小城镇污水处理厂电气自控设计分析

小城镇污水处理厂电气自控设计分析

田菲

连云港市自来水有限责任公司江苏连云港222000

摘要：随着经济的发展，人们生活水平的提高，人们逐渐意识到可持续发展的重要。如今的水资源短缺以及环境污染是世界共同面临的问题，我国的经济社会发展由此也受到了很大程度的制约。为了提升城市居民的生活质量，改善我们的生活环境，我们必须加紧脚步对生活污水处理厂进行各方面的完善工作。本文就小城镇污水处理厂电气自控设计展开探讨。

关键词：小城镇；污水处理厂；电气自控设计

引言

污水处理厂的建设，对缓解水资源污染、改善水资源短缺、最大限度降低污染、实现可持续发展、促进国民经济提升、稳定社会可持续发展等都具有重大的推动作用。

1电气自控系统的简单概述

随着经济的不断发展，提高城镇人们生活水平的同时，环境污染问题越发凸显，尤其是水污染问题，严重影响了城镇居民的生活。若能够改善城镇污水状况，能够极大地提高人们生活质量，改善水资源稀缺问题，对此城镇污水处理应引起重视。然而，传统的污水治理方式效果并不佳，只有对城镇污水情况进行远距离实施监控，有效遏制污染源，才能真正发挥污水处理厂的作用。对此积极利用计算机、通讯技术、自动检测技术等，构建电气自控系统，对城镇水质进行远距离监控，及时获取水质、流量等污水处理数据，实时监控城镇废水的处理，有效降低水污染。我国污水处理电气自控系统设计中，采用在中控室内设置专用服务器及操作站，通过工业以太网交换机接入全厂光纤以太环网，接受并存储各工艺段自控系统PLC站上传的实时数据，形成历史数据库，并具备数据查询、浏览及报表生成等功能。提供人机界面，实现各类工艺参数、设备状态的实时远程监视及远程操作。

2城市生活污水处理现状

我国的生活污水处理厂大体上可分为大型、中型和小型三种。大型污水处理厂一般建在大城市，其规模基建投资以万计数，基建投资以亿计数，而年运营费更是以千万元计。中型污水处理厂一般建于中、小城市和大城市的郊县，基建投资几千万至上亿元，年运营费用几百万到上千万元。小型污水处理厂一般建于小城镇，基建投资几百万到上千万，年运营费用几十万到上百万。随着中国的工业化进程不断加快，人们对于水资源的需求也越来越大，水资源变为一个很大的缺口，造成了人均水资源占有较少且分布不均衡。近年来，我国污水处理行业突飞猛进，污水处理能力逐渐提升，处理效率得到了很好的改善的同时处理量也快速增长。

3小城镇污水处理厂规模与工艺

（1）污水处理厂的规模划分。在小城镇污水处理工程建设标准中，对小城镇污水处理厂的规模划分为4类：第I类，处理厂每天处理污水5000～10000m³；第II类，处理厂每天处理污水3000～5000m³；第III类，处理厂每天处理污水1000～3000m³；第IV类，处理厂每天处理污水不足1000m³。（2）污水厂处理工艺。在小城镇污水处理厂中，污水处理工艺主要包含以下几部分：预处理、生化处理、污泥脱水与中水回用。

4小城镇污水处理厂的电气设计

4.1负荷计算

污水厂负荷计算一般按供配电顺序，由用电设备组、车间（建筑物或构筑物）变（配）电所、全厂变（配）电所逐级向上推进。用电设备一般按生产工艺流程、负荷性质和工作制类型（长期连续工作制、短时工作制及断续周期工作制）等分成不同的用电设备组，在分组计算用电设备负荷时，备用设备和容量很小、工作时间很短的设备（如电动阀门）可不计入用电设备组负荷；事故用的设备（如事故用排风机）以及专门用作检修的设备可不计入用电设备组负荷。全厂总变（配）电所的计算负荷，为各用电设备组和车间变（配）电所的计算负荷之和再乘以同时系数和

