随着城市的建设不断发展,很多城市污水排放口分散,如果进行收集,集中处理,势必要建设大量的污水管网。因此污水采用就地处理,处理达到环保要求水质标准,直接排放。这样既经济又实用。对污染处理直接,对环境的改善有重要的意义。因此势必建设很多配电及符合污水处理工艺的自动控制系统,与污水处理工艺相配套。
一、小型污水处理站概述
小型污水处理站,一般指污水处理规模小于200m3/d。处理生活污水和生产污水。经处理出水水质,符合国家城镇排放标准或当地环保排放标准要求。
小型污水站的主要电气设备如下:
(1)电气主设备:格栅机、污水提升水泵、变频给水泵、污泥浓缩机、通风机、除臭机、鼓风暴气机、成套处理设备(如气浮机、膜分离机、离子交换机)、紫外线消毒机。
(2)检测及控制设备:加药机、水质检测(COD,BOD,PH计、溶氧仪)、液位检测(超声波/压力液位/浮球)、电动蝶阀、电子压力表、电子流量计、PLC控制器。
二、小型污水站电气设计
2.1 小型处理站负荷计算
污水处理站主要用电负荷在电气主设备,根据单台设备功率,参照工艺流程,对污水站负荷逐一统计,计算其总用电负荷。根据设备同时开启率,取同期系数。计算得出用电负荷。
式中:Pb单台设备功率;Kx—同期系数;Pl总用电负荷KW
(备用设备、事故设备、检修设备可以不计入总用电负荷。)
2.2 处理站供配电系统
小型污水处理站,单台设备功率相对较小,总用电负荷不大,依照就近供电原则,就近接入生活或工业用电,低压0.4kV出线电源。原则上不必建设专用配电室。
小型污水处理站用电等级,参照小城镇污水处理工程建设标准中,对污水等级划分,对于I类污水处理厂,电力负荷应选择二级负荷供电,如果发生停电,极有可能影响区域间经济、生活与环境。其他停电影响较小的,用电负荷考虑三级供电。对于污水处理站在风景名胜区、地铁站点、高等级酒店、重要公共场所等,应考虑釆用一级负荷。
一/二级负荷,采用两路0.4kV电源进污水站,两路电源取自不同变电站,或同一变电站不同母线。进线电源采用末端切换,电源进站内电控总箱上端双电源切换;当无法满足双电源及用电可靠性要求时,建议采用一路市电加一路发电机的双电源供电方式。
低压配电采用三相五线制,接地方式采用TN-S系统。小型污水处理场站设备电机功率通常较小(小于10kW),因启动冲击电流较小,可以直接启动。个别设备的功率大于10kW的电机,可以采用软启动或变频启动。
三、泵站电气设备用电安全
污水处理站,很多设备都浸泡在污水里,特别是潜污泵;设备长时间在水中,水泵绝缘下降,单台设备漏电电流增加。因此很可能超过漏电保护开关设定的保护值,造成跳闸。过于平凡的跳闸不利于污水泵站的正常运行,且维修成本增加。
潜水泵或污水处理设备电机,采用断路器加热继电器保护。不考虑漏电保护,优点:设备可以稳定正常运行。缺点:水泵及设备漏电,引起中性线电压升高,且易造成维护人员触电的危险,不利电网安全运行,有可能损坏其他用电设备。
处理方法:在污水处理站中性线重复接地,在污水站内设备做等电位联结。
漏电电流在站内形成闭合回路,站内电位相等;这样既不会频发跳闸,中性线电压不会升高,不影响电网安全,有利于污水设备的正常运行。保证维保人员安全。
四、小型污水站自控系统设计
4.1 PLC控制硬件设置
(1)数字输入点:水泵接触器启动、停止开关状态反馈,浮球液位接通、断开状态反馈。
(2)数字输出点:各主要电气设备控制状态输出,有:格栅机、污水提升泵、变频给水泵、污泥浓缩机、通风机、除臭机、暴气鼓风机、成套处理设备、紫外线消毒、电动蝶阀开关、搅拌机、加药泵(带时间控制),设备启动输出。启动接触器,设备通电工作。
(3)模拟输入:超声波、流量信号、压力信号、pH值信号、COD值信号、BOD值信号、溶氧仪,信号输入采用4~20mADC,采用屏蔽双绞线电缆将模拟信号转换成数字量信号,经内部程序块运算后,转换成与实际工程量对应的浮点数。
(4)模拟输出:变频水泵输出、变频鼓风机;控制系统根据外部输入信号,经内部程序循环运算,运算结果经内部程序块后,经模拟量信号转换成电流信号,采用屏蔽双绞线电缆,将模拟量信号传输至控制现场执行机构,实时调节阀门开度和水泵运转速度。
(5)通讯模块:数据转光信号,采用光纤,利用以太网,将数据远传至管理中心。
4.2 PLC控制软件设置
(1)现场显示屏:可视化监控界面,主要显示污水处理站系统工艺控制过程,污水设备间的相互关系,设备的动态工作状态,现场仪表显示数据、现场监控数据、的实时及历史数据。并且可以现场操作,调整设置参数。
(2)上位机:显示工艺流程,修改运行参数;显示水泵运行状态,液位状态,主要污水处理设备的运行状态,设备故障及报警信息,并对生产过程数据归档及报表打印。
五、结束语
小型污水站电气设计中,要理解污水工艺,根据工艺流程设计电气自动控制程序,以求达到污水工艺要求,达到规范要求水质指标。改善环境城市环境。提升幸福指数。( >
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