态型营区为目标,充分利用中水资源,在训练场地设置了7个人工湖面,建成水面景观148亩,并结合地形建造瀑布、景观桥,既美化了环境,又起到了降尘 、调湿、储水和林区消防储备用水的作用。建成后的训练场春有花、夏有荫、秋有果、冬有青,鸟语花香、流水潺潺,成了官兵们训练之余休闲娱乐的一处好地方。张统提出的环境保护与军事训练设施建设并举、污染治理与中水回用相结合、污水资源化与绿化美化相统一的新思路,在北京地区5个举足轻重的部队营院得到了应用。 
  指导思想及总体规划  
  以营区污水治理为主线,以建设生态型营区为目标,坚持“高起点规划、高标准设计、高效益运行”,多管齐下,综合治理,在全军开创一条“环境保护与军事训练设施建设并举、污染治理与中水回用相结合、污水资源化与绿化美化相统一”的生态环境建设新思路,以此提升学院营区整体生态环境质量和综合办学能力。整个项目最终实现“功能齐全,设施完善,消除污染,资源循环利用”,建设成”生态型、花园式、人文化营区”的治理目标。
  总体规划是在主营区西南角建设一座日出里能力3000 m3/d的污水处理及中水回用站,其中1000 m3/d的中水用于营区及坦克训练场的水面景观和绿化美化,其余2000m3/d达标排放。 
  设计内容及实现目标
  ⑴ 通过生活污水处理,解决营区水污染问题。
  ⑵ 通过中水处理,实现污水资源化。
  ⑶ 通过坦克道路硬化、绿化和美化,解决训练场的扬尘污染问题,建成生态型坦克训练场。
  ⑷ 通过生态营区建设,达到环境育人的目的,实现军事、社会、环境和经济效益的统一。
  工艺流程设计

 

青岛市李村河污水处理厂

 

