PLC在污泥水分離設備中的應用

1 引言

近年來(lái)，隨著(zhù)社會(huì )經(jīng)濟的高速發(fā)展，城市化進(jìn)程持續加快，生活條件的改善和生活水平的提高，市民人均污泥水排放量也不斷增長(cháng)，加之市容、市貌、道路、房屋等基礎設施建設帶來(lái)的泥渣等經(jīng)雨水沖刷，大多也進(jìn)入排水管道，下水道污泥沉積速度加快，清淤和污水運輸的工作量劇增。由于城市建設的發(fā)展，城區地域也以驚人的速度擴大，城市生活小區越來(lái)越多，相距越來(lái)越遠，相應的排水管道的長(cháng)度快速增長(cháng)，排水管道疏通、清淤的工作量也成倍提高。市政排水部門(mén)除了定期疏通和清淤排水管道外，還要承擔由于突發(fā)原因造成的排水管道堵塞的疏通搶險任務(wù)。因此，市政部門(mén)的排水管道疏通、清淤和污泥運輸工作非常繁重，任務(wù)十分艱巨。

2 國內外比較

目前國內城市排水管道污泥的取出仍然靠人工作業(yè)，采用最原始的拉、刮橫道污泥至檢查井，再人工一匙一匙地將其挖出，然后連泥帶水一起運至指定地點(diǎn)集中處理。這種傳統型的下水道清淤工作，與建設現代化文明大都市的要求相距甚遠，其弊端也是顯而易見(jiàn)的。首先是市政工人的勞動(dòng)強度大，工作條件差，工作效率低；其次是造成了路面和環(huán)境的二次污染，因為運輸過(guò)程中不可避免的拋撒滴漏現象，特別是在盛夏，污泥水更是臭氣熏天，而且大量污水無(wú)處可倒，集中排放又而造成污染；再次是提高了運輸成本，由于抽取的大部分是污水，只有少量污泥，所以增加了污水的運輸次數和相應費用。

國外發(fā)達國家在城市規劃時(shí)，排水管道設計得較為寬大，人員和機械均可進(jìn)入地下管道作業(yè)，污泥可直接用泵輸送至污水處理廠(chǎng)進(jìn)行集中處理。而較小管道的清淤，基本使用專(zhuān)用車(chē)輛，采用高壓水沖穿清淤，然后再用泵將泥水吸上來(lái)后運走。該種車(chē)輛的優(yōu)點(diǎn)是將高壓沖穿和吸取泥水二項功能集于一身，其缺點(diǎn)是不具備泥水分離裝置，其運輸物也主要以水份為主，因此運輸效率較低。這種車(chē)輛在日本、美國、意大利和德國等國均有生產(chǎn)，我國也有少量進(jìn)口。但是，價(jià)格昂貴，使用費用也較大，同時(shí)須帶大量清水，對于人均水資源不高的國家和地區是不適宜的，加上我國城市排水管道中介質(zhì)復雜，常常含有塑料袋、木塊、較大磚塊等雜物，因此，該車(chē)并不適合我國城市排水管道清淤的實(shí)際情況，使用效果不夠理想。

鑒于以上情況，為提高城市排水管道清淤工作的機械化程度，提高工作效率和運輸效率，我公司開(kāi)發(fā)了這種集檢查井取泥、泥水分離為一體的市政工程專(zhuān)用設備，并安裝在特種車(chē)輛上，填補國內這一領(lǐng)域的空白。這樣一次污泥的運輸量為十幾仍至幾十個(gè)窨井的污泥總量，該設備采用PLC控制技術(shù)，可實(shí)現多次工作循環(huán)，從抽污泥水到輸出污泥，可自動(dòng)一步完成，也可人工分步完成。

3 原理與系統設計

設備主要有檢查井取泥裝置、污泥水快速自動(dòng)分離裝置、污泥輸送裝置、機組拖掛系統和自動(dòng)控制系統等部件組成。

設備的閥門(mén)控制示意如圖1所示。

3.1 原理設計

先將抽污軟管放入窨井中，啟動(dòng)車(chē)上發(fā)動(dòng)機，開(kāi)啟取力器，接通控制電源，真空馬達抽吸污泥水時(shí)，箱內氣體經(jīng)閥2抽出，污泥水經(jīng)閥1吸入，然后將污水箱后端抬起，同時(shí)將底部低端的污泥送往高端，再由真空馬達反向操作排壓污水，氣體經(jīng)閥2充入，污水經(jīng)閥1排出，通過(guò)一次排壓將污水排出水量的二分之一或三分之一，接下來(lái)將所有閥門(mén)關(guān)閉進(jìn)行抽真空，達到規定真空度后，大氣先由旁通閥進(jìn)入箱底管道，當箱內外氣壓相等時(shí)，真空馬達再反向操作進(jìn)行爆氣，大氣通過(guò)管道小孔從水底爆出，使氣泡帶著(zhù)污泥漂浮起來(lái)，快速分離出其中的水份，使污泥達到一定的濃度，這時(shí)真空馬達進(jìn)行二次排壓，將污水全部排至下水管道，如果污泥含量太低，可循環(huán)作業(yè)數次，最后將污泥輸送出箱。

3.2 主要動(dòng)作

該設備進(jìn)出水、氣的閥門(mén)管道較粗，所以設計采用電、液和電、氣控制，各閥門(mén)及反饋元件的動(dòng)作見(jiàn)附表。

附表 液、氣、電閥動(dòng)作表

（1） 抽吸污泥水

通過(guò)真空馬達對污水箱進(jìn)行抽真空，當箱內達到一定真空度時(shí)，下水道中的污泥水通過(guò)管道開(kāi)始吸入箱內；當污水箱中的水位達到最高限位時(shí)，液位傳感器反饋信號停止該動(dòng)作。

（2） 排壓污水

當污水與泥沙第一次分離后，由真空馬達反向操作對污水箱進(jìn)行充氣，當氣壓達到規定值時(shí)，氣壓將分離后的污水從污水箱中排壓出去，當污水占箱中水量二分之一或三分之一時(shí)，液位傳感器反饋信號停止該動(dòng)作；當爆氣結束后，再進(jìn)行第二次排壓污水。