市政污水处理厂污泥脱水系统控制原理

市政污水处理厂污泥脱水系统的控制原理

市政污水处理厂污泥脱水系统包括的设备和构筑物主要包括：投泥泵、絮凝剂投加泵（简称投药泵）、絮凝剂制备系统、脱水机、污泥输送螺旋等。如果脱水机是离心脱水机，还包括冲洗水电磁阀、离心机出泥口电动闸板；脱水机如果是带式脱水机，则还包括空压机和冲洗水泵。随着技术的进步和生产环境要求的提高，离心机逐渐取代带式机。

污泥脱水系统的构筑物主要包括污泥调节池，剩余污泥由水区排至污泥调节池，为防止调节池内污泥沉淀，还设有污泥搅拌器，搅拌器控制相对较简单，在此不做叙述。调节池内还设有污泥液位计。如果污水厂技术力量较强，还在调节池内安装污泥浓度计（简称MLSS计），在脱水机下滤液管道中安装悬浮物浓度计（简称SS计）。本文主要以离心脱水机为核心的脱水系统介绍其自动控制原理。

污泥脱水系统控制要求是根据剩余污泥排放量连续不间断进行污泥脱水，脱水时控制脱水污泥含水率、下滤液SS和根据MLSS控制合理的泥药投配比。

污泥含水率要求控制在75%至80%之间，太低对脱水机的磨损加剧，太高污泥运输量变大，因此一般控制在76%-77%之间。该指标主要通过离心机自带的控制程序，采用恒力矩模式，设定固定的脱水力矩值，在投泥量稳定后，通过差速的变化维持脱水力矩恒定，即可保证脱水污泥含水率达到要求，恒力矩模式一般脱水机控制柜都自带，污水厂只需要实测污泥含水率与力矩的关系，即可找出需要的力矩值，将其作为设定值输入控制屏即可完成。

理想的下滤液和泥药投配比的控制要求是通过检测下滤液的SS，SS偏高时，增加投药量，反之减少，目的是在保证尽可能低的SS值的情况下（越低则污泥回收率越高），尽量减少投药量，以节约费用。正常运行中，一般MLSS波动较大，制药系统可以保证药液浓度稳定不变。所以如果保证每吨干泥药耗3-5%时，通过实测的MLSS和已知的药液浓度、工艺要求的每小时剩余污泥处理量，可以大致计算出投药的体积流量。脱水机运行后，根据SS计检测的值，控制投药量的多少，将SS值控制在100-300mg/L的范围内。

还有一个控制的指标是每小时处理的剩余污泥量，它由水线的工艺决定。还需要说明的是投泥泵、投药泵都需要配备变频器和流量计，否则无法实现自动控制。实际运行中MLSS和SS计往往运行不稳定，误差较大，日常维护量也较大，大多数污水厂都不配备，即使建设初期配备了，使用一段时间后测量值与化验室比对差距较大或维护跟不上损害了，都不再更新它们。日常运行中发现，剩余污泥的MLSS值，以年或月为时间单位观测，波动较大，但以日为单位观测，波动较小或基本不波动，所以没有安装MLSS也可以满足自控的要求。其次，如果保证污泥脱水时恒定的脱水力矩，通过自动程序达到一个经验的泥药比值，下滤液的SS基本可以保证到要求的范围内，所以本文将以没有安装这两块仪表的情况下介绍一种简便的控制方法。

污泥脱水系统的控制过程如下：

设定一个经验的泥药比值，将需要运行的所有设备设置在自控模式，设定污泥调节池的正常液位值、投泥泵的保护液位值；

启动出泥螺旋；

脱水机启动，达到设定的离心转速，稳定运行。这个过程一般需要6分钟左右，6分钟后可以正常投泥；

PLC根据计算的调节池液位上升速率，计算出此时调节池的进泥量。调节池液位变化率以10分钟为周期，每10分钟计算一次调节池进泥量。如果此时污泥液位值超过设定值，则将计算出的进泥量乘以1.1的系数后，作为需要脱水的污泥流量，如果调节池的液位等于或小于设定值，则直接将计算的进泥量乘以0.9作为需要脱水的污泥流量。

按修正后的污泥流量平均分配给需要运行的脱水机，投泥泵自动运行在计算的流量上。这样既保证了调节池液位在很小的范围内波动，又保证了脱水机的处理流量没有剧烈的波动。这样处理利于稳定的污泥脱水工况要求，同时降低了对剩余污泥泵的控制要求，剩余污泥即可恒流量控制，又可定时排放或按照调节池液位排放。

根据设定的泥药比和污泥流量，计算所需药量，自动将投药泵控制在需要的药液流量上。

当脱水力矩达到需要的力矩值时，打开出泥闸板，开始出泥。当力矩低于设定的值时，自动关闭闸板，防止不合格的污泥进入运输车辆。

观察下滤液的情况，不合格则适当增大设定的泥药比，过于清澈则适当减小。根据我们的运行经验，该值在每台脱水机上都不相同，但一旦找到合适的值，则不需要频繁调整，基本每月调整一两次即可。日常运行中运行人员只需要定时巡视下下滤液情况就可。

控制程序中设定脱水机最大最下污泥处理流量，连续30分钟脱水机处理流量维持在最低值时，自动停止一台离心机，反之增加一台离心机。

必要的保护和连锁要求：

脱水机在初次启动时需要延时一段时间后方可投泥投药，正常运行时遇报警临时停泥停药，报警消失后再次启动投泥投药，则不需延时，也不需要中控室确认此报警。

离心机的启动受控于出泥螺旋的运行，但运行中出泥螺旋故障报警，只停止投泥投药，不停止脱水机。

若调节池低液位报警，停止投泥和投药，离心机保持运行。

脱水机投泥量应限定最大最下投泥量，保证正常运行时脱水机处理量在限定范围内。

运行过程中无论何时，只要力矩低于设定值，将自动关闭出泥闸板，超过时打开出泥闸板。

连续15min力矩低于设定值，停止投泥投药，并发出报警。此报警需要确认后方可恢复正常运行。

发出操作出泥闸板信号1.5min后没有收到相应的开或关限位信号，停止投泥投药，并发出报警。此报警需要确认后方可恢复正常运行。

接收到脱水机控制柜发出力矩高报警信号，停止投泥投药，打开服务水阀冲洗脱水机，高报警消失后关闭服务水阀，开始投泥投药。接收到高高力矩报警，脱水机将立刻停机，投泥投药泵受其连锁将自动停止。

任何时候，服务水阀打开时，不得投泥投药。

10、检测到螺旋报警，投泥、投药泵停止，离心机不停机。

11、泥、药流量连锁，任何一个出现报警，泥泵、药泵均停止，离心机不停机。

自动、远控、现场三种模式切换时不停机，所有设备运行状态保持切换前的状态。

接收到急停信号时所有设备无条件停机。

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