污水處理自動化控制系統方案
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北京易控微網科技有限公司
北京華富惠通科技有限公司
聯合制作
1隨著我國城市化建設力度的加強，大城市的改建及中小城市的擴容速度越來越快。我
國在七、八十年代興建的市政污水處理廠隨著城市化步伐的加快，無論從處理工藝還是從日
處理污水吞吐量上，都已經不能滿足城市污水處理的需求。另一方面，隨著我國人民對環保
意識的整體提高，我國政府對污水處理建設方面的投資力度也在逐漸加大。從95年開始，
我國政府開始逐漸把污水處理的建設正式提到工作日程上來。
在一些市政設施的自動化工程中，由于工程的重要性和投資力度的龐大，加上早期的
控制系統發展比國外晚，所以一些大型市政污水處理工程主要還是以國外的控制系統為主。
到了二十一世紀由于計算機技術的迅猛發展，國內的控制系統在組態軟件、通信、測控終端、
一次儀表等諸多方面都取得了長足的進步，很多產品已經大量應用于各大行業，可靠性和穩
定性等都達到了國際先進水平。
本系統是北京易控微網科技有限公司聯合業界的一流組態軟件廠商北京華富惠通共
同推廣的污水處理控制系統，具體高度集成化、高度開放性、高度穩定性、極高性價比等特
點，已應用于國內許多同類場合，北京易控微網的具體國際品質的 RTU 已運行于西氣東輸
主管線監控、天津路燈監控、各大油田自動化監控等諸多場合，并出口哈薩克斯坦等國，幾
千套的現場運行，穩定可靠，在業界具有良好的聲譽。北京華富惠通的開物 2000，在全國
各地運行也近千套，運行穩定可靠，表現不俗。本系統根據用戶的需要，合理配置，將用戶
的自動化成本在保證性能情況下，降至最低，實現產品供應商、集成商、最終用戶多贏。
下面以某市污水處理廠實際案例來介紹本系統。
工程背景：
某市全市轄 2 區、5 縣、1 市，總人口 587 萬人，是食品、輕工、紡織工業基地，經濟
建設正以前所未有的速度發展，水電站、火電廠、石長鐵路、高速公路、某市機場等一大批
國家“八五”、“九五”重點建設工程相繼在某市市建成并投入使用，投資環境正在迅速改善，
經濟發展前景十分廣闊。
某市現有大中型工礦企業72家，涉及造紙、化工、紡織、制革、釀酒、食品、機械加
工制造等行業。根據某市市環境監測站 1995 年、1996 年對某市 35 家主要工業企業實施環
境監測的情況，以及某市市的第二自來水廠的年供水量估算，某市開發區目前的城市日用水
量在8.5萬噸以上，其中生活用水1.5萬噸，工業用水7萬噸。隨著經濟的發展和城市人口
的增長，生活污水和工業廢水的排放量將會越來越大，預計到2010年將增加到15萬噸左右。
但是到目前為止，某市市只在城市主干道有一些清、污合流的管道，還沒有一個統一規
劃建設的清、污分流城市污水排放管網和污水處理廠。除少量工業廢水僅經過初步處理以外，
大部分的工業廢水和全部生活污水，都未經任何處理而直接排入城市下水道或天然溝渠和河
湖港叉，使城區及其周圍水域受到了嚴重污染，不僅使大片水面失去水產養殖功能，而且直
接威脅到人民群眾身體健康，破壞了正常的生態環境，影響了經濟建設和社會事業的發展。
據測算，由于未經處理，某市開發區15家主要工業企業目前排出的工業廢水在6萬噸/日以
上，每年排放的污染物中，有固體懸浮物8,530噸，有機物12,964噸，COD 15,444噸。
工程概況：
1 項目名稱：某市城市污水處理系統
2 項目規模：日處理污水15萬噸
3 占地面積：8公頃（120畝）
4 建設規模：據測算，某市目前的城市污水日排放量已達 8.5 萬噸以上，并以每年 5%的速
度遞增。再根據《某市市城市發展總體規劃》，到2010年，某市城市污水日排放量將增加到
15 萬噸左右。因此本工程規模擬定為日處理污水 15 萬噸，計劃分兩期實施，于 2012 年底
2全部建成。首期工程實施時間為2000年至2002年，包括敷設全區污水管網和建造一個占地
8公頃，日處理10萬噸污水的污水處理廠。第二期工程則將污水處理廠的處理能力由10萬
噸/日擴大到15萬噸/日，實施時間為2010年至2012年。
5 廠址選擇：根據城市排水現狀和城市排水規劃，通過多次實地察勘和選擇，確定污水處理
廠選址在某市南郊。該處位于某市市造紙廠的南面和清江西面，是某市開發區的城鄉結合部
和工業污染源較集中的地帶，周圍有某市市造紙廠、某市市棉紡織廠、某市市清江制藥廠、
某市市滌綸廠、某市市機械廠，不遠處還有某市市酒精廠、某市市肉聯廠等大中企業，隔東
風河還有某市市化工廠；另外，由于該處地勢較低，平均海拔只有 31.2 米，遠低于某市城
