反硝化深床滤池工艺自控说明

反硝化深床滤池工艺自控说明

一、深滤床过滤的工作原理

在过滤期间，污水从介质上的进水槽经进水闸门流入滤池。进水槽在过滤期间将污水分流入滤池。

进水流经介质、砾石和排水系统然后流出滤池。过滤后的水通过出水阀流出然后溢流进入清水池中。清水池为反冲洗储存滤清后的水。

溢流进入清水池过程中的高程使介质保持浸没。保持介质浸没有助于在整体滤池面积上均匀分布进水水流和污垢负荷，并防止介质滤床中产生负压。这样即可避免因排气和气泡膨胀造成的滤池阻塞。

当污水流经滤床时，悬浮物会被阻挡分离出来拥塞在介质颗粒的空隙之中。介质上部分的空隙空间会因最先充满悬浮固体而变得狭窄。由于在较小的通道中要强制通过相同的流率，那么经过滤池介质该部分的污水速度就必须提高。更高的流速必须要有更大的驱动力和水头损失才能支持，而这种支持将由砂砾顶层集结的水流形成。随着更多的空隙被固体拥塞，滤池中的水位会逐渐上升，而伴随更大的流动阻力，狭窄的通道就会变得更长。

填充在滤池介质中的固体物质有助于从过滤水中吸附和阻挡更多的固体颗粒。固体首先由滤池介质单独挡出，然后滤池介质与已经挡出的固体形成合力，进而挡出更多的固体物质。当水流经砂砾流动时，这些深床滤池会迫使污水中的分散颗粒脱离原有状态而聚集靠紧。当聚集靠紧到充分程度时，这些颗粒可以相互吸引和粘附，通常无需化学凝结剂。滤池在投产运行一段时间后，即能达到其最高效率。

使用细砂的滤池必须达到在顶部砂层完成大部分过滤，并能实现快速填塞。在这种深床滤池中，其大型圆形介质的空隙很大，足以将固体储存在砂面以下，同时使流动在砂粒间继续进行。在某种程度上，更高的流速能使新的固体被进一步下吸，深入滤床，在这里它们会被储存到未使用的空隙中。这使固体能在有效深度得到持留，从而实现两次反冲洗之间的较长运行时间。

根据原设计图纸，此反硝化深床滤池采用恒水位过滤，当超声波液位计测定水位到达设定值高度时或滤池到达设定的反冲洗周期时间时，PLC控制系统启动

滤池反冲洗程序。滤池水位在上升过程中，定期进行驱氮程序，以恢复滤池的过滤水头。

二、反冲洗设置

2.1、反冲洗的工作原理

滤池的反冲洗启动可由以下三种信号实现：

（1）预定的时间顺序

（2）预定的水头损失顺序（经滤池中超声波液位计确定），且已经尝试过驱氮。

（3）操作人员手动控制

各滤池反冲洗时间设定应使滤池在全天内冲洗间隔均匀。滤池正常反冲洗以第一种信号开启，从第一个滤池开始依次冲洗，在第一个滤池反冲洗时，即使其他某个滤池水头损失值以达到设定值也不允许启动。

2.2、自动反冲洗操作

反冲洗需要阀门、水泵和鼓风机均处于自动状态，全部的设备报警均已清除。同时清水池和废水池有足够的容量。

第一阶段：气洗气冲强度90m3/m2.h

第二阶段：气洗+水洗气冲强度90m3/m2.h，水冲强度15m3/m2.h

第三阶段：水洗水冲强度15m3/m2.h

2.3、手动反冲洗

如果滤池必须以手动模式进行反冲洗，那么必须遵循自动反冲洗顺序，以使操作人员执行反冲洗。请注意，自动报警和许可值检查不再适用。

在启动一次手动反冲洗前，操作人员必须确认清水池中是否有足够的反冲洗水来完成整套反冲洗，以及废水池中是否有足够的空间来接受整套反冲洗。

人工反冲洗在人机界面触屏（HMI）上执行。在进行手动反冲洗前，在人机界面上将系统模式变更至指示手动。选定的滤池、反冲洗鼓风机和反冲洗水泵也必须位于其“手动“模式。然后采用人机界面上的设备按钮进行反冲洗。然后恢复所有设备和设定值至自动。

