實現水廠生產過程自動控制的目的是:通過提高水廠的自動化程度來提高水廠的現代化管理水平與生產過程調控能力,從而提高水廠生產的社會效益和經濟效益[21-26]。具體表現在以下方面:
(1) 水質優化:通過自動化控制系統的調節,提高供水水質的安全可靠性,并降低水處理系統的運行費用。例如在預處理+常規處理+深度處理工藝中,可以根據常規處理出水的水質情況來控制活性炭工藝的關停,當常規處理出水水質優于水質標準時,則控制系統自動關閉活性炭吸附工藝,反之則啟動活性炭工藝。
(2) 能耗優化:水廠是耗能大戶。通過自控系統的調節,可以*限度地節約能耗。例如通過對取水泵站和送水泵站水泵電機的調速控制,使之按恒定流量或恒定壓力方式運轉,避免能量浪費,即實現能耗優化。又如可以根據濾池出水濁度及原水水質情況,控制系統自動調節沉淀池出水濁度目標,在保證出廠水水質合格的前提下,實現水處理系統運行的總費用*(藥劑費用、排泥水費、濾池反沖洗水費之和)。
(3) 單體構筑物運行優化:可以根據系統總體運行條件要求(原水水質、產水量等),各控制單元對各個水處理構筑物的運行工況進行自動調節,通過改變投藥量、排泥工況、反沖洗周期及時間等實現單個構筑物在*工況下運行。
以上三種處理工藝的原理設計中均應包括有全廠的自動化控制系統。可采用基于現場總線的以太網控制技術實現全廠生產的自動控制,根據不同的控制要求分別設立現場控制子站。主要的現場控制子站有:1) 加藥現場子站,可實現加藥、加氯、加氨的自動控制,同時還可包括沉淀池和反應池的排泥自動控制;2) 濾池現場子站,主要實現濾池恒壓過濾和濾池反沖洗的自動控制;3) 送水泵房現場子站,可實現水泵啟、停和運行的自動控制;4) 臭氧投加現場子站,可實現臭氧投加的自動控制。對于膜處理的自動控制現場子站,則設超濾現場子站、納濾現場子站、加藥現場子站和泵房現場子站。在自動控制的現場子站和中央控制室中,都具有對設備和運行狀態的監控,一旦出現異常情況,則可以發出報警,自動采取安全措施等。
(1) 水質優化:通過自動化控制系統的調節,提高供水水質的安全可靠性,并降低水處理系統的運行費用。例如在預處理+常規處理+深度處理工藝中,可以根據常規處理出水的水質情況來控制活性炭工藝的關停,當常規處理出水水質優于水質標準時,則控制系統自動關閉活性炭吸附工藝,反之則啟動活性炭工藝。
(2) 能耗優化:水廠是耗能大戶。通過自控系統的調節,可以*限度地節約能耗。例如通過對取水泵站和送水泵站水泵電機的調速控制,使之按恒定流量或恒定壓力方式運轉,避免能量浪費,即實現能耗優化。又如可以根據濾池出水濁度及原水水質情況,控制系統自動調節沉淀池出水濁度目標,在保證出廠水水質合格的前提下,實現水處理系統運行的總費用*(藥劑費用、排泥水費、濾池反沖洗水費之和)。
(3) 單體構筑物運行優化:可以根據系統總體運行條件要求(原水水質、產水量等),各控制單元對各個水處理構筑物的運行工況進行自動調節,通過改變投藥量、排泥工況、反沖洗周期及時間等實現單個構筑物在*工況下運行。
以上三種處理工藝的原理設計中均應包括有全廠的自動化控制系統。可采用基于現場總線的以太網控制技術實現全廠生產的自動控制,根據不同的控制要求分別設立現場控制子站。主要的現場控制子站有:1) 加藥現場子站,可實現加藥、加氯、加氨的自動控制,同時還可包括沉淀池和反應池的排泥自動控制;2) 濾池現場子站,主要實現濾池恒壓過濾和濾池反沖洗的自動控制;3) 送水泵房現場子站,可實現水泵啟、停和運行的自動控制;4) 臭氧投加現場子站,可實現臭氧投加的自動控制。對于膜處理的自動控制現場子站,則設超濾現場子站、納濾現場子站、加藥現場子站和泵房現場子站。在自動控制的現場子站和中央控制室中,都具有對設備和運行狀態的監控,一旦出現異常情況,則可以發出報警,自動采取安全措施等。