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黃浦路541號網(wang)絡產業大廈1909室(shi) |
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| 污水(shui)廠的(de)(de)雨水(shui)調節池的(de)(de)工(gong)藝應用 |
| 發表時間：2024-02-02 15:16:13 作者：admin |
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由于歷史原(yuan)因，多數城鎮(zhen)的(de)(de)(de)雨水(shui)(shui)和(he)污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)的(de)(de)(de)排(pai)放(fang)管道是(shi)(shi)合并建設(she)的(de)(de)(de)，雖然(ran)近(jin)年來全國各地(di)都在積(ji)極進(jin)(jin)行(xing)雨污(wu)(wu)(wu)分流管網的(de)(de)(de)改造(zao)(zao)(zao)工(gong)作，但是(shi)(shi)涉(she)及(ji)(ji)到老舊城區的(de)(de)(de)拆遷改造(zao)(zao)(zao)，地(di)下管網的(de)(de)(de)復雜混(hun)接(jie)等等原(yuan)因，該項工(gong)作進(jin)(jin)行(xing)的(de)(de)(de)并不是(shi)(shi)很順(shun)利(li)。為了避(bi)免(mian)降雨天(tian)氣里(li)，污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)廠無法及(ji)(ji)時處理初期(qi)雨水(shui)(shui)造(zao)(zao)(zao)成雨污(wu)(wu)(wu)混(hun)合液外溢造(zao)(zao)(zao)成環(huan)境污(wu)(wu)(wu)染的(de)(de)(de)風險，一些地(di)市要(yao)求(qiu)污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)廠建設(she)進(jin)(jin)水(shui)(shui)調(diao)節池(chi)來減緩(huan)這(zhe)種風險。
作為雨水(shui)削峰(feng)的調(diao)節池建(jian)(jian)成(cheng)后，污(wu)水(shui)廠(chang)(chang)的運維管理人員發現市政污(wu)水(shui)廠(chang)(chang)的調(diao)節池使用率(lv)(lv)并不是很高(gao)，雨季(ji)會起到一定(ding)的作用，但是在其他季(ji)節調(diao)節池基本用途不大，造成(cheng)了基建(jian)(jian)投資的浪費。污(wu)水(shui)廠(chang)(chang)應采(cai)取一定(ding)的工(gong)藝措施來提高(gao)已建(jian)(jian)成(cheng)調(diao)節池的污(wu)水(shui)廠(chang)(chang)對該(gai)設施的利用率(lv)(lv)。
調(diao)節池一(yi)般建設(she)(she)在污水(shui)廠(chang)的(de)(de)進(jin)水(shui)口前(qian)端(duan)，處于污水(shui)廠(chang)工(gong)藝路線的(de)(de)最前(qian)端(duan)，從(cong)污水(shui)廠(chang)的(de)(de)工(gong)藝功(gong)能(neng)設(she)(she)置(zhi)來說(shuo)，它不太可能(neng)實現污染物(wu)的(de)(de)去除，因此(ci)調(diao)節池的(de)(de)工(gong)藝作用不能(neng)從(cong)污染物(wu)的(de)(de)去除角度來進(jin)行考慮，而是要從(cong)水(shui)量(liang)的(de)(de)角度來進(jin)行工(gong)藝功(gong)能(neng)的(de)(de)設(she)(she)置(zhi)。
在規模較小的(de)(de)(de)城鎮，市政污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)廠(chang)(chang)接納(na)的(de)(de)(de)居民(min)生活污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)量(liang)(liang)受(shou)到(dao)城鎮居民(min)用水(shui)(shui)(shui)習慣(guan)呈現(xian)(xian)明(ming)顯的(de)(de)(de)周期性(xing)的(de)(de)(de)峰谷規律，下圖(tu)是某污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)廠(chang)(chang)的(de)(de)(de)進(jin)水(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)波動變(bian)化(hua)情況，可以看到(dao)污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)廠(chang)(chang)的(de)(de)(de)進(jin)水(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)規律性(xing)的(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)量(liang)(liang)變(bian)化(hua)。