船用膜法生活污处理装置自动控制.doc

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除舰船用膜法生活污水处理装置自动控制Marine membrane sewage treatment plant automatic control 殷峰1 李玉章2 Yin Feng Li Yuzhang 江苏南极机械有限责任公司 江苏泰兴 225400Jiangsu Nanji Machinery Co.,Ltd. Jiangsu Taixing 2254001、研究所副所长 工程师 2、高级工程师1、Vice-manager of institute 2、High engineer 摘要：针对国际海事组织海洋环境保护委员会IMO.MEPC.159(55)决议新的排放标准要求，开发的舰船用膜法生活污水处理装置采用了PLC控制，使进水、曝气、沉淀、排放、休眠等实现了自动控制，从而得到USCG、CCS等船级社的型式认可，证实应用PLC的必要性和正确性。Abstract: according to the latest discharge standard requirement of the resolution of IMO.MEPC.159(55), the developed marine sewage treatment plant adopts PLC control to obtain the automatic control to inlet, aeration, settle, discharge and dormancy. The plant has been type approved by USCG、CCS etc. and approve the necessity and correctness to apply PLC. 主题词：舰船 膜法 生活污水 自动控制Keywords: warship membrane sewage automatic control 一、前言随着电子技术的不断发展，可编程序控制器（简称PLC）也在不断更新换代。现在的可编程序控制器在数据处理、指令执行速度等方面都可以与单片机相媲美，因此使用中可以充分发挥软件的作用，节省硬件资源，提高设备的自动化控制水平【1】。为满足IMO.MEPC.159（55）决议案的新要求和新的排放标准，我司在过去二十多年开发WCB系列生化法生活污水处理装置基础上，在国内首家开发出满足新公约的WCMBR舰船用膜法生活污水处理装置，顺利通过中国船级社、美国海岸警卫队及国外多家船级社的型式认可。该装置电气控制选用施耐德TWD型可编程控制器，通过编程控制使装置的自动化水平满足无人机舱的要求。二、系统要求从船上收集来的生活污水由装置污水入口进入。装置分为四级：第级为缓冲柜，可以承受船上的高峰负荷；第级为序批柜，柜内置有软性纤维填料，污水进行生化反应，消解污水中的有机物；第级为清水柜，存放序批柜转驳来的上清液；第级膜组，利用膜的渗透原理，将透过膜的清水经消毒后达到排放标准的水排放至舷外。在公海或非规则海区，可以只使用第、级，以节约膜的使用寿命，此时膜采取“保养”措施。停航时第、级也可以采取“保菌休眠”状态，以备下次启动可较快的进入正常运行状态。三、电气控制系统构成1、传感元件：级缓冲柜液位 级序批柜液位 F1-低水位 R2-高水位 F2-启动水位 R1-低水位 F3-警示水位 级清水柜液位 L1-低水位 L2-启动水位 L3-报警水位2、受控设备: P1-级粉碎泵 P2-级转驳泵 P3-级排放泵 P4-加药泵 PQ1-级供气泵 PQ2-级供气泵 O3-消毒装置3、自动执行机构门:DV1-序批柜出口阀 DV2-清水柜出口阀 DV3-排放阀 VS1-膜出口阀 VS2-膜冲洗阀4、电器控制部分 电气控制选用施耐德TWD LCAA 24DRF型主模块和三块扩展模块及相应的交流接触器、中间继电器等组成，通过对应的功能转换开关，使装置实行自动运行。四、自动控制流程图1、培菌将转换开关转向“培菌”程序。污水进入级缓冲柜，首先看到低液位F1水位指示灯亮，液位不断升高，当液位升到启动液位F2水位指示灯亮时，粉碎泵P1自动启动，级缓冲柜的污水进入级序批柜，级液位降至F1时P1停止运行。级污水进入级时，首先看到级低液位R1水位指示灯亮，此时气泵PQ1、PQ2启动，液位升至高液位R2时程序无反应，气泵运行四小时后，P1及PQ1、PQ2自动转入“间歇运行”，即开20分停20分。再人为进入原污水，级液位升到F3水位时，装置发出声光报警，厕所禁止冲洗灯亮，提醒装置不能再进污水。此时可通过应急排放减少缓冲柜内的污水。培菌的全过程有程序控制，实现培菌的自动运行。详见培菌控制流程图。2、正常运行“培菌”程序完成后，可将程序转向“正常运行”。级进入污水，首先看到F1指示灯亮，当液位升至启动位时，F2指示灯亮，粉碎泵P1自动启动，级污水进入级。级水位升至R1时，PQ1、PQ2启动，液位升至R2时，排放泵P2启动、DV1同步开，污水由级序批柜转入级清水柜，清水柜液位升至L2时，排放泵P3启动、DV2、DV3同步打开，通过膜组渗透经消毒后排至舷外，直至级水位降至L1时停止。由于级可能又有污水进入，P1仍在运行，级水位不会降至R1。如果没有污水进入4小时后自动进入休眠保菌状态，气泵PQ1、PQ2运行20分钟，停止20分钟，P1也因级液位到F1而停止。正常运行的工作过程有程序控制实现自动运行。详见正常运行控制流程图。3、序批式“培菌”程序完成后，可将程序转向“序批式”。序批式处理是集进水-曝气-沉淀-排放-休闲于一个柜内，这样可以增加污泥负荷率、给后续的膜处理带来好的运行条件、有利于氨氮的消化、还可以省去沉淀柜缩小装置体积。外来污水进入级，首先F1指示灯亮，当液位升至启动位时，F2指示灯亮，粉碎泵P1自动启动，级液位不断降低，级液位不断升高，当液位升到R2或级液位降到F1时，粉碎泵P1停止运行。级的污水进入级，称进水期。级水位升至R2时，PQ1、PQ2自动启动，称曝气期，曝气期时间45分钟，由PLC程序设定。曝气期结束后，P1、PQ1、PQ2停止，称沉淀期，沉淀时间30分钟，由PLC程序设定。沉淀期结束后，P2启动，DV1同步开，将沉淀后的上清液转至清水柜，直至水位降至R1时停止转驳，称为转驳期。清水柜液位升至L2时P3启动，DV2、DV3、VS1、消毒器同步打开，直至液位降至L1时停止，称为排放期。排放期结束后，级的水位如不到F2，则一直休闲；如水位到了F2，立即进入进水期，如果级没有污水进入，四小时后装置自动进入休眠状态，气泵PQ1、PQ2开20分停20分，称休眠期。自动控制系统会出现以下几种特殊情况：（1）如果在曝气期45分钟内，级液位升至F2，柜内曝气期马上中止，进入沉淀期30分钟，然后程序继续执行下去。（2）如果在沉淀期30分钟内，级液位升至F2，程序不理睬，如液位又到F3，沉淀期马上中止，立即进入排水期。然后程序继续执行下去。（3）在柜曝气期或沉淀期内，柜内液位达到F3，则立即停止曝气或沉淀，DV1开，P2动，进入转驳期。然后程序继续执行下去。（4）无论在何时级液位升至F3时，F3指示灯亮，蜂鸣器响，令厕所内“禁止冲洗”灯亮，操作人员现场判断原因，此时转换至“应急排放”，P1启动，直至液位降至R1停止。此时F3指示灯灭。按“消音”按钮SB2，蜂鸣器音灭。公海航行-序批式运行工作过程有程序自动完成。详见公海航行-序批式运行控制流程图。四、结束语 舰船用膜法生活污水处理控制系统选用施耐德TWIDO型可编程控制器，按照装置