污水站整体特点
  整个污水处理站占地近4000m2,绿化面积2594 m2,绿化率67%,设计充分结合周围的地形和环境条件,通过合理的规划和组合式工艺设计,具有结构紧凑,易于施工,节省占地面积等特点,实现了污水站花园式、景观化设计。
  污水站附属用房占地面积256m2,包括中水设备间、鼓风机房、污泥脱水间、控制室、分析化验室和值班室等,设计以人为本,充分考虑了功能分区、动静分区,方便了值班人员的操作与管理。
    污水站具有如下四大特点:
    ⑴ 先进的污水处理系统;
    ⑵ 经济的中水回用系统;
    ⑶ 现代化的集中控制系统;
    ⑷ 节能的变频曝气系统。  
  综合效益分析  
  该项目经过近半年的运行实践表明:项目不仅取得了明显的环境效益,而且带动了综合效益的大幅提升。
  ☆显著的军事效益
  经过坦克训练场的中水资源化水体景观设计和绿化美化设计等综合环境治理,彻底消除了因装甲车辆驾驶训练带来的大量扬尘污染,昔日的坦克训练场“晴天满山土、雨天一路泥的黄土岭”,如今变成了训练功能齐全、景色宜人、绿水蓝天的新景观。坦克训练场的成功设计,使我们走出了一条“环境改造与训练设施建设并举、污染治理与资源利用结合、降尘降噪与绿化美化统一”的生态环境建设新路子,建成了我军第一个生态型坦克训练场,保障了教学工作的顺利进行,为我院向全军培养合格的军事指挥技术人才打下了坚实的基础。  
  ☆良好的社会效益
   党中央、国务院为我们描绘了建设和谐社会的美好前景,中央军委也多次发出“部队的环保工作要走在社会的前列”的号召,而装工院以污染治理为核心的污水资源化和生态型人文景观建设就是体现了“以人为本,循环使用,持续发展”的建设理念,落实循环经济和可持续发展观的具体体现。通过新建的高效污水处理系统,每年可节约用水36万吨,实现了污染变资源的重大突破。另外,经过营区生态环境建设,扬尘消失了,噪音控制了,污水成宝了。以往,每逢“两会”,人民代表就把学院的污染问题列入提案,由于周围居民受扬尘污染不时地阻挠上课,经常停课,给教学训练造成损失。现在,军政、军民之间关系重新变得融洽,彼此成为和谐相处的好邻居。
  ☆可观的经济效益
  污水处理及回用设施建成前,学院每年交纳排污费近70万元,污水处理站投入使用后这笔费用可完全节省,同时每年还可节约绿化灌溉水费近25万元,加上中水回用的政府补贴每年约24万元,减去污水站运行成本和驾驶场绿化管护费用约75.6万元,每年节省经费达43.4万元。
  当检测滤格水位的液位仪出现精度或零点漂移故障,由技术人员通过计算机界面调整自控系统液位仪参数进行修正,保证液位恒定。
  在特殊情况下,可由操作人员从计算机界面直接控制出水调节阀的开度,以将滤格水位控制在需要的水位。
  当自控系统因需要或出现故障不能运行时,操作人员可将滤池滤格就地控制箱控制出水调节阀的控制器手/自动开关拨至手动位置然后进行纯手动调节出水调节阀开度。
 4.2 反冲洗模块
   系统通过控制采样电池阀采集滤池各格滤后水浊度,当某格滤池浊度满足反冲洗条件,就发出该格滤池反冲洗请求。
  以浊度为条件的自动反冲洗相辅相成的是周期反冲洗,就是说当某格正常运行的滤池超过规定的时间因未满足浊度反冲洗条件没有进行反冲洗时,也自动发出该格滤池反冲洗请求。
  另外在特殊情况下,操作人员可通过计算机界面发出冲洗请求。
  当自控系统因需要或出现故障不能运行时,操作人员可将滤池滤格就地控制箱阀门和泵房各控制箱手/自动开关拨至手动位置进行手动操作。  
  系统接受到反冲洗请求,如果没有其它滤格正在反冲洗就立即响应进入反冲洗流程;如果有其它滤格正在反冲洗就等待其完成。
  进入反冲洗流程,依次是降水位、气冲洗、气水混合冲洗、水冲洗、反冲洗结束投用五个步骤。
  在自动反冲洗流程中,出现阀门故障(如开关到位信号故障)时,由操作人员到现场判断是否继续进行或停止反冲洗,并从计算机界面输入相应信息,此功能使得现场小故障不至导致反冲洗不能正常进行。
  在自动反冲洗流程中,出现反冲鼓风机、反冲水泵故障时,自控系统自动截换启动备用风机、备用水泵;当反冲鼓风机、反冲水泵没有备用时,则根据现场情况进行处理。此功能保障单台设备故障不至影响反冲洗正常进行。 
  4.3 巡检与报警
  自动检测污水坑水位,满足排污条件就报警并自动启动排污泵。
  自控系统不断地检测水位、压力、阀门状态、风机水泵状态及浊度等是否正常;一旦出现异常就会及时报警。
  对于不同的报警,系统有不同的提示方式。对于严重性质的报警,系统会在现场计算机屏幕上弹出全屏幕报警窗口,用声音和闪烁的颜色提示操作人员,并记录到报警数据库中;对于一般性质的报警,系统会利用报警栏和声音提示操作人员注意,并记录到报警数据库中。 
  4.4 生产数据分析与预测
   由于一天24小时中水厂生产水量并非恒定不变,往往白天供水量远大于夜晚或凌晨供水量,在供水高峰时段进行滤池冲洗显然不合理。因此,可对滤池反冲洗时段进行控制(如可以根据取水泵房机组开停情况和清水池液位情况综合分析出最佳冲洗时段,利用该时段自动控制滤池反冲洗,从而确保水量满足供水要求)。
  系统记录的滤池信息,为全面掌握滤池运行状况提供了条件(如滤池浊度信息反映出的滤池运行信息)。  
  4.5 生产数据记录与日志生成
  系统提供以下数据记录:
   生产数据的实时记录
   生产数据的历史数据记录和趋势分析图
   操作控制日志记录
   报警记录 
  结束语:
   该工程自动化设备采用AB公司的SLC-500的PLC设备,经实践运行稳定可靠。故把这方案推荐给大家,不妥之处请指正。

 

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