1.2 生化池羅茨風(fēng)機污水處理工藝及工藝流程圖
北沖污水處理廠(chǎng)采用A2/O活性污泥法處理工藝，具有除磷脫氮功能，采用微孔鼓風(fēng)曝氣，安裝有高度自動(dòng)化控制系統及各類(lèi)檢測設備和儀表，剩余污泥采用離心脫水干化后外運，尾水消毒采用紫外消毒工藝，同時(shí)建設有強化除磷加藥車(chē)間用于穩定除磷效果，處理后的出水排入江體。

2 A2/O生化池羅茨風(fēng)機曝氣調速PID控制系統
2.1 系統功能
北沖污水處理廠(chǎng)A2/O生化池鼓風(fēng)曝氣PID控制系統設計考慮如下兩點(diǎn)：，曝氣池所需風(fēng)量的變化與水質(zhì)和水量相關(guān)，而水質(zhì)和水量有一定規律，變化較小，而且A2/O工藝的曝氣池水位基本上保持不變。因為送風(fēng)管壓力變化較小，羅茨風(fēng)機具有恒轉矩輸出的特性，流量和轉速成正比例的關(guān)系，軸功率和轉速也成正比例關(guān)系，與離心風(fēng)機相比較在控制上更容易把握，所以選用節能、靈活的帶調速的羅茨鼓風(fēng)機。第二，用器改變交流電機的轉速方式控制羅茨風(fēng)機流量，大幅度減少了用管道調節閥來(lái)調節空氣流量的機械方式所造成的能量損耗，不會(huì )產(chǎn)生附加壓力損失，調節風(fēng)量范圍0%～98%，調節范圍寬，處于低負荷下運行，可延長(cháng)設備使用壽命，節能。第三，鼓風(fēng)曝氣是一種閉環(huán)調節的自動(dòng)控制模式，根據溶解氧的偏差來(lái)調整鼓風(fēng)機流量，這種模式可以實(shí)現關(guān)于水質(zhì)、水量的*控制，曝氣效果好，節能的效果好。
2.2 系統構成
控制系統由以下設備構成：主送風(fēng)管路裝設空氣流量計、壓力計、信號上傳至曝氣系統的控制裝置。曝氣池上根據氧的理論分布安裝溶解氧檢測儀，信號上傳至曝氣系統的控制裝置。每臺鼓風(fēng)機配備一套無(wú)速度反饋的U/f可調的器，器具備PI調節功能模塊，反饋控制信號可下傳至器。曝氣系統的控制裝置采用PLC（可編程邏輯控制器）和相應的HMI（人機界面），PLC具有PID操作指令，并配有全面、安全的輸入輸出接口，信號通過(guò)現場(chǎng)站PLC的模塊進(jìn)行采集后，通過(guò)全廠(chǎng)光纖網(wǎng)絡(luò )送至中心控制室，中心控制室通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)對現場(chǎng)PLC控制站采集到的信號數據，生成工藝監控實(shí)時(shí)畫(huà)面，作為人機操作界面，供操作管理人員實(shí)時(shí)監控和管理整個(gè)污水處理工藝流程。HMI通過(guò)文字和圖形動(dòng)態(tài)地反映在線(xiàn)數據，如空氣流量、溶解氧值、壓力、頻率、電流以及設備狀態(tài)等，操作人員可以進(jìn)行即時(shí)的參數修改、分布操作或模式選擇。曝氣系統的PLC是污水處理廠(chǎng)自控系統的組成部分，與中央控制室的上位計算機實(shí)現通信。
2.3 系統控制
2.3.1 羅茨鼓風(fēng)機的控制
PLC采集每套鼓風(fēng)機的手動(dòng)/自動(dòng)位置、運行狀態(tài)、故障信號；總出風(fēng)管風(fēng)壓值、總出風(fēng)管風(fēng)量值、每臺鼓風(fēng)機的頻率、電流等；同時(shí)給出鼓風(fēng)機的啟停指令。PLC記錄每臺羅茨鼓風(fēng)機的當前運行時(shí)間和累計運行時(shí)間，時(shí)間以小時(shí)進(jìn)行記錄。中控室監控計算機畫(huà)面上每臺羅茨風(fēng)機設置遙控/自動(dòng)轉換按鈕。操作人員可以通過(guò)鼠標在中控室監控計算機對鼓風(fēng)機進(jìn)行手動(dòng)啟?？刂?。中控室監控計算機實(shí)時(shí)顯示總出風(fēng)管風(fēng)壓值、總出風(fēng)管風(fēng)量值、每臺羅茨鼓風(fēng)機的頻率、電流等，每臺羅茨鼓風(fēng)機的當前運行時(shí)間和累計運行時(shí)間。當羅茨鼓風(fēng)機出現故障信號時(shí)，停止運行或禁止啟動(dòng)鼓風(fēng)機。
2.3.2 溶解氧（DO）控制
點(diǎn)擊中控室監控計算機羅茨鼓風(fēng)機圖標，可進(jìn)入羅茨鼓風(fēng)機控制畫(huà)面，羅茨鼓風(fēng)機的控制根據污水在生化池上出口的溶解氧濃度的溶解氧（DO）值保持在某一設定值（如2 mg/l）（或也可根據ORP來(lái)調節），都可根據按鈕來(lái)選擇，DO控制主要參數和PID控制參數都可在上位機設定。在實(shí)際控制中，羅茨鼓風(fēng)機的風(fēng)量設定值為工藝理論值，這一值經(jīng)溶解氧反饋信號比較后，根據偏差實(shí)時(shí)調節風(fēng)量的增減，最終使污水溶解氧值穩定在設定值（也可根據季節、水質(zhì)的變化等實(shí)際情況不斷調整）。
在上方的趨勢圖中可看到實(shí)際值和設定的值的曲線(xiàn)，進(jìn)而可方便的調節工藝參數，使鼓風(fēng)機的效率、出水水質(zhì)達到*化，畫(huà)面如圖2所示。
3 系統效應
降低電耗：系統能降低污水處理廠(chǎng)曝氣系統能耗15%～40%；污水處理廠(chǎng)出水達到排放標準：通過(guò)實(shí)時(shí)監測滿(mǎn)足排放要求；增加污水處理廠(chǎng)的處理量：系統對處理工藝進(jìn)行優(yōu)化后，可評估污水處理廠(chǎng)的處理量；提高污水處理工藝可控性及穩定性：在曝氣量和水量足夠的情況下，DO設置值和PID控制動(dòng)態(tài)調整，使出水達到排放標準；預警和工藝幫助：系統能依據數據來(lái)判斷污水處理廠(chǎng)的工藝何時(shí)需調整。
4 結 語(yǔ)
經(jīng)過(guò)幾年的使用，A2/O生化池鼓風(fēng)曝氣調速PID控制系統在我廠(chǎng)運行至今系統穩定、可靠、操作方便、使用安全、效率高、故障率低，污水處理效果好，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，有良好的節能效果，強化了自動(dòng)化管理。