Городские сточные воды в основном представляют собой смесь бытовых сточных вод, промышленных сточных вод и атмосферных осадков, образующихся в городе.
Следовательно, на него влияют масштаб города, уровень индустриализации и климатические условия. С точки зрения очистки городских сточных вод, в целом, большинство городов имеют сходство. Согласно соответствующим исследованиям и историческому опыту, доля общего фосфора и общего азота в очистке городских сточных вод является самой большой, за ней следуют взвешенные твердые частицы. В настоящее время метод ручного регулирования, принятый в Китае, не может эффективно решить проблему превышения стандарта общего фосфора и общего азота в сточных водах. Система очистки дождевой и речной воды, рассматриваемая в этой статье, может справиться с этой проблемой сверхстандарта, которая неотделима от добавления внешних химических агентов, а рациональное использование агентов является важной мерой для обеспечения качества сточных вод и стоимости очистки. Автоматическая система дозирования, разработанная в этой статье, может заменить режим ручного регулирования для достижения цели интеллектуальной очистки сточных вод.
Способ очистки оборудования
Система очистки речной и дождевой воды в основном состоит из пяти частей: песочного фильтра, угольного фильтра, дезинфекционной комнаты, аппаратной, промежуточного резервуара для воды и помещения для хранения воды. Речная вода и дождевая вода поступают в песочный фильтр для первой фильтрации, затем промежуточный резервуар для воды используется для хранения воды и наблюдения за уровнем жидкости промежуточного резервуара для воды, а затем транспортируется в угольном фильтре для второй фильтрации и адсорбционной обработки. Наконец, они поступают в помещение для хранения воды после дезинфекции в помещении для дезинфекции. Аппаратная используется для размещения различных электрических компонентов и дозирующих баков, установленных в устройстве. Дозирующий порт соединен с дозирующим баком, что удобно для добавления химикатов для очистки качества воды в дозирующий бак через дозирующий порт. Основное внимание в этой статье уделяется автоматической системе дозирования.
Обзор метода проектирования системы дозирования
В этой статье представлен набор дозирующей системы, который может использоваться для добавления гипохлорита натрия, ПАУ и других агентов при очистке сточных вод. Дозирующее оборудование обеспечивает полный набор устройств системы дозирования, оснащенных принадлежностями, крепежными деталями, электрическим шкафом управления, необходимыми для безопасной, эффективной и надежной работы, а также силовыми кабелями и кабелями управления, необходимыми в системе, включая соединительные трубы и клапаны между оборудованием и оборудованием.
Система дозирования в основном состоит из системы дозирования, системы подготовки и разбавления растворов, системы регулирования и управления и т. д. Функция автоматического дозирования в основном обеспечивается системой регулирования и управления. Система регулирования и управления оснащена промышленным доступом Ethernet к автоматической системе дозирования. Передающее оборудование системы автоматического управления имеет ручной и автоматический статус, статус запуска и остановки, неисправность и другие обычные сигналы состояния рабочего состояния.
Верхний интерфейс управления компьютером добавлен для реализации удаленного мониторинга. Автоматическое управление всем процессом разбавления и дозирования раствора реагента системы реализуется через ПЛК, и параметры могут быть автоматически отрегулированы в соответствии с расходом сточных вод и качеством воды.
Дозирующий насос может реализовать автоматическую регулировку дозирования. Когда система находится в режиме управления PLC, полностью автоматическое управление разбавлением, переключением клапанов и дозированием дозирующего насоса может быть реализовано в соответствии с заданными параметрами для реализации работы без участия оператора. В то же время, она также имеет функцию локального управления. Следует отметить, что локальное управление является приоритетным режимом управления.
Принцип управления автоматической системой дозирования
Верхняя компьютерная система управления вычисляет заданное значение дозирования реагента, собирая и контролируя поток сточных вод на входе, конечные данные о качестве воды в режиме онлайн и автоматически или вручную устанавливая коэффициент коррекции дозирования, а затем подает сигнал обратно в дозирующий мембранный насос через систему ПЛК. Диафрагменный насос дозирует заданный реагент, регулируя частоту преобразователя частоты. Значение обнаружения расходомера в дозирующем трубопроводе подается обратно в систему ПЛК в реальном времени и загружается в верхний компьютер.
Центральная система управления сравнивает фактическое значение расходомера дозирования с заданным значением дозирования в реальном времени, а затем выводит сигнал на преобразователь частоты дозирующего насоса через систему ПИД-регулирования для регулировки выходной частоты, так что фактический расход дозирования дозирующего мембранного насоса соответствует требованиям заданного значения, то есть значение обратной связи дозирующего расходомера имеет тенденцию соответствовать заданному значению для реализации автоматического управления дозировкой. Принцип этой системы представляет собой сложную мехатронную систему, состоящую из совместного управления несколькими системами, такими как система преобразования частоты, система связи и система приборов.