4.2供配电系统

小城镇污水处理工程建设标准中，对污水处理厂做出如下规定：污水处理厂所用电源应就近选择。对于I类污水处理厂，电力负荷应选择二级供电，若发生停电现象，极有可能影响区域间的经济、生活与环境。其他类别的污水处理厂规模较小，停电带来的影响相对较小，电力负荷可考虑三级供电。对于风景区、古城镇等区域，因对环境要求较高，若供电条件允许，及其他类别污水处理厂，也可选择二级负荷供电。供电电压的选择。为保障污水处理厂的可靠运行，应选择适当的供电电压，具体来讲，工作人员可依照处理厂的总电荷、用电设备的额定电压、供电距离，通过与区域供电网现状与发展等展开技术经济对比，再与供电部门商议后，确定合理的供电电压。配电系统接线方式。小城镇本身面积较小，处理厂所处理的污水量相应较小，所用电气设备较少，用电负荷相对较小，依照就近供电原则，处理厂可直接就近引入0.4kV或者10kV电源，为处理厂供电。若污水处理厂的电力负荷为二级，应设置自用发电机，若供电系统出现故障，发电机能够立即启动，为处理厂供应电能，保障处理厂的可靠性。另外，处理厂配电所的主接线为单母线，接线方式不分段，低压配电系统多采用三相五线方式接线，接地方式多采用TN—S系统。电机启动。在污水处理厂运行中，若采用小功率电机，则启动方式为直接启动，若电机功率较大，应选择软启动或变频启动方式，避免电机启动瞬间所产生的超大电流影响供电系统。设备选择。小城镇污水处理厂想要自动运行，应重视电气自控系统的设计。在电气设计中，对于变压器，因处理厂的用电负荷较小，可选择容量较小的变压器；对于负荷开关，应选择带熔断器的开关。对于一般电气设备，应以满足污水处理为原则，选择性价比高、可靠性高、维修便利的电气设备。

4.3自控系统设计

我们在自控系统的设计选择的时候需要针对城市生活污水处理厂的实际的情况进行选择，做到具体问题具体分析，抛弃墨守成规思想。我们通常按照污水处理厂的规模来确定控制系统的配置。对于日处理量为几十吨的特小污水处理站，自动化控制系统可以很简单，可能只要通过继电器控制就可以实现自动运行。对于日处理量为几百吨的小型污水处理站，自动化控制系统一般由小型PLC控制器（下位机），比如西门子的200系列PLC,和触摸屏（上位机）组成。重要的参数可以在触摸屏上进行显示和设置。对于日处理量为几千吨的中小型污水处理站，自动化控制系统一般由中型PLC控制器（下位机），比如西门子的300系列PLC,和SCADA（数据采集和监控系统）组成。300系列PLC和ET200M子站组成了分布式控制系统，对全厂各个工段的设备进行分散控制。通过通讯连接的分布式子站大大减少了控制电缆的使用，并且提高了系统的可靠性。而SCADA（数据采集和监控系统）对全厂设备进行集中管理。全厂设备的运行状态都在SCADA系统画面上有显示，通过SCADA系统对全厂设备进行起动停止操作。全厂重要的设备参数和水质参数都可在SCADA系统里进行实时显示，记录和归档等。

结语

在小城镇污水处理厂的电气自动化设计中，应全面掌握水质水量，区域间的地貌特征与位置，地理条件与城镇经济，处理厂的管理能力与员工水平等，通过综合考虑选择最恰当的电气自控设计方式，有效发挥污水处理厂的作用，降低污水带来的负面影响，改善水资源短缺的现象，提高小镇居民饮水健康。

参考文献

[1]刘芹.小城镇污水处理厂电气自控设计[J].自动化应用,2018，(08):142-143.

[2]朱福会.小型城市生活污水处理厂电气与自控系统设计[J].绿色环保建材,2018，(4):121.