《自来水厂V型滤池反冲洗自动控制》
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[摘 要]随着社会的可持续发展,人们对供水和生产行业的生活影响日益增大,对水质、安全和可靠性的需求也越来越大.因此加强对水系统工作条件的监测是一种有效的手段,加强对各种工艺尤其是水处理的自动监测和管理是非常重要的.在污水处理过程中,过滤器体积的再生是过滤器稳定高效运行的关键.更好的反冲洗自动化控制技术可以在最佳条件下操作过滤罐,提高过滤层的过滤能力并延长工作周期.本文介绍了污水处理厂V型过滤器的反冲洗自动控制技术方案和程序设计.
[关键词]V型滤池 液位控制 自动控制
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）01-0028-01
改革开放以来,我国人民的生活水平逐步提高,饮用水质量越来越受到关注,水厂的加工要求也不断提高.但是水源的水质一直在恶化.如何确保水厂的水质达到标准,水处理过程的每个方面都非常重要.特别是地表水,加药,臭氧和紫外线消毒的处理越来越受到重视和采用,但最重要的环节应该是第一个过滤器.过滤罐的过程已经从无阀过滤器,虹吸过滤器等发展到当今广泛使用的气水反冲过滤器,并且过滤器的自动控制正在改进.
1.V型滤池的概述
V型过滤器是从法国引进的,经过中国工程技术人员对提高处理后再推广使用的一类过滤器,技术更先进,应用更广泛.V型过滤器以入口槽的V形命名,这是一种快速过滤罐.过滤介质采用均质过滤材料.整个过滤材料层沿深度方向分布并基本均匀.皮带在底部使用.有一个带长柄滤头底板的排水系统.入口槽和排水槽分别布置在过滤槽的两侧.罐可以沿着长度方向延伸.在V型过滤器中使用的均匀颗粒是石英砂过滤层,并且它们的分布相对较厚.具有水质好,运行周期长,过滤速度快,反冲洗效果好,节能等特点.更重要的是,这种新型的V型过滤器可以实现自动化.
2.V型滤池的自动化系统组成设备
自动控制系统自动控制系统采用西门子S7系列PLC作为现场控制单元.每台滤波器均采用s7200PLC作为变电站.PLC和电气控制器组合起来形成滤网的现场控制台.控制台是实现现场操作,并实现远程和现场操作切换,以及所有的过滤器设置.一台主站PLC,主站PLC采用S7300plc作为控制单元,所有滤格站S7200PLC都通过西门子DP网络与主站PLC通讯.这样,主站通过编程管理每个过滤分站,组织每个过滤分站的冲洗和过滤,主站PLC在每个过滤罐的反冲洗过程中统一控制风机和反冲洗泵.
3.V型滤池的自动化系统软件
自动控制软件分为：PLC编程用于西门子STEP7编程软件人机界面,Wonderware的INTOUCH上位机开发软件.
4.V型滤池的自动化的原理介绍
一般自来水厂的V型过滤器是以单个网格作为操作单元,根据水质过滤材料分为沙,煤和活性炭.每个单元的过滤器控制大多使用恒定水位控制方法来实现自动生产.大部分恒定水位操作,即单个水位计,通过调节出水阀来控制其液位,以确保液位恒定.当过滤器运行一段时间后,过滤材料会被污染,过滤速度会下降.这不仅会影响过滤的质量,而且也会使难以保持恒定的水位.这个电网滤波器需要反冲洗.冲洗水和气体按照预设的强度和时间从单电池过滤材料底部向上冲洗,过滤材料上的杂质与冲洗水一起排放到回流池.此时,电网过滤器不再冲洗过滤罐.出水后,反冲洗结束后,电网滤波器正常工作.这样,过滤器连续将过滤后的清水送入清水池.当过滤器过滤通常达到冲洗周期或水头损失时,过滤器需要冲洗.冲洗的一般步骤是：（1）进水阀关闭,出水阀关闭40%,滤池继续过滤,尽量减少水池中水资源的浪费.（2）出水阀全关,清水阀打开至100%,水位降至排水池.关闭清洁水阀到0%.（3）打开鼓风机,打开吹气阀,按照生产要求过滤气体冲洗,气体冲洗的时间.（4）打开冲洗泵,打开冲洗阀,并过滤气水混合物.（5）关闭吹气阀,关闭吹风机,打开过滤器排气阀,清空气体.（6）再次打开进水阀,过滤桌面进行清洗.（7）关闭冲洗泵并关闭反冲阀.等到液位上升到某个位置,调整清水阀的开度,然后过滤过滤器.
