產(chǎn)品詳情
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跟著水處理工藝流程的快速開展，其操控辦法也越來越雜亂，而關(guān)于大型超濾污水處理體系將存在更多的主動操控難題。如何完成超濾污水處理體系高效、安穩(wěn)、可靠及安全的作業(yè)，將成為大型超濾污水處理體系未來大規(guī)劃開展所需研究的要點(diǎn)。本文以北京市小紅門污水處理廠60萬噸/天超濾污水處理體系為研究對象，經(jīng)過對反洗和氣擦洗時廊道競賽問題的處理，不光確保了超濾膜的安全，一起也完成了產(chǎn)值的最大化;針關(guān)于來水量的非安穩(wěn)性問題，選用自適應(yīng)梯階進(jìn)水操控辦法，完成了“按需操控”的理念，即依據(jù)當(dāng)時實(shí)踐需求處理的水量去操控體系的處理才能，確保了整個超濾體系的持續(xù)安穩(wěn)的作業(yè);水錘問題一直是約束大型超濾操控體系開展的問題之一，本研究經(jīng)過選用變頻S曲線停泵及PWM閥門操控技能，較好的減少了水錘沖擊。為了完成高效產(chǎn)水，選用行列調(diào)度算法，能夠合理處理廊道競賽的問題。引進(jìn)雙環(huán)網(wǎng)技能(大環(huán)+小環(huán))，完成了整個體系的安穩(wěn)性。
2、超濾污水處理體系
2.1超濾污水處理體系原理
超濾污水處理是一種與膜孔徑巨細(xì)相關(guān)的篩分進(jìn)程，以膜兩邊的壓力差為驅(qū)動力，以超濾膜為過濾介質(zhì)，在必定的壓力下，當(dāng)原液流過膜外表時，超濾膜外表布滿的許多細(xì)小的微孔只允許水及小分子物質(zhì)經(jīng)過而成為透過液，而原液中體積大于膜外表微孔徑的物質(zhì)則被截留在膜的進(jìn)液側(cè)，成為濃縮液，因而完成對原液的的凈化、別離和濃縮的目的。超濾污水處理體系是應(yīng)用大規(guī)劃的超濾膜對許多污水的挑選終究抵達(dá)凈化挑選的功用，從而完成污水處理的作用。本文研究的體系所選用的是碧水源超濾膜。
2.2超濾污水處理操控概況
超濾污水處理操控體系是經(jīng)過選用主動化操控技能，完成超濾污水處理體系的主動操控及主動生產(chǎn)的體系。本操控體系選用羅克韋爾主動化PLC作為主操控器，以閥島作為長途I/O來操控體系中的廊道氣動閥，經(jīng)過“主環(huán)+子環(huán)”的體系網(wǎng)絡(luò)，將各個站點(diǎn)進(jìn)行銜接通訊。
本體系共由三個主站和48個子站構(gòu)成，三個主站都具有以太網(wǎng)通訊功用，并自成一個大環(huán)網(wǎng)。每個主站下別離銜接有16個子站，這16個子站自成為一個小環(huán)網(wǎng)。為了后續(xù)描繪方便，咱們將三個主站和48個子站別離作了編號和區(qū)域區(qū)分命名。詳細(xì)分為1號主站和其下的16個子站，咱們將其稱為超濾1系列，其內(nèi)16個子站咱們將其按廊道號一一對應(yīng)成為1至16號子站。2號主站及其下的16個子站稱為超濾2系列，同理其子站編號為17至32號子站。3號主站及其下的16個子站稱為超濾3系列，同理其子站編號為33至48號子站與超濾的33號至48號廊道設(shè)備一一對應(yīng)。
每個子站是具有以太網(wǎng)口的，且每個系列的16個子站從地理位置來講，間隔較近，因而體系中選用4組閥島子站共用一個交換機(jī)。交換機(jī)與交換機(jī)之間選用光纖鏈接。閥島與交換機(jī)之間選用雙絞線鏈接。超濾體系上位機(jī)監(jiān)控體系位于大環(huán)網(wǎng)中，可對整個超濾體系進(jìn)行監(jiān)控。
3、超濾污水處理操控體系
本體系從操控功用上將分為進(jìn)水操控、產(chǎn)水及酸堿清洗操控、水錘及其他隸屬操控三部分。
3.1進(jìn)水操控