這(zhe)(zhe)種(zhong)規律性(xing)進(jin)水(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)量(liang)(liang)變(bian)化(hua)給污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)廠(chang)(chang)的(de)(de)(de)運(yun)行管理帶來(lai)很大的(de)(de)(de)困擾，對(dui)污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)廠(chang)(chang)內的(de)(de)(de)微生物(wu)的(de)(de)(de)污(wu)(wu)(wu)染物(wu)負荷不斷地在變(bian)化(hua)，微生物(wu)需(xu)要不斷地適應這(zhe)(zhe)種(zhong)變(bian)化(hua)，同時污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)廠(chang)(chang)的(de)(de)(de)曝氣(qi)量(liang)(liang)，加藥量(liang)(liang)都要適配這(zhe)(zhe)種(zhong)進(jin)水(shui)(shui)(shui)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)變(bian)化(hua)帶來(lai)的(de)(de)(de)變(bian)化(hua)才能實(shi)現(xian)(xian)經(jing)濟運(yun)行，這(zhe)(zhe)需(xu)要污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)廠(chang)(chang)建立靈敏和(he)復(fu)雜(za)的(de)(de)(de)全過程的(de)(de)(de)自控體(ti)系來(lai)實(shi)現(xian)(xian)系統(tong)運(yun)行設備的(de)(de)(de)和(he)污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)自適配，這(zhe)(zhe)樣的(de)(de)(de)自控系統(tong)需(xu)要的(de)(de)(de)監測環節(jie)也更多(duo)，后期維護和(he)保養量(liang)(liang)和(he)費用都會增(zeng)大，因此大多(duo)數污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)廠(chang)(chang)的(de)(de)(de)自控系統(tong)無法實(shi)現(xian)(xian)這(zhe)(zhe)一功能。
無論從微生(sheng)物的負(fu)荷均(jun)衡(heng)和設(she)(she)備的穩(wen)定運行(xing)、降低自控系統(tong)的復(fu)雜性等角(jiao)度來說，污水廠希望進(jin)水是恒流量的，顯(xian)然為(wei)雨污合流建設(she)(she)的調節池就有實現這樣(yang)工藝功能的便(bian)利性。
在(zai)非雨季的(de)運(yun)行(xing)期間，污水廠的(de)進(jin)水可以首先進(jin)入調節池(chi)(chi)，當然這需(xu)要在(zai)建(jian)設調節池(chi)(chi)前進(jin)行(xing)粗格柵、泵(beng)(beng)站(zhan)，甚至細格柵的(de)移位或(huo)者出水管輅的(de)改道(dao)設計(ji)，來滿足附加構(gou)筑(zhu)物(wu)調節池(chi)(chi)的(de)進(jin)水。通(tong)過流程(cheng)改道(dao)設計(ji)后將(jiang)調節池(chi)(chi)作為污水提(ti)升(sheng)段后的(de)第一構(gou)筑(zhu)物(wu)，然后調節池(chi)(chi)內(nei)也安裝了二次提(ti)升(sheng)泵(beng)(beng)，通(tong)過二次提(ti)升(sheng)泵(beng)(beng)的(de)恒流量運(yun)行(xing)模式的(de)調節后，再進(jin)入到后續工(gong)藝(yi)構(gou)筑(zhu)物(wu)內(nei)。
要(yao)將調節池用于(yu)恒流量運行的污水廠提(ti)升(sheng)泵站(zhan)的運行模(mo)式(shi)，需要(yao)通過以(yi)下步(bu)驟來進(jin)行實現(xian)：
確定流(liu)量目標：污(wu)水廠(chang)運維人員需要確定所需的恒定流(liu)量。這(zhe)可以基于污(wu)水處理廠(chang)的設計(ji)參數、預期的流(liu)量變(bian)化(hua)、生(sheng)物池的運行負荷以及環境法(fa)規等因素進行決定。
安裝流量測(ce)量設(she)備：在調節池的(de)進出(chu)口(kou)處安裝流量測(ce)量設(she)備，以便實時監測(ce)進出(chu)流量。
