OMRON PLC在寧波市城市排水中水回的應用

1.引 言

寧波地處江南水鄉，但季節性缺水、水資源空間分布不均等問(wèn)題依然存在。自20世紀90年代初以來(lái)，由國務(wù)院有關(guān)部委的專(zhuān)家們組成的考評組提供的一系列數字表明，寧波已列入全國性的缺水城市之一。隨著(zhù)寧波工業(yè)經(jīng)濟的迅速發(fā)展和城市化水平的不斷提高，城市對水的需求逐年增大，寧波迫切需要新水源來(lái)緩解缺水狀況。為緩解水資源供需矛盾，堅持“開(kāi)源”與“節流”并重，同時(shí)大力推進(jìn)污水資源再生利用（中水）工作就顯得很有必要了。

2.中水用途

中水指城市污水經(jīng)處理后達到一定的水質(zhì)標準，可在一定范圍內重復使用的非飲用的雜用水。2002年以來(lái)，國家陸續頒布了《城市污水再生利用 分類(lèi)標準》、《城市污水再生利用 城市雜用水水質(zhì)標準》、《城市污水再生利用 景觀(guān)環(huán)境用水水質(zhì)標準》、《污水再生利用工程設汁規范》、《建筑中水設計規范》等技術(shù)標準，規范了污水再生利用設計工作，也為城市污水再生利用工程設計提供了依據。中水回用就是人們將經(jīng)一定工藝處理后的中水，回用于對水質(zhì)要求不高的農牧業(yè)灌溉、市政園林綠化、車(chē)輛沖洗、建筑內部沖廁、景觀(guān)用水及工業(yè)用水等等方面。根據寧波的實(shí)際情況中水主要用于環(huán)境用水、工業(yè)用水和城市雜用水等三類(lèi)。

3.市三區中水回用現狀及處理工藝

相比較北京、大連、青島等北方城市應用中水程度而言，我市的中水回用尚處于起步階段，規模較小。市城市排水有限公司利用污水處理廠(chǎng)二級尾水經(jīng)過(guò)深度處理即為中水的有利條件開(kāi)展了一系列中水開(kāi)發(fā)和運營(yíng)工作。

2006年，OMRON CS1 系列應用于江東北區污水處理廠(chǎng)中水工程（2萬(wàn)m3/日），由于受用地的限制，中水工程采用“混凝－過(guò)濾－紫外消毒”工藝。設計中水進(jìn)水水質(zhì)接近GB18918-2002一級B標準，在水泵提升后投加PAC混凝劑，使進(jìn)水絮凝，產(chǎn)生絮狀物。水流進(jìn)入本工程特色構筑物－D型濾池，D型濾池是一種實(shí)用、新型、高效的濾池，采用了可編程序控制器和工業(yè)電腦（PLC+IPC）組成的實(shí)時(shí)多任務(wù)集散型控制系統，對濾池的過(guò)濾和反沖洗及恒水位實(shí)行控制。

（1）過(guò)濾控制

筆者在濾池的相應部位安裝了水位傳感儀、水頭損失傳感器。濾池的過(guò)濾就是通過(guò)它們測出濾池的水位和水頭損失，將水位值及濾后水閥門(mén)的開(kāi)啟度送入每一個(gè)PLC柜中安裝的一塊專(zhuān)用模塊，調整模塊就可以調整閥門(mén)的開(kāi)啟度，使濾池達到進(jìn)出水平衡，從而實(shí)現恒水位、恒濾速的自動(dòng)過(guò)濾。