進(jìn)水操控需求完成將集水池中的水注入超濾膜中。可是在注入進(jìn)程中，考慮到超濾膜絲的耐壓性，因而應(yīng)運(yùn)用恒壓的辦法向超濾膜灌水。集水池作為一個緩沖來水的容器，有必定的水量承載才能，可是不能進(jìn)行許多未為承載，只能應(yīng)變小水量的改變，因而在操控中需求考慮到來水量的改變對集水池沖擊的一起，還應(yīng)充分考慮超濾膜的處理水量的才能問題。
本體系每個系列由8臺進(jìn)水泵，別離需求選用恒壓進(jìn)水的辦法。壓力的設(shè)定與產(chǎn)水的流量是一一對應(yīng)，此參數(shù)由碧水源超濾膜的性能決議，可依據(jù)其產(chǎn)品說明書中查詢參數(shù)對照表。在正常作業(yè)進(jìn)程中，集水池的液位應(yīng)保持在一個安全的液位規(guī)劃內(nèi)?？墒羌氐膩硭扛刻烊藗?nèi)兆优潘繘Q議，而排水量又與人們的日常日子習(xí)慣有關(guān)。
在早上7點(diǎn)左右進(jìn)水量逐漸增大，當(dāng)?shù)诌_(dá)十一點(diǎn)左右抵達(dá)第一次峰值。這是因?yàn)槿藗冊缟嫌盟吭龃?，通常情況下早上七點(diǎn)左右為用水頂峰，而經(jīng)過管網(wǎng)的延時，導(dǎo)致進(jìn)水量在十點(diǎn)左右抵達(dá)頂峰。同樣的十三點(diǎn)和第二天零點(diǎn)別離是兩次進(jìn)水頂峰。第三次頂峰段的延長是因?yàn)檫@段時刻人們?nèi)兆铀?，例如晚飯時刻用水及洗澡時刻的用水等形成水量的持續(xù)頂峰。
針關(guān)于每天用水頂峰，咱們能夠在水處理進(jìn)水操控部分實(shí)時調(diào)理處理量參數(shù)來處理，可是過于頻頻的調(diào)理水處理量參數(shù)關(guān)于整個膜體系會有較大的影響。第一，過于頻頻調(diào)理水處理量參數(shù)會導(dǎo)致超濾膜所受壓力頻頻改變，并且因?yàn)檫^于頻頻壓力改變會存在較多的尖峰，這些壓力峰值簡單對超濾膜發(fā)生壓力沖擊，不利于膜的壽數(shù)。第二，頻頻調(diào)理水處理量參數(shù)簡單導(dǎo)致其他隸屬設(shè)備的頻頻調(diào)整，影響整個體系的安穩(wěn)性，并且也會減少其隸屬設(shè)備的壽數(shù)?？墒遣蝗グ凑諄硭咳フ{(diào)整水處理量很簡單形成集水池外溢或處理不及時相關(guān)連帶后果。因而進(jìn)水操控方面既要去滿意自適應(yīng)進(jìn)水量去操控進(jìn)水，又不能過于頻頻的操作水處理量參數(shù)。
基于以上問題，咱們提出了一種自適應(yīng)梯階進(jìn)水的操控辦法，此辦法既能夠滿意依據(jù)來水量的改變對水處理參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，又不會頻頻的調(diào)整水處理參數(shù)，進(jìn)而能夠依據(jù)來水量巨細(xì)對產(chǎn)水量的巨細(xì)進(jìn)行主動調(diào)整，終究完成依據(jù)自適應(yīng)來水量的產(chǎn)水功用。
咱們假定t時刻來水流量為Fi(t)，集水池的液位就為L(t)，S為集水池的底面積，膜進(jìn)水量Fo(t)，ΔL_i(t)為來水液位增量，L_(t-1)(t)為t-1時的液位，ΔL_o(t)為超濾體系處理產(chǎn)值對業(yè)務(wù)液位增量?？傻弥?br />
首要從公式(4)中能夠看出為了讓L(t)抵達(dá)一個相對安穩(wěn)的值，有必要讓F_i(t)與F_o(t)挨近?？墒菍?shí)踐是不可能挨近的，并且不能實(shí)時迫臨。因?yàn)榧偃鐚?shí)時迫臨，則會形成超濾體系水處理參數(shù)頻頻改變。因而將其變換為公式(6)，咱們?yōu)榱耸笷_o(t)不頻頻變動，即給它暫時設(shè)定一個固定值，這樣關(guān)于F_i(t)的一個規(guī)劃，這時會存在一個ΔL(t)的規(guī)劃與之對應(yīng)，L_(t-1)(t)是前一次的時刻值，運(yùn)用遞歸的思想，能夠?qū)⑵淇紤]為一個固定值，這樣便能夠?qū)硭恳?guī)劃轉(zhuǎn)換為一個固定處理水量F_o(t)和一個液位L(t)的一個規(guī)劃。
