徐建国
【摘 要】供水企业在保证供水水质的同时,也在不断追求制水工艺流程的低能耗与高稳定性.本文详细阐述了青浦第二水厂通过运用PLC集散控制系统实现深度处理制水工艺的自动化,使复杂的制水工艺流程在安全、稳定的环境下运行,体现了自控系统便捷、可靠、稳定的优势,在确保出厂水质的同时,既降低了人力成本,又提高了生产效率.%While ensuring waterquality is always the top priority,higher stability with lower energy consumption of the water-treating process is also our constant pursuit.It is elaborately discussed how the automation of water-treating process can be optimized and realized based on PLC-distributed controlling system (DCS).In this case,the complicated water-treating process can be operated in a safer and more stable environment,which in itself boasts the merits of autonomous system.Labor costis at the same time reducedand working efficacy is improved,while quality of our product is as always ensured.
【期刊名称】《净水技术》
【年(卷),期】2017(000)0z1
【总页数】6页(P129-134)
【关键词】自动化控制;PLC集散控制系统;生产效率
【作 者】徐建国
【作者单位】上海青浦自来水有限公司,上海201799
氟醇【正文语种】中 文
【中图分类】TU991
青浦第二水厂是青浦中东部地区唯一一座现代化集中供水水厂，承担青浦城区和中部地区的供水工作，服务面积382 km2，服务人口约75万。经过一期、二期及本次三期扩建工程，青浦第二水厂已形成了40万m3/d的常规处理、深度处理和污泥处理能力。水厂常规处理有二级泵房车间2座，气水反冲砂滤池3座共24组，平流式沉淀池6座，清水库3个，深度处理有预臭氧接触池1座，提升泵房1座，臭氧接触池1座，活性炭滤池1座共18组。 2.1 目的和意义
第二水厂作为青浦中东部地区唯一的大型集中供水水厂，承担着为青浦城区与中部地区的广大用户提供安全、优质的自来水的重要责任。水厂实现自动化生产的目的，不单单是为了解放劳动力，减少人力成本支出，更重要的就是为了确保制水工艺的高品质、高效率与高稳定性[1]。例如：通过送水泵房PLC控制系统，经出水泵的变频调控，实现水厂的恒压供水。通过反冲洗PLC控制系统，根据滤池的液位和滤沙的阻塞参数，自动实现滤池的冲洗，确保滤池在最优状态下运行。加药和加氯控制系统，可根据进水流量和浊度与余氯等参数，自动控制修改投加量[2]。污泥处理控制系统可根据浓缩池上清液的浓度和平衡池的液位，自动实现进泥、脱干和送泥等“一条龙”工艺流程。
2.2 自动化控制运行现状
青浦第二水厂的建设从2002年10万t常规处理工艺到2006年二期的10万t扩建（同时增加了污泥处理工艺），再到2013年20万t再扩建，建造了40万t深度处理工艺设备，实现了整个制水工艺的自动化控制，组成了由中控室和十几个PLC子站，通过双回路光纤电缆连接的环形控制网。由于同时存在常规与深度处理制水工艺，青浦第二水厂的制水过程面临着变
量多（如流量、压力、液位等）、任务多（如药剂投加、配水输送、数据采集与管理等）、设备多（水泵、阀门、计量仪表等）等问题，而整个过程还是一个具有时变性与随机性的复杂过程。鉴于此，青浦第二水厂自动控制系统主要将工厂设置为常规处理、深度处理与污泥处理三部分。自动预警功能，可以在不影响现场设备正常运行的前提下，让工作人员及时发现可能出现的安全隐患，并作出相应的调整，以确保向用户的不间断供水；生产工艺中的加氯、加药、过滤等过程均采用闭环控制，控制系统可以根据原水水质与进水量的变化自动调整加量，有效保证出厂水的水质达标；二级泵房的水压自动调控设备在确保服务水压稳定性的同时，大大降低了市政管道的爆管率，从某种程度上减少了水量漏损。
3.1 制水工艺流程