區其它部位（42米～57米），利于匯集城市污水，符合城市發展的要求，是建設某市城市污
水處理廠比較理想的地方。
6 工藝方案：目前國內污水處理工藝可分為三類，即一級處理，二級處理，三級處理，還有
考慮綜合利用的。國內目前綜合考慮投資，運行成本，處理效果等因素，根據污水水質情況，
大多采用一級和二級處理方式。一級處理也稱物理法處理，其工作原理是利用過濾、旋流分
離等方法去除污水中的懸浮物和泥砂。一級處理可去除污水中約50%的污物，適用于污水中
有機物質含量較低的情況，常作為二級污水處理廠的預處理工序。
在本工程案例中采用了一級和二級處理方式串聯的模式。工業污水經工業企業自行處理
達標后，連同生活污水一起，經由污水管網集中輸入污水處理廠，一級污水處理工藝如圖1
所示。主要設備有格柵、水泵、沉砂池、風機、吸砂泵、旋轉篩網、除渣機、濾清器等。工
藝的流程為：城市污水匯集到集水池，由一組水泵提升到前池；弧形格柵清除污水中的體積
較大的污物和漂浮物；在沉砂池中，壓縮空氣與污水混合，分離出的泥砂沉淀于底部，由吸
砂泵吸出；旋轉篩網進一步的濾除污物；濾清器用于對篩網進行沖洗。
圖1中的水位、濁度、流量等為被調量；生物耗氧量和酸堿度測量值供監視。
3（圖1）一級污水處理工藝示意圖
經過一級污水處理設備處理后的污水進入二級處理環節，二級處理工藝如圖2所示。使
污水中pH值、固體懸浮物、動植物油類、酚類、石油類、氨氮類、表面活性劑類及BOD、
COD等污染物及汞、鎘、銅、鋅、鉛、鎳、鉻、鈷等元素或化合物含量接近漁業水質標準
(TJ35-79)，凈化后的出水水質達到污水綜合排放標準（GB8978-1996）二級以上標準。凈化
后，一部分污水可作為工業循環水循環使用，一部分就近排入清江，污泥干化后送鄰近的城
市養漁場，垃圾處理場處理。
（圖2）二級污水處理工藝示意圖
一：功能劃分：
結合用戶的需求和上面的兩個工藝流程。由開物軟件搭建的某市市政污水處理廠監控系
統主要實現以下的功能。
1． 廠區變配電系統，重要機房的供電監控
對變電站和配電的監測采用交流采樣的小型化RTU，一條線路或一個變壓器的遙測
遙信遙控一個RTU就可以解決。RTU較高的EMC指標和工作溫度范圍(零下20到
70度)保證系統的正常和穩定工作，完全適應戶外的各種運行環境。
2． 辦公區暖通送風的監控
通過PLC來對空調系統的變風量進行控制，使系統的空調效果達到最佳，通過合理
的控制策略降低空調系統的使用能耗。
3． 一級和二級污水處理工藝流程的監控：
·機械處理部分：完成對污水泵，粗細格柵，沉砂池攪拌器，空壓機械的狀態監控；實
4施泵閥聯動，備用輪換，格柵清洗，旋轉篩網清洗，污泥池刮泥，自動打包等控制操作。
·生化處理部分：完成對處理工藝參數的監測控制，如對溶解氧，污泥濃度，PH 值，
ORP，BOD 值等參數的測控。對曝氣設備，攪拌設備，排水設備，污泥回流泵，鼓風機
等進行操作控制，以滿足對處理出水水質的要求。
·加藥處理部分：對于污水處理工藝流程中的加藥處理系統要求上位軟件實現對污水處
理等級自動識別加藥，及專家算法配藥系統。
·淤泥處理部分：監測控制污泥錯池，污泥消化池，污泥脫水機及干燥設備的運行參數
和狀態。
4． 自動生成每月城市污水處理情況圖文統計報表，圖文報表的存儲時間不少于10年
5． 對暴雨季節的排洪系統進行監控。

污水處理自動化控制系統方案是一種針對污水處理過程專門設計的現代化控制技術應用。它主要包括以下幾個方面的內容： 1. **系統架構**：該方案通常采用先進的自動化控制系統，如PLC（可編程邏輯控制器）、DCS（集散控制系統）或SCADA（ supervisory control and data acquisition，集散型監控與數據采集系統），對整個污水處理廠的各個環節進行集中監控和管理。 2. **流程監控**：通過傳感器網絡實時監測進水水質、生物處理池活性污泥濃度、沉淀池固液分離效果、消毒工藝等關鍵參數，確保各個處理步驟在最優條件下運行。 3. **工藝控制**：包括調節曝氣量、污泥回流比、污水提升泵頻率等，以維持穩定的處理效率并滿足排放標準要求。此外，還包括設備啟停控制、故障診斷及報警功能，提高系統的穩定性和可靠性。 4. **數據分析與優化**：通過收集的數據進行深度分析，運用先進算法如神經網絡、模糊控制等實現污水處理過程的自動優化，持續改進處理效果并降低能耗。 5. **遠程監控與運維支持**：方案可能包含無線通信模塊，實現實時遠程監控和遠程故障診斷服務，便于維護人員及時響應并處理突發狀況。 綜上所述，污水處理自動化控制系統方案旨在通過集成化、智能化手段，大幅提高污水處理的效率和管理水平，同時減少人工干預，降低成本，保護環境資源。