（2）反沖洗控制

一組濾池的反沖洗由一臺公用的PLC來(lái)控制。當過(guò)濾達到過(guò)濾周期或濾池壓差（水頭）設定值時(shí)，濾池提出反沖洗請求，PLC根據濾池的優(yōu)先秩序，組成一個(gè)請求反沖洗隊列。一旦響應某格濾池的請求，PLC實(shí)施反沖洗的整個(gè)過(guò)程，在一組濾板中，不允許兩個(gè)濾池同時(shí)進(jìn)行反沖洗，當一只濾池正在反沖洗時(shí)，其它濾池請求反沖洗的信號則存入公用的PLC中，然后再按存儲秩序，對濾池依次進(jìn)行反沖洗。當濾池反沖洗時(shí)，公用PLC的控制過(guò)程是：①關(guān)閉待濾水進(jìn)水閥，當濾池水位下降到
洗砂排水槽頂時(shí)，關(guān)閉濾后水控制閥，打開(kāi)反沖洗排水閥；②啟動(dòng)鼓風(fēng)機，5秒鐘后，打開(kāi)濾池反沖洗氣閥，對濾池進(jìn)行1分鐘氣預沖；③打開(kāi)反沖洗水閥，啟動(dòng)反沖洗水泵，進(jìn)行7分鐘的氣水同時(shí)反沖洗；④關(guān)閉反沖洗氣閥，5秒鐘后，停鼓風(fēng)機，打開(kāi)空氣隔膜閥排氣，進(jìn)行5分鐘清水反沖漂洗后，停反沖水泵。5秒鐘后，關(guān)閉水反沖洗閥，然后關(guān)閉反沖洗排水閥，打開(kāi)待濾水進(jìn)水閥，濾池恢復過(guò)濾。整個(gè)反沖洗過(guò)程歷時(shí)約25分鐘。另外，PLC還能控制濾池的開(kāi)啟個(gè)數，它根據濾池進(jìn)水流量確定濾池的開(kāi)啟個(gè)數，按先停先開(kāi)，先開(kāi)先停的原則確定某格濾池的開(kāi)、停。

4.系統應用效果

具備傳統快濾池的優(yōu)點(diǎn)，設計濾速一般可達20～40m/h，是一般V型濾池的3～4倍。由于考慮到未設沉淀，設計流速為16m/h，間接起到部分沉淀作用。采用德安專(zhuān)利產(chǎn)品DA863纖維濾料，絮狀物被濾料截留，清水流入紫外消毒池。經(jīng)紫外消毒后出水達到設計標準，用于河道景觀(guān)用水?？紤]到此工藝是對污水中懸浮物（SS）的去除，同時(shí)去除其攜帶的部分有機污染物，是個(gè)物理去除過(guò)程。這個(gè)常規處理工藝對原水濁度、SS的去除效率較高，對TN、氨氮的去除效率很低，在污水廠(chǎng)出水處安裝在線(xiàn)COD、NH3-N儀表，接入就近PLC站，當數值超過(guò)設計值時(shí)，PLC程序會(huì )作出相應，控制安裝在管道上的閥門(mén)向管道內投加漂白粉，使出水達標。接著(zhù)，在2007年，OMRON PLC CS1系列又在南區污水處理廠(chǎng)的中水回用工程中應用，其處理規模是1萬(wàn)m3/日。以南區污水廠(chǎng)的尾水為中水工程的進(jìn)水， 進(jìn)水水質(zhì)設計為GB18918-2002一級B標準。進(jìn)水水質(zhì)標準較高，中水工程采用混凝－過(guò)濾－加氯消毒。在進(jìn)水端投加PAC，在由PLC程序控制執行的四個(gè)由高到底不同線(xiàn)速度的攪拌器攪拌下，產(chǎn)生絮狀物。在進(jìn)水泵前端投加PAM，通過(guò)水力攪動(dòng)使絮狀物進(jìn)一步結成絮塊，通過(guò)泵送水流由下而上逆流通過(guò)高效流沙過(guò)濾器的石英層，絮塊被石英砂截留，出水通過(guò)出水管流出。截留物質(zhì)隨砂子經(jīng)砂子分離器的旋轉輸送到砂子收集器中，隨壓縮空氣由上方排出，懸浮物經(jīng)可調堰流出，砂子流入洗砂器中經(jīng)多次特殊方式的清洗，由提砂泵輸送至過(guò)濾器頂部重新回到過(guò)濾過(guò)程中，高效流沙過(guò)濾器對濁度、SS去除率很高達90％，對COD、BOD去除率在50％左右。出水進(jìn)入投加氯的清水池進(jìn)行消毒，出水將用于景觀(guān)用水、工業(yè)用水及城市雜用水。

5.結束語(yǔ)

總的說(shuō)來(lái)，寧波市中水回用尚處于起步階段，規模不大，利用范圍有待拓寬。北區污水處理廠(chǎng)和南區污水處理廠(chǎng)的中水工程雖建成，但利用率不高。雖然正日益受到政府和公眾的重視和關(guān)注，但總體進(jìn)展緩慢。還存在諸多制約因素。下步需要切實(shí)做好在中水回用法規、中水規劃等方面的工作，出臺相應的優(yōu)惠政策，提高水價(jià)，加大對水資源再生利用的宣傳，以促進(jìn)寧波中水事業(yè)蓬勃發(fā)展。