控(kong)制(zhi)系(xi)統設計：設計一個自動(dong)控(kong)制(zhi)系(xi)統，以(yi)實(shi)現恒(heng)流量(liang)(liang)運行。該系(xi)統可以(yi)基于實(shi)時流量(liang)(liang)測量(liang)(liang)數(shu)據，自動(dong)調節泵站的(de)(de)出水流量(liang)(liang)來(lai)保持恒(heng)定(ding)的(de)(de)流量(liang)(liang)，這種控(kong)制(zhi)模式相(xiang)對簡單(dan)，自控(kong)程序并不復雜(za)，不需要(yao)太多的(de)(de)計算參數(shu)，主要(yao)增加一些流量(liang)(liang)監測，液位監測，設定(ding)恒(heng)定(ding)的(de)(de)出水流量(liang)(liang)，調節池一般的(de)(de)自控(kong)設計安(an)裝廠(chang)家都能夠(gou)實(shi)現，污水廠(chang)運行人員(yuan)一定(ding)要(yao)和設計人員(yuan)進行明確的(de)(de)交底和工(gong)藝訴求。
變(bian)頻(pin)器控(kong)制泵站(zhan)：使(shi)用(yong)變(bian)頻(pin)器控(kong)制泵站(zhan)的運行速(su)度(du)，以(yi)調(diao)整出水流(liu)(liu)量。變(bian)頻(pin)器可以(yi)根據(ju)(ju)流(liu)(liu)量測量數據(ju)(ju)和預設的流(liu)(liu)量目標來自動調(diao)整泵站(zhan)的轉速(su)。
調節(jie)(jie)(jie)(jie)池(chi)容(rong)量(liang)(liang)(liang)(liang)和(he)泵(beng)站調節(jie)(jie)(jie)(jie)能力匹配(pei)：要核(he)實調節(jie)(jie)(jie)(jie)池(chi)的容(rong)量(liang)(liang)(liang)(liang)是否滿足全天恒量(liang)(liang)(liang)(liang)運(yun)行的容(rong)積，這(zhe)項工作(zuo)需(xu)要反復(fu)試算來確定，確保調節(jie)(jie)(jie)(jie)池(chi)能夠在泵(beng)站調節(jie)(jie)(jie)(jie)出水(shui)(shui)(shui)流(liu)量(liang)(liang)(liang)(liang)時(shi)提供(gong)穩定的儲存容(rong)量(liang)(liang)(liang)(liang)，這(zhe)項工作(zuo)需(xu)要在調節(jie)(jie)(jie)(jie)池(chi)設計(ji)建(jian)造的時(shi)候(hou)，積極(ji)和(he)設計(ji)部門(men)進行溝通(tong)，確定調節(jie)(jie)(jie)(jie)池(chi)不僅(jin)僅(jin)作(zuo)為雨(yu)水(shui)(shui)(shui)調蓄(xu)，而且要作(zuo)為非雨(yu)季期間恒水(shui)(shui)(shui)量(liang)(liang)(liang)(liang)調節(jie)(jie)(jie)(jie)池(chi)。通(tong)過前(qian)期有效的核(he)算保障，使調節(jie)(jie)(jie)(jie)池(chi)具備恒水(shui)(shui)(shui)量(liang)(liang)(liang)(liang)運(yun)行的基礎。
設(she)置合理的(de)(de)調控(kong)閥(fa)門(men)：調節池(chi)兼(jian)備兩種工藝(yi)功(gong)能(neng)，就需(xu)(xu)要設(she)定不同(tong)的(de)(de)閥(fa)門(men)來滿足不同(tong)功(gong)能(neng)的(de)(de)實(shi)現。整個閥(fa)門(men)系統的(de)(de)設(she)置需(xu)(xu)要通盤考慮各種運(yun)行工況，兼(jian)顧雨季(ji)的(de)(de)過量的(de)(de)雨水(shui)和非雨季(ji)的(de)(de)日夜變化的(de)(de)污(wu)水(shui)的(de)(de)進入和提升，應有溢流(liu)，回(hui)流(liu)等閥(fa)門(men)的(de)(de)控(kong)制(zhi)。
監測(ce)和(he)優(you)化(hua)：定期監測(ce)流(liu)量數據和(he)一級提升泵(beng)站和(he)調(diao)節池二次提升泵(beng)的(de)運(yun)行情(qing)況，進行必要的(de)優(you)化(hua)。根據實際情(qing)況，調(diao)整流(liu)量目標和(he)控(kong)制(zhi)系統參數，以確(que)保系統的(de)穩(wen)定性和(he)高效性。
污水廠的(de)(de)調節(jie)池(chi)要承擔恒(heng)流量(liang)運(yun)行(xing)的(de)(de)工(gong)藝功能(neng)，需要通過前期籌劃設(she)計和后(hou)期的(de)(de)運(yun)維管(guan)理，特別是自(zi)控(kong)設(she)計中(zhong)對恒(heng)流量(liang)運(yun)行(xing)的(de)(de)控(kong)制(zhi)程序的(de)(de)編制(zhi)和關鍵參(can)數的(de)(de)確定，應結合實(shi)際運(yun)行(xing)的(de)(de)工(gong)況進行(xing)準確核實(shi)。
在針(zhen)對(dui)污水(shui)廠的雨水(shui)調節池的恒流量運行設計一個自動控制系統(tong)以實現恒流量運行需要(yao)考慮(lv)以下幾(ji)個關鍵步驟：