Управление обратной связью по расходу сточных вод
Определите количество химикатов, которые необходимо добавить на KM3 сточных вод в соответствии с требованиями процесса и качеством входящей воды. Входной поток контролируется электромагнитным расходомером, а коэффициент дозирования дозировки P1 устанавливается с расходом впускного насоса в технологическом потоке или расходом подъемного насоса расширенной очистки в качестве переменной дозировки на различных этапах процесса.
Управление обратной связью по качеству сточных вод
В соответствии со стандартом качества сточных вод установите стабильное значение качества сточных вод в режиме реального времени, например, TP (общий фосфор) и остаточный хлор. Это стабильное значение может соответствовать требованиям по сокращению отходов реагентов и предотвращению превышения стандарта качества воды, то есть установленного значения наилучшего качества сточных вод. Установите коэффициент обратной связи по качеству воды P2 (фактическое значение обнаружения/установленное значение) в соответствии с фактическим значением в режиме реального времени и установленным значением качества сточных вод.
Измененный контроль коэффициента дозирования
Существуют колебания и гистерезис в обратной связи по расходу сточных вод и обратной связи по онлайн-значению прибора для сточных вод, что легко может привести к низкому или высокому индексу сточных вод, что приведет к отходам реагента или недостаточному дозированию. Кроме того, во время ежедневной работы реагент необходимо разбавить в определенной пропорции в соответствии с требованиями процесса, а также необходимо добавить определенный поправочный коэффициент корректировки. Для обеспечения нормального дозирования технологических агентов добавляется поправочный коэффициент P3 (эмпирическое значение/теоретическое значение).
Практическое применение автоматической системы управления дозированием
Система дозирования в основном состоит из системы дозирования, системы подготовки и разбавления растворения, системы регулирования и управления и т. д.
Система дозирования
Дайте сигнал об открытии электрического клапана для лекарств на месте, откройте клапан и подайте его в дозирующий насос по трубопроводу, а затем дозирующий насос доставит его в точку дозирования. Труба подачи воды, оснащенная раствором реагента, оснащена электрическим клапаном для управления временем подачи воды. Промывочный трубопровод дозирующего насоса необходимо промывать и очищать при засорении трубопровода. Количество дозирования дозирующего насоса регулируется в зависимости от доли притока воды в точке дозирования. Время открытия электрического клапана промывочной воды зависит от фактического использования и, как правило, не используется. Если дозирование остановлено, необходимо запустить автоматическую процедуру промывки.
Дозирующий насос системы дозирования
Дозирующий насос может осуществлять автоматическое регулирование расхода, когда он подключен к внешнему преобразователю частоты или электрическому устройству регулировки длины хода. Получая внешний управляющий сигнал, дозирующий насос может регулировать скорость нагнетания, автоматически регулируя скорость двигателя при условии фиксированной скорости всасывания, чтобы реализовать автоматическую регулировку процесса дозирования и обеспечить наилучший и достаточный эффект регулировки.
Дозирующий насос оснащен сигнализацией давления повреждения двойной мембраны. Управляющий конец дозирующего насоса оснащен подвижной интеллектуальной панелью управления и большим ЖК-экраном для дистанционной автоматической регулировки хода с функцией выходного сигнала 4 ~ 20 мА. Точность заполняющего насоса должна быть лучше 1% от номинальной мощности в условиях различного давления.
После прохождения через уравнитель и напорный клапан кривая расхода должна изменяться линейно. Когда дозирующий насос работает под нагрузкой, шум насоса не должен превышать 70 дБ, и не должно быть ненормальной вибрации, и не должно быть утечки на каждом уплотнении. Дозирующий насос также необходимо использовать вместе с предохранительным клапаном и демпфером пульсаций. — Предохранительный клапан Предохранительный клапан — это мембранный клапан, который является автоматическим устройством сброса давления на сосуде под давлением или трубопроводе. Когда давление защищаемой системы превышает установленное давление, предохранительный клапан открывается для сброса, чтобы предотвратить рост давления в системе.
Когда давление в системе падает до указанного значения, клапан автоматически закрывается, чтобы обеспечить нормальную работу системы. Предохранительный клапан работает за счет силы пружины. Когда давление в системе меньше установленного давления, диафрагма перекрывает трубопровод под действием силы пружины. Когда давление в системе выше установленного давления, диафрагма поднимается, затем трубопровод подключается, и жидкость проходит через предохранительный клапан.