青浦第二水厂原水取自太浦河青浦练塘段，通过DN1200、DN1600两根原水输水管道输送原水。根据对太浦河原水浊度、有机物、无机物、氨氮、重金属等关键指标物去除方式的分析，第二水厂净水工艺采用预氧化+机械混合+平流沉淀池+V型滤池+臭氧活性炭深度处理的水处理工艺。整个制水工艺及污泥处理流程如图1所示。
经过上述常规和深度处理工艺处理后，第二水厂出厂水质达到国家标准《生活饮用水卫生标准》（GB 5749—2006）要求。出厂水压力即二级泵房出厂压力：最高可达0.4～0.48 MPa，确保了出厂水能进入各泵站水库清水池，同时也满足了管网末梢服务水压。
运行期间，水厂自用水耗主要是沉淀池排泥水、砂滤池和活性炭滤池反冲洗水。排除的废水经浓缩、脱水后，泥饼含固率≥30%，处理后的上清液符合《上海市污水综合排放标准》（DB 31/199—2009）二级标准，其中悬浮物浓度不高于70 mg/L。
3.2 主要工艺设施及相关参数设置acei
3.2.1 预臭氧接触池（深度处理）
预臭氧接触池设有4根进水管道和4根出水管道，考虑到预臭氧接触池至一期沉淀池流程较远，故该出水管口径采用了DN1400管道，其余各个进出水管道口径均为DN1200。每根进水管都设有手动蝶阀与电动调节蝶阀各1台，4根出水管中，接至三期沉淀池的两根出水管上各设DN1200流量仪与回用水接入点一处。一期、二期沉淀池进水总管又分为两根DN1000的分管，管道上分别安装了DN1000的蝶阀与流量仪各一台。
预臭氧接触池分为独立4格，单格净宽5 m，池内总水深约7.35 m，进水水位标高4.60 m，出水水位标高3.80 m。设计水力停留时间5 min，预设臭氧投加量为0.5～1.5 mg/L。
肉蒲之极乐宝鉴3.2.2 机械混合絮凝反应沉淀池
制水厂传统的混合方式有：管式混合、水泵混合、水力混合、机械混合等。管式混合虽然使用简单，但流量变化对其产生的影响较大，不适合二水厂这样的大型制水厂；水泵混合由于管理规则复杂，较难实现自动化控制；水力混合虽然设备简单，但车间占地面积巨大，不适合智慧水务的发展趋势；机械混合是指利用电机来驱动安装在混合池内的搅拌装置进行搅拌，使投加的药剂充分混合与水中，水头损失小，通过设定搅拌频率和强度，可以在较短时间内达到混合要求。
综上所述，青浦第二水厂采用了机械混合方式，设6格混合池，平面尺寸3.20 m×3.20 m，水深4.05 m，设计液面标高3.35 m，每格中设高速搅拌机1台，功率为15 kW。在混合池内设有多处混凝剂投加点。
折板絮凝池与沉淀池合建，采用不锈钢平折板，分三级絮凝，絮凝池平均水深为3.78 m，单池平面尺寸17.15 m×20 m，设定总反应时间为16 min。电话银行是什么
沉淀池采用平流沉淀形式，如图2所示。集水槽采用不锈钢指形槽，指形槽出水溢流率250 m3/（m·d）。沉淀池有效水深3.60 m，单格平面尺寸121.05 m×20 m，设定沉淀池水平流速为16 mm/s，停留时间120 min。排泥方面，平流沉淀池采用泵吸和虹吸两种方式，通过预设可实现自动启闭。
3.2.3 V型滤池
阿克毛事件三期V型滤池与沉淀池衔接，分12格，双排布置，出水总管采用1根DN1600钢管接入提升泵房，（一、二期砂滤池各为六格）。每格滤池分设500×500进水闸门，DN50
0清水出水阀门，DN500反冲水阀门，DN400反冲气阀门及800×800排水闸门各一只，均采用气动执行装置。为保证滤池恒水位等速过滤，第二水厂V型滤池DN500清水出水阀门采用了可调蝶阀，由滤池内水位控制开启度，实现自动化。
滤池反冲洗方式为气水反冲，设定空气冲洗强度为55 m3/（m2·h），气水同时冲洗时反冲水强度为8.7 m3/（m2·h），单水冲洗时反冲水强度为17 m3/（m2·h），表面扫洗强度为8.0 m3/（m2·h）。反冲水由冲洗水泵提供，反冲气源则由鼓风机提供。所有反冲洗废水均通过排水渠纳入到排水池。
3.2.4 鼓风机房与反冲洗泵房
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三期鼓风机房与反冲洗泵房主要用于对V型滤池与炭滤池的反冲洗。鼓风机房内共设鼓风机4台，其中两台用于V型滤池反冲（一用一备)，每台鼓风机设定风量5 020 m3/h，风压为50 kPa（即5 m水柱），配套电机功率110 kW；两台用于炭滤池反冲（一用一备)，设定每台鼓风机风量5370 m3/h，风压73 kPa（即7.3 m水柱），配套电机功率160 kW，可变频调速。为从安全考虑，每台鼓风机出口各设DN400手动蝶阀、双法兰传力伸缩接头1只，同时配备有安全阀，逆止阀，橡胶接头等，并由总出气管道上的气体流量计作监控。
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