三．驱氮控制

3.1 驱氮的工作原理

驱氮原理是通过水流紊动和冲刷方式打乱原有的平衡，使小气泡快速聚集成大气泡排出，具体实施方式是利用反冲洗进水泵，定期快速反冲洗，形成池内水流紊动，破坏原有平衡，使黏附与膜表面的气泡随水流而脱离，脱离的气泡快速聚集成大气泡，随水流溢出水体，达到驱氮目的。具体方法：先关闭出水阀，再打开反冲洗进水阀，打开反冲洗水泵，运行1-3min，停止。恢复至正常运行状态。整个操作过程由PLC 自动控制完成，无需人工操作。驱氮时间间隔：2-4h。

四、仪表与PLC 控制系统

4.1、整个滤池系统内采用1 套PLC 控制系统，能对所述系统所有设备进行控制、显示和报警，确保整个系统安全运行。

4.2、主控柜具备碳源投加控制、硝酸盐氮在线检测功能、溶解氧在线检测功能进水流量在线检测功能，以实现对碳源投加计量泵的实时控制，达到碳源精确投加的目的，以防止碳源投加过量影响出水COD/BOD 的稳定达标。

4.3、设进水电磁流量计及反冲洗电磁流量计。

4.4、水池液位采用超声波液位计。

五、自控仪表系统

5.1、作用：本工程的核心系统，对整个污水处理系统进行集中控制和自动控制运行。

5.2、调试步骤及方法：

检查各安装部件与自控系统端子图是否相符；

检查设备电气线路是否接线正常；

先不送电，进行各仪表进行检查；

在不送电的情况下进行模拟单机试车，检查各电气设备的动作是否符合；

模拟单机试车结束后，进行模拟联动试车，检查在自动控制情况下，各设备动作情况与设计条件是否符合；

当前期工作完成无误后，进行通电正式单机试车；

进行通电试车，各设备的运转情况是否符合工艺要求；

单机试车正常后进行清水联动试车，检查自控系统在实际运行中是否符合设计条件；

当单机试车、联动试车正常后，进行用户程序的调试，并做好记录；

当控制系统和用户系统调试正常后，可投入生产进行下一步清水联动试车。

5.3、反硝化深床滤池操作模式：

操作模式由位于主控制面板（MCP）上的人机界面上的“滤池模式”指示器决定。主控制面板上有一个开关，上面有“自动”和“手动”两个状态。在手动状态下，所有的操作都要通过人机界面来完成。在自动状态下，由位于主控制面板之内的可编程逻辑控制器（PLC）操作该系统。

自动模式（自动）

PLC 控制着反冲洗和驱氮。系统在一天的某些指定的时间或者根据操作员在人机界面设定的时间间隔自动反冲洗或驱氮。

停止使用

滤池“停止运行”是自动模式中的一种选择。任何滤池都可以通过按人机界面显示屏上面的“正在运行/停止运行”按钮来转换到停止状态。人机界面可以显示哪个滤池正在使用或者停止使用。停止运行”会自动关闭所有的深床滤池进水阀门，除了污水反冲洗阀门以外，所有阀门都要打开以便为排水槽排水。如果处在“停止运行”模式，该滤池在系统的驱氮/反冲洗程序就会被可编程逻辑控制器绕过。一旦该滤池进入该模式，它就会一直保持，即便是系统此后切换到了手动模式。当滤池处于“停止运行”模式时，其进水和出水阀门在人机界面都不可操作，即便是系统切换到手动模式。在维护期间（比如需要进入滤池时）不能只采用“停止使用”模式来达到目的，还需要用手动方式将该滤池与系统的其他部分隔离开来。在可编程逻辑控制器失效时首先要这么做。滤池默认的是过滤模式，会将进水及出水阀门打开。

顺序

在“自动”模式下，可编程逻辑控制器控制着反冲洗及驱氮。有2 个程序（软件）会通过这一过程逐步推进。在人机界面上有个“下一步”按钮，可以让操作员以比通常的步骤所需要的时间更短的间隔来加快反冲洗及驱氮。使用这一按钮可以每20 秒就快速转换到下一步骤。每次按了这个按钮后，就将启动序列中的下一个步骤。操作员在试图这样做之前应该先熟悉这些过程。操作员启动操作可以不必使用人机界面上的滤池反冲洗及驱氮程序，而直接按人机界面上的“启动