Демпфер пульсаций
С помощью энергетического баланса уменьшите импульс жидкого лекарственного выхода прецизионного дозирующего насоса, сделайте жидкое лекарственное выход прецизионного дозирующего насоса равномерным, сформируйте приблизительную линейную характеристику жидкости, увеличьте стабильность подачи и устраните повреждение дозирующего насоса и системы, вызванное вибрацией, которая может быть вызвана импульсом.
Электромагнитный расходомер
Электромагнитный расходомер основан на законе электромагнитной индукции Фарадея. Измерительная трубка расходомера представляет собой короткую трубку из немагнитного сплава, облицованную изоляционным материалом. Два электрода проходят через стенку трубы вдоль направления диаметра трубы и закреплены на измерительной трубе. Головка электрода в основном находится заподлицо с внутренней поверхностью облицовки. Когда катушка возбуждения возбуждается двумя волновыми импульсами, рабочее магнитное поле с плотностью магнитного потока B будет генерироваться в направлении, перпендикулярном оси измерительной трубки.
В это время, если жидкость с определенной проводимостью протекает через измерительную трубку. Электродвижущая сила E индуцируется режущей магнитной силовой линией. Электродвижущая сила E пропорциональна плотности магнитного потока B и произведению внутреннего диаметра D измерительной трубки на среднюю скорость потока v. Электродвижущая сила E (сигнал потока) обнаруживается электродом и отправляется в преобразователь по кабелю. После усиления сигнала потока преобразователь может отображать поток жидкости и может выводить импульсный, аналоговый ток и другие сигналы для управления и регулирования потока.
Система разбавления приготовления раствора
Жидкий реагент перевозится в цистерне, и подается сигнал на электрический шаровой клапан для открытия на месте. Раствор реагента может быть слит в резервуар для хранения жидкости (резервуар для хранения лекарств) напрямую или через разгрузочный насос. Резервуар для хранения жидкости (резервуар для хранения лекарств) оснащен ультразвуковым указателем уровня жидкости.
Раствор реагента отправляется в резервуар для хранения жидкости (резервуар для хранения лекарств) в соответствии с требованиями через сигнал обратной связи ультразвукового указателя уровня жидкости, а затем подается сигнал закрытия на месте на электрический шаровой клапан для закрытия впускного клапана лекарства. Откройте клапан впуска воды, трубопровод впуска воды подаст определенное количество воды в резервуар для хранения жидкости (резервуар для хранения лекарств), смешайте фиксированное количество лекарства с водой, а ультразвуковой указатель уровня жидкости подаст обратно уровень жидкости в дозировочном резервуаре (бочке).
Система будет автоматически контролировать дозировку раствора реагента в соответствии с концентрацией, установленной на интерфейсе человек-машина. Резервуар для хранения оснащен мешалкой и ультразвуковым указателем уровня. Смесительная лопатка изготовлена из коррозионно-стойкого материала из нержавеющей стали 304 с пластиковым покрытием, что может эффективно предотвращать проблему коррозии, вызванную химическими веществами на оборудовании. Система дозирования разбавления полностью автоматическая. Пользователь может регулировать соотношение дозирования в системе. Соотношение имеет множество режимов, которые можно регулировать в соответствии с объемным соотношением, плотностью и другими рабочими интерфейсами, что удобно для эксплуатации и управления.
Мешалка
10%-ный раствор препарата готовится мешалкой, а лопасть используется для вращения и быстрого перемешивания, чтобы препарат быстро растворялся и диффундировал в воде, а однородность составляет более 90%. Участник тендера должен оптимизировать конструкцию смесителя на основе собственного высокоэффективного вала потока и обеспечить наилучший эффект сброса жидкости при длительной работе смесителя.
Магнитный указатель уровня створки
Непрерывно измерять уровень жидкости в резервуаре для хранения и обеспечивать управление сигналом переключения для непрерывной работы резервуара для хранения. Указатель уровня жидкости устойчив к коррозии, а опорные трубы изготовлены из коррозионно-стойких прозрачных материалов с индикацией высокого, среднего и низкого уровня жидкости. Верхний компьютерный прием сигнала: высокий, средний и низкий уровень жидкости.
Система управления регулированием
Система управления регулированием автоматически управляется ПЛК, бесшовно подключена к коммутатору Ethernet в локальной компьютерной сети мониторинга, а сигнал потока каждой выпускной магистрали передается для управления дозировкой раствора реагента. Загрузите рабочее состояние оборудования системы дозирования реагента и соответствующие сигналы обнаружения прибора. Терминал обеспечивает интерфейсы терминала работы и сигнализации. Шкаф управления на месте включает сенсорный экран, который может отображать, устанавливать и изменять параметры процесса в режиме реального времени, а также управлять разбавлением и дозированием раствора реагента.
