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首頁 >> 新聞資訊 >> 行業動態 >> 基于物聯網技術的污水處理廠生產全過程監控系統
详细内容

基于物聯網技術的污水處理廠生產全過程監控系統

    目前,各地的環保部門已經基本完成了污水處理廠在進行污染源監測系統的建設,實現對污水處理廠排口污染物進行在線監控,環保部門通過污染源監控平臺能有效掌握管轄區域內各污水處理廠的污染物排放超標及排放總量情況。但在實際環保監察中發現,企業存在污水處理設施開啟不正常、偷排、污染源在線監控系統運行不良或者造假的現象。由于污水處理廠面積較大,設備較多,要對污水處理廠運行不良情況進行日常監察將耗費大量人力物力,而且現場監察的時效性不足。為了解決這些問題,必須有效地借助物聯網手段,建立起從污染源監測,到污水處理廠治理過程監管,實現從點到面的監管模式轉變,有效做到污水處理廠運行情況的有效全面監管。

一、污水處理廠全過程監控系統建設基礎

1、污水處理工藝介紹

  現代污水處理技術,按處理程度劃分,可分為一級、二級和三級處理。一級處理,主要去除污水中呈懸浮狀態的固體污染物質,物理處理法大部分只能完成一級處理的要求。經過一級處理的污水,BOD一般可去除30%左右,達不到排放標準。一級處理屬于二級處理的預處理。二級處理,主要去除污水中呈膠體和溶解狀態的有機污染物質(BOD,COD物質),去除率可達90%以上,使有機污染物達到排放標準。三級處理,進一步處理難降解的有機物、氮和磷等能夠導致水體富營養化的可溶性無機物等。主要方法有生物脫氮除磷法、混凝沉淀法、砂濾法、活性炭吸附法、離子交換法和電滲分析法等。一般污水處理廠為一級處理+二級處理。如對出水水質有較高要求或者中水回用,則需要進行三級處理。

常規污水處理整個工藝過程為通過粗格柵的原污水經過污水提升泵提升后,經過格柵或者砂濾器,之后進入沉砂池,經過砂水分離的污水進入初次沉淀池,以上為一級處理(即物理處理);初沉池的出水進入生物處理設備,有活性污泥法和生物膜法,(其中活性污泥法的反應器有曝氣池、氧化溝等,生物膜法包括生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化法和生物流化床),生物處理設備的出水進入二次沉淀池,二沉池的出水經過消毒排放或者進入三級處理,一級處理結束到此為二級處理;三級處理包括生物脫氮除磷法,混凝沉淀法,砂濾法,活性炭吸附法,離子交換法和電滲析法。二沉池的污泥一部分回流至初次沉淀池或者生物處理設備,一部分進入污泥濃縮池,之后進入污泥消化池,經過脫水和干燥設備后,形成泥餅外運。

2、污水處理廠監控要點

  通過對污水工藝了解可以看出,一個污水處理廠主要由預處理、生化池、消毒、污泥處理系統各工藝段組成,只要做到對這幾部分工藝段的有效監控,保證其正常運行,就可以判斷污水處理廠運行正常。同時結合污水處理廠進口水質及出口水質的監控及判斷,即可做到污水處理廠的全過程監控。

污水處理廠主要運營成本為動力費和維修費,占80%左右,其次為人力、藥劑等費用。動力費為設備運行能耗費用,維修費為確保關鍵動力設備及監測設備。企業要節約成本一般會從減少動力設備開啟、減少設備維護量方面著手。所以選擇關鍵動力設備運行情況和關鍵參數作為監控點,就能掌握污水處理廠整體運行情況。

結合監控關鍵工藝段、關鍵設備及關鍵參數的原則,同時兼顧數據可采集性原則,選擇如下監控點來對污水處理廠進行有效監控。監控點主要有:

(1)處理水量,包括進出口水量;

(2)水質參數,包括進出口COD、氨氮、PH、總磷、總氮等指標;

(3)關鍵過程參數,包括生化池DO、MLSS、ORP、污泥回流量、污泥產生量;

(4)關鍵設備,包括提升泵能耗、曝氣機能耗、污泥回流能耗、污泥脫水能耗。

3、污水處理廠現有條件

  根據國家環保部《關于加強城鎮污水處理廠污染減排核查核算工作的通知》(環辦[2008]90號)文件要求,2009年2月底前設計日處理能力大于2萬噸的城鎮污水處理廠都必須安裝完成中控系統,實施監控進出污水處理廠的水量和水質主要指標、鼓風機電流、鼓風量、曝氣設備的運行狀況、曝氣池的溶解氧濃度、污泥濃度等數據。

根據建設要求,污水處理廠中控系統基本具備了監控點所包含的數據。同時由于各中控系統均有成熟的通訊接口及協議,供客戶使用,方便客戶對數據進行采集及控制。說明污水處理廠監控點數據采集是具備條件的。

二、污水處理廠全過程監控系統建設

    在污水處理廠現有條件的基礎上,采用物聯網技術,對中控系統已有數據通過網絡通訊技術進行采集,對未建設數據通過智能傳感技術,安裝智能傳感器進行采集。采集后的數據通過智能傳輸層傳輸到環境監察部門,建立全過程監控平臺,實現污水處理廠的全過程監控見,該系統有三層架構組成,包括智能傳感層、智能傳輸層和應用層。智能傳感層通過網絡通信技術和智能傳感技術實現了污水處理廠監測點數據的采集。數據采集頻率為一分鐘/次,由于污水處理工藝變化較慢,此采集頻率能滿足污水處理工藝過程的監控。網絡通信技術采用多種接口接入,通用接口輸出方式,確保能滿足各種主流PLC數據的采集,如西門子、AB、ABB、施耐德、GE、歐姆龍、三菱等,并能轉換成統一通訊接口,提供了系統的通用性。

智能傳輸層支持有線、無線(2G/3G)傳輸,滿足不同工況條件下數據的傳輸。同時傳輸層設計時考慮數據斷點續傳、數據補遺的設計,確保網絡中斷恢復后數據上傳的完整性。應用層中提供了實時數據查看、污水處理工藝展示,環境監察部門只需打開瀏覽器就能實時全面地掌握污水處理廠的運行情況,并結合理論經驗,建立污水處理廠運行合理性判斷模型,直接把污水情況運行情況匯總報告給環境監察部門,實現污水處理廠環境監察的智能化、高效化。

三、結束語

  綜述,污水處理廠全過程監管,只需要監管關鍵設備及關鍵參數即可達到對污水處理廠監管的作用,并且污水處理廠中控系統建設比較完善,大多已具備所需數據的采集要求,同時借助物聯網技術,建設全過程監管系統是可行性的。建設全過程監管系統可以對污水處理過程進行全面的掌握,能有效的監管污水處理企業偷排、運行不良情況,做到從點到面監管模式的轉變。能大大提高環境監察部門的執法效率及執法水平。




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