印染废水处理与资源化“蛛网”智能控制系统

　　针对当前印染废水处理厂运营存在的集成化管理程度低、运营成本与能耗高等主要问题，威士邦公司研究开发出维邦牌印染废水处理与资源化“蛛网”智能控制系统。该系统采用“集中管理、分散控制、资源共享”的集散型系统，通过智能和自动化技术，实现污水处理过程的优化运行和精确控制，并提供具有专家经验的优化调度与管理策略，最终达到节能降耗及减排的目的。该智能控制技术在应用过程中，取得了良好的效果，可有效控制印染废水及其CODcr、氨氮、总氮、总磷的年排放总量，预防印染企业超排、漏排的可能，降低污水厂运行成本并提高污水厂的管理能力，具有良好的环境和经济效益。

　　系统结构及主要功能　　维邦牌印染废水处理与资源化“蛛网”智能控制系统采用“集中管理、分散控制、资源共享”的集散型系统。整个系统由信息层、监控层和现场控制层组成。采用这种结构，可使废水处理过程中的信息能够集中管理，以实现整体操作、管理和优化；同时，也使得控制危险分散，提高系统可靠性。

　　本系统与污水治理/回用系统、在线监测系统、鼓风系统、加药系统、污水提升系统、污泥处理系统等其他系统连接，实现内部系统联合控制污水厂运行，降低运行成本，提高污水厂管理水平。如下图所示。

　　维邦“蛛网”智能控制系统以PLC控制器、工业计算机、组态软件、蛛网系统、UPS等硬件为基础，内嵌了适用于在PLC运行的简单有效的控制算法与在计算机上运行的全流程综合控制算法，并建立了多级控制的协调机制，利用故障检测算法实现控制策略的动态切换，保证污水处理厂的安全稳定运行。

　　本系统的主要功能有：WEB远程监控、报表生成、自动报警(声音、短息)、其他功能(权限设置)。可实现以下控制：

　　排放总量的控制

　　主要是通过累积流量计及总排口在线监测仪来实现控制，系统自动生成报表，业主可通过系统查询本企业年排放废水量与CODcr、氨氮、总氮、总磷的年排放量并与环评批复中规定的年排放量进行对比，从而实现排放总量的控制。

　　水量水质的控制

　　水量平衡控制：在废水进水口、总排口设置累积流量计，控制企业废水日排放量，当出现进水量大于出水量时(除蒸发因素外)，系统自动报警，提醒业主污水厂可能存在漏排可能，避免企业因非人为漏排遭受环保罚款或相关责任人行政处罚。

　　水质控制主要有两种情况：

　　当进水浓度超过设计值。系统自动开启阀门，使废水先进入事故池进行贮存，待进水水质稳定，阀门自动关闭，废水进入处理系统正常工作。待系统正常稳定一段时间后，人为启动事故池内提升泵，使废水小流量进入处理系统进行处理。

　　总排口排放水水质超标。系统报警并自动开启阀门，使废水先进入事故池进行贮存，待进水水质稳定，阀门自动关闭，废水进入处理系统正常工作。待系统正常稳定一段时间后，人为启动事故池内提升泵，使废水小流量进入处理系统进行处理。

　　加药量的控制

　　药剂的费用往往成为污水厂运行成本的一大部分，本系统改变传统凭经验的加药模式，其可根据废水量大小、废水水质及排放水质等情况及时进行数据反馈，并调整废水加药量，做到准确控制加药量以降低污水厂的加药成本。

　　用电量的控制

　　在污水处理厂中，水泵和鼓风曝气等是重点耗电单元。本系统在对水泵、鼓风曝气等重点耗电单元进行智能控制的基础上，对污水厂进行全厂的整体优化控制，从而实现全流程的节能降耗。

　　水泵控制：本系统综合考虑水量变化等相关干扰因素，通过仪表设备和自控技术的密切配合，利用多级液位动态反馈控制算法，协调水泵间开启或变频的时序，最终实现水流量的合理调度。

　　曝气控制：本系统基于对气体流量的监测和统计，通过对电动阀门和鼓风机运行工况条件的智能控制，实现对供气量的有效控制，使之符合曝气池中的实际需气量，从而达到稳定控制溶解氧浓度、降低曝气单元能耗的效果。

　　经济效益的控制

　　本系统可根据工艺特点及业主要求，自动生成污水排污费用与回用的经济效益表格，以供企业高层决策排污及回用的比例，最大程度实现污水治理赢利的目的。

　　技术特点及结论

　　技术特点

　　本系统采用更为有效的智能控制算法实施全流程控制，使得污水处理厂运行更加稳定可靠，保证优良的出水水质，并有效控制排放总量。

　　本系统根据数据反馈和智能控制算法，准确控制加药量，并对水泵和鼓风机等重点耗电单元实施有效控制管理，达到节能降耗的效果，本系统比国内同类技术相比，可实现降低能耗10%以上。

　　本系统具有更高的经济效益，投资回收期相比其他技术有所缩短。

　　本系统由于引进智能控制算法，设备操作管理更为方便，对操作维护人员的素质要求也较高。

　　由于本系统实施可以大量使用传统自控系统中设计的相关仪表设备，是对传统自控系统的一次智能化升级，因此在新建污水厂的设计和实施中采用该智能控制系统并不会造成系统投资费用的明显增加。

　　结论

　　本项目研发的维邦印染废水处理与资源化“蛛网”智能控制系统技术"内嵌了适用于在PLC运行的简单有效的控制算法与在计算机上运行的全流程综合控制算法，并利用故障检测算法实现控制策略的动态切换，使得系统运行安全稳定，保证了优良的出水水质，有效控制了外排水量，减轻了企业对周边环境的影响，同时可以实现降低系统能耗10%以上，也可实现经济效益提高10%以上，由于经济和环境效益显著，系统具有广泛的应用前景。

　　（厦门市威士邦膜科技有限公司 江嘉晶 曹诚文 王俊川 夏天华 林少华）