5.自动化的控制过程
5.1 过滤控制.在过滤罐的正常过滤中,调整每个单元的清水出口阀.其依据是将每个单元的液位信号和清水阀的开启信号发送给每个过滤站PLC.PID调节清水阀的开度,保持进出水平衡,达到恒定水位,恒定过滤速度自动过滤.
5.2 反沖洗控制.通过控制界面在人机界面（组态王,Intouch）和其他软件上执行一步控制冲洗单个过滤器,以请求强制冲洗模式下的冲洗.人机界面人机界面上的“强制冲洗”控制按钮对应的2#过滤池将立即进入冲洗状态,然后将看到整个冲洗过程在这个屏幕上.
5.3 定时自动排队冲洗.冲洗程序是三阶段冲洗：冲洗空气,气水混合冲洗和冲水.当过滤器反冲洗时,首先关闭进水阀,然后完全打开清水阀,直到过滤器水箱的水位降至设定值.清洗出水阀,打开排水阀,启动风机打开过滤器冲洗阀进行冲洗,冲洗2分钟（可根据实际生产条件在人机界面进行调整）,打开冲洗器泵打开水在阀门与空气和水混合2分钟后（根据人机界面的实际生产条件进行调节）,空气被冲洗,鼓风机停止,排气阀打开,另一个冲洗泵（共两个）打开.4分钟后（可根据人机界面的实际生产情况进行调整）,关闭水冲洗阀并停止冲洗水泵,直至水箱内的水位下降至设定值,关闭排水阀,然后打开过滤罐的水阀.水位信号控制滤池出水阀的开度,完成一个滤网的反冲洗过程,并且排气阀周期性关闭（时间根据过滤器运行过程进行调整）.所有的过滤条件和水平,冲洗压力和其他参数可以在人机界面上看到.
6.滤池分站的控制模式
6.1现场手动控制模式：每个滤网单元上都有一个手动操作站.所有过滤阀和设备都在操作面板上进行控制.每个细胞过滤器只有一只手/自动旋钮.操作员旋转此旋钮.手动打开和关闭现场设备可以在手动位置执行.清水阀的开启可以通过手术台上的开度调节器进行调节.手动模式通常只在维护和自动控制系统下执行,一般不建议长时间使用.
6.2 PLC自动控制：通过对鼓风机,反冲洗泵和各种阀门的监控,根据液位和浊度,定期冲洗滤网.在引入人机界面的情况下,滤网自动控制不会受到任何影响.
6.3 控制室的人机界面控制：每个滤网的滤网参数（如滤波周期,冲水时间,充气时间,恒定水位设置等）均通过键盘为每个滤网按照生产条件在对过滤器进行远程控制的过程中,可以指定任何过滤器执行一步操作,也可以按步骤或按预定的循环顺序逐一过滤回来.如果需要自动冲洗和恒定的水位,必须按下人机界面上的自动模式按钮,并启用过滤器网格,以便相应的过滤器会在恒定的水位自动过滤,并自动刷新经常.在该系统中,我们还添加了浊度和液位的曲线和报告功能,以便操作人员能够根据历史曲线和报告功能及时检测该过滤器的操作,并根据分析数据调整过滤器.这些参数可以实现生产的最佳功能.
结束语
随着国内水厂工艺的不断改进和完善,在大多数水厂中都使用了V型过滤器,由于V型过滤器的结构特点,工艺流程和工作模式,难以自动控制生产.因此,大多数家用V型过滤器都实现了自动控制.
参考文献
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自来水厂引用文献:
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