1. 測(ce)量(liang)(liang)儀表的(de)設(she)置安裝(zhuang)：安裝(zhuang)流量(liang)(liang)測(ce)量(liang)(liang)設(she)備，例如電磁或者超聲波的(de)流量(liang)(liang)計(ji)，以(yi)實時監(jian)測(ce)進出流量(liang)(liang)。確保選擇合適(shi)的(de)流量(liang)(liang)測(ce)量(liang)(liang)設(she)備，以(yi)滿(man)足所(suo)需的(de)精(jing)度和可靠(kao)性要(yao)求。
2. 控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)策略選(xuan)擇(ze)(ze)：選(xuan)擇(ze)(ze)適當的(de)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)策略來實(shi)現恒流量運行。常(chang)見的(de)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)策略包括比例-積分-微分(PID)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)、模型預測控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(MPC)等。根據系統的(de)特點和要求，選(xuan)擇(ze)(ze)最合適的(de)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)策略。
3. 控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)器設(she)計：基(ji)于選擇(ze)的控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)策略，設(she)計一個(ge)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)器來調節(jie)泵(beng)站的出(chu)水流量(liang)(liang)。控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)器可以是硬件控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)器，如PLC(可編程邏輯控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)器)，或是軟件控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)器，如基(ji)于計算機的控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)系統。控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)器應根據流量(liang)(liang)測(ce)量(liang)(liang)數(shu)據和預設(she)的流量(liang)(liang)目標，自動調節(jie)泵(beng)站的運行。
4. 反饋(kui)機制(zhi)：建立反饋(kui)機制(zhi)來監測(ce)實(shi)際流(liu)(liu)量(liang)與預設(she)流(liu)(liu)量(liang)之間的(de)(de)差異(yi)，并將這些反饋(kui)信(xin)號傳(chuan)遞給控(kong)制(zhi)器。控(kong)制(zhi)器可以(yi)根據反饋(kui)信(xin)號進行(xing)調整，以(yi)實(shi)現流(liu)(liu)量(liang)的(de)(de)閉環控(kong)制(zhi)。
5. 安全保護措施：設計安全保護措施來(lai)確保系(xi)統的安全運行。例(li)如，設置最大流量(liang)和最小流量(liang)限(xian)制，以防止(zhi)超過系(xi)統容(rong)量(liang)或(huo)低(di)于最低(di)運行要求(qiu)。
實(shi)際的(de)(de)(de)污(wu)水(shui)(shui)處(chu)理(li)(li)系(xi)統和調節池的(de)(de)(de)設(she)計(ji)(ji)需要根據具體情況進行更詳細的(de)(de)(de)考慮(lv)和優化(hua)。還建議污(wu)水(shui)(shui)處(chu)理(li)(li)廠運(yun)行人員咨(zi)詢專業的(de)(de)(de)設(she)計(ji)(ji)部門，把工(gong)藝功能的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)訴(su)說清晰(xi)，以(yi)便設(she)計(ji)(ji)單位正確(que)理(li)(li)解污(wu)水(shui)(shui)廠的(de)(de)(de)工(gong)藝運(yun)行需求(qiu)，以(yi)確(que)保最終實(shi)現的(de)(de)(de)調節池的(de)(de)(de)恒(heng)流(liu)量(liang)運(yun)行模式能夠滿足污(wu)水(shui)(shui)廠工(gong)藝處(chu)理(li)(li)要求(qiu)，并通過優化(hua)的(de)(de)(de)系(xi)統設(she)計(ji)(ji)來提高恒(heng)流(liu)量(liang)運(yun)行的(de)(de)(de)效率和穩定性。
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