Дозирующий насос должен быть добавлен в соответствии с соотношением расхода сырой воды. Весь комплект дозирующего устройства реагента автоматически управляется во всем процессе с помощью оборудования управления ПЛК. Когда автоцистерна перевозит материалы, уровень жидкости в химическом растворе контролируется блоком управления резервуара для хранения жидкости / резервуара для хранения лекарств. Затем разбавьте расчетным объемом воды и управляйте запуском и остановкой с помощью электрического клапана. Оборудование управления ПЛК автоматически управляет его запуском и остановкой с помощью сигнала, подаваемого пользователем.
Требования к контролю дозирования
Система управления регулированием может реализовать автоматическое управление всем процессом разбавления и дозирования раствора системного реагента через ПЛК и автоматически регулировать параметры в соответствии с расходом сырой воды и качеством воды. Она может реализовать автоматическую регулировку количества дозирования и имеет функцию ручного локального управления. Настройте промышленный Ethernet для доступа к системе автоматического управления и передачи сигналов состояния в ручном и автоматическом режиме, состоянии запуска и остановки, неисправности и других нормальных рабочих условиях оборудования. Добавьте верхний экран компьютера для реализации удаленного мониторинга.
Основные функции системы управления включают в себя:
— Система имеет два режима: локальное управление (полевая кнопка) и управление ПЛК. Локальное управление является наиболее приоритетным режимом управления.
— Когда система находится в режиме управления ПЛК, она может реализовать полностью автоматическое управление разбавлением, переключением клапанов и дозированием дозирующего насоса в соответствии с установленными параметрами, чтобы реализовать работу без участия оператора.
— Концентрация конфигурации реагента регулируется, и ингредиенты автоматически дозируются в соответствии с установленной концентрацией.
-Пропорциональное дозирование потока или ПИД-регулирование с обратной связью можно выбрать в соответствии с фактической ситуацией.
Преобразователь частоты
Режим управления преобразователя частоты использует бессенсорное векторное управление потоком. Аппаратная часть преобразователя частоты состоит из выпрямительной части, части промежуточной цепи (включая фильтр постоянного тока, схему защиты от перенапряжения и конденсатор), части инвертора (включая IGBT, выходное реактивное сопротивление, трансформатор тока и т. д.) и части управления. Он также имеет встроенный быстрый предохранитель, фильтр RFI (EMC) и резидентное программное обеспечение, оснащенное портом связи RS485 и его протоколом связи.
Преобразователь частоты устанавливается в полный комплект электрического шкафа управления. Каждый преобразователь частоты имеет идеальные функции защиты, которые, по крайней мере, включают: защиту от сбоя питания, такую как перенапряжение, пониженное напряжение, потеря фазы и входной дисбаланс основного источника питания, защиту от перегрузки и защиту от перегрева обмотки двигателя.
В то же время он также включает функции защиты от сбоев, такие как перегрузка преобразователя частоты, неисправность вентилятора охлаждения преобразователя частоты, слишком высокий подъем температуры преобразователя частоты, слишком высокий / низкий сигнал настройки, слишком высокий / низкий сигнал обратной связи, неисправность преобразователя частоты, тайм-аут последовательной связи и т. д.
В зависимости от характера неисправности, общий преобразователь частоты неисправности должен быть обработан путем снижения несущей частоты или мощности, чтобы поддерживать бесперебойную работу системы и безопасность оборудования в максимально возможной степени. Панель управления преобразователя частоты может регулировать и управлять ручным ключом машины. В то же время он может устанавливать скорость 0-100% с помощью сенсорного экрана на панели электрического шкафа.
Анализ данных
Автоматическая система дозирования может эффективно регулировать индексы общего фосфора (TP) и мутности NTU дождевой и речной воды. Как показано на рисунке 3, для изменения общего фосфора (TP) до и после очистки общая концентрация фосфора ниже точки очистки снизилась в среднем на 90%. Интегрированное оборудование повторного использования дождевой и речной воды, реализованное с помощью автоматической системы дозирования, значительно сокращает громоздкий процесс ручного дозирования на основе эффективного контроля очистки сточных вод, а рациональность времени дозирования и дозировки была дополнительно проверена. Это действительно эффективно, трудозатраты снижаются, а дозировка уменьшается примерно на 40-50%. Очевидно, что это имеет высокие социальные и экономические выгоды.