依據(jù)本超濾體系進(jìn)水的規(guī)則，經(jīng)過屢次的實(shí)驗(yàn)測試，咱們終究定下了一組更適合本超濾體系的液位規(guī)劃和流量的對應(yīng)數(shù)據(jù)組。
這兒的壓力與流量是對應(yīng)的，其壓力是依據(jù)膜的參數(shù)信息進(jìn)行對照查詢所得。液位與流量則是經(jīng)過大略核算和實(shí)驗(yàn)矯正所得。當(dāng)集水池液位大于6米時，存在溢出風(fēng)險(xiǎn)，這個時候體系滿負(fù)荷作業(yè)。當(dāng)?shù)陀?米時，為了避免提高泵干抽，咱們將中止體系作業(yè)。
經(jīng)過按照表1的參數(shù)操控，本體系能夠較好的應(yīng)對來水量的改變，并且體系水處理參數(shù)也不會頻頻改變。
3.2過濾產(chǎn)水及酸堿清洗操控
超濾體系中過濾產(chǎn)水及酸堿清洗操控是超濾操控體系研究的要點(diǎn)之一。超濾過濾產(chǎn)水進(jìn)程是一個多時段不同事件的作業(yè)進(jìn)程。這個進(jìn)程包括了產(chǎn)水、水反洗、氣水反洗及排空四個階段。同一廊道每個階段是唯一的。其中產(chǎn)水階段的作業(yè)直接與產(chǎn)值掛鉤，其他階段僅僅為了對超濾膜進(jìn)行保護(hù)。
單廊道的過濾產(chǎn)水進(jìn)程流程圖如圖3所示。從圖中可看出超濾產(chǎn)水進(jìn)程所包括的四個階段順次次序履行，之后再次循環(huán)。在這四個階段只有產(chǎn)水和排空是歸于單個廊道的獨(dú)立行為，而單個廊道進(jìn)行水反洗、氣水反洗階段時所運(yùn)用的設(shè)備是廊道的公共設(shè)備，即氣擦洗空壓機(jī)、反洗水泵及其他隸屬公共設(shè)備。因而在進(jìn)行水反洗和氣水反洗時，每個時刻段應(yīng)最多有一個廊道且最多僅有一個廊道進(jìn)行此階段的行為?？墒菍?shí)踐作業(yè)中，因?yàn)槎嗬鹊蓝甲鳂I(yè)在正常的過濾產(chǎn)水進(jìn)程中，這樣就會形成廊道與廊道之間的水反洗或氣水反洗的抵觸。通常將水反洗和氣水反洗統(tǒng)稱為反洗。將各廊道過濾產(chǎn)水進(jìn)程的反洗階段的抵觸的現(xiàn)象稱為廊道反洗競賽，簡稱廊道競賽。
在過濾產(chǎn)水清洗進(jìn)程中對廊道競賽問題處理不合理的話簡單使超濾體系產(chǎn)值下降，甚至很有可能下降超濾膜的壽數(shù)。因?yàn)楫?dāng)許多廊道一起懇求反洗時，假如不能得到及時反洗且持續(xù)作業(yè)過長時刻，會對膜壽數(shù)有影響?？墒羌偃缍鄠€廊道有反洗懇求，正在反洗一個廊道，而其他具有反洗懇求的廊道等候的話，這樣超濾體系的產(chǎn)值又會下降。并且跟著廊道數(shù)量的增加，廊道競賽現(xiàn)象越劇烈。因而處理廊道競賽問題實(shí)踐是關(guān)于競賽廊道的反洗懇求即要及時(相對)呼應(yīng)，又要處理好競賽廊道的作業(yè)狀況。
這兒咱們選用行列法來處理廊道競賽問題。行列法是一種遵從先進(jìn)先出準(zhǔn)則的調(diào)度辦法。詳細(xì)原理如圖4所示。行列調(diào)度由入行列、出行列和調(diào)度行列空間三部分組成。入行列是依據(jù)廊道反洗懇求情況將有反洗需求的廊道壓入到行列空間的進(jìn)程。出行列則是依據(jù)當(dāng)時的反洗設(shè)備的作業(yè)狀況將需求反洗的廊道彈出行列的進(jìn)程。反洗調(diào)度行列空間即扮演一個存儲調(diào)度序列的角色，一起其還具有優(yōu)化和排布序列的功用。
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