針對(duì)當(dāng)前印染廢水處理廠運(yùn)營(yíng)存在的集成化管理程度低、運(yùn)營(yíng)成本與能耗高等主要問題，威士邦公司研究開發(fā)出維邦牌印染廢水處理與資源化“蛛網(wǎng)”智能控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用“集中管理、分散控制、資源共享”的集散型系統(tǒng)，通過智能和自動(dòng)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)污水處理過程的優(yōu)化運(yùn)行和精確控制，并提供具有專家經(jīng)驗(yàn)的優(yōu)化調(diào)度與管理策略，最終達(dá)到節(jié)能降耗及減排的目的。該智能控制技術(shù)在應(yīng)用過程中，取得了良好的效果，可有效控制印染廢水及其CODcr、氨氮、總氮、總磷的年排放總量，預(yù)防印染企業(yè)超排、漏排的可能，降低污水廠運(yùn)行成本并提高污水廠的管理能力，具有良好的環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益。

　　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及主要功能

　　維邦牌印染廢水處理與資源化“蛛網(wǎng)”智能控制系統(tǒng)采用“集中管理、分散控制、資源共享”的集散型系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)由信息層、監(jiān)控層和現(xiàn)場(chǎng)控制層組成。采用這種結(jié)構(gòu)，可使廢水處理過程中的信息能夠集中管理，以實(shí)現(xiàn)整體操作、管理和優(yōu)化；同時(shí)，也使得控制危險(xiǎn)分散，提高系統(tǒng)可靠性。

　　本系統(tǒng)與污水治理/回用系統(tǒng)、在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、鼓風(fēng)系統(tǒng)、加藥系統(tǒng)、污水提升系統(tǒng)、污泥處理系統(tǒng)等其他系統(tǒng)連接，實(shí)現(xiàn)內(nèi)部系統(tǒng)聯(lián)合控制污水廠運(yùn)行，降低運(yùn)行成本，提高污水廠管理水平。如下圖所示。

　　維邦“蛛網(wǎng)”智能控制系統(tǒng)以PLC控制器、工業(yè)計(jì)算機(jī)、組態(tài)軟件、蛛網(wǎng)系統(tǒng)、UPS等硬件為基礎(chǔ)，內(nèi)嵌了適用于在PLC運(yùn)行的簡(jiǎn)單有效的控制算法與在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的全流程綜合控制算法，并建立了多級(jí)控制的協(xié)調(diào)機(jī)制，利用故障檢測(cè)算法實(shí)現(xiàn)控制策略的動(dòng)態(tài)切換，保證污水處理廠的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

　　本系統(tǒng)的主要功能有：WEB遠(yuǎn)程監(jiān)控、報(bào)表生成、自動(dòng)報(bào)警(聲音、短息)、其他功能(權(quán)限設(shè)置)。可實(shí)現(xiàn)以下控制：

　　排放總量的控制

　　主要是通過累積流量計(jì)及總排口在線監(jiān)測(cè)儀來實(shí)現(xiàn)控制，系統(tǒng)自動(dòng)生成報(bào)表，業(yè)主可通過系統(tǒng)查詢本企業(yè)年排放廢水量與CODcr、氨氮、總氮、總磷的年排放量并與環(huán)評(píng)批復(fù)中規(guī)定的年排放量進(jìn)行對(duì)比，從而實(shí)現(xiàn)排放總量的控制。

　　水量水質(zhì)的控制

　　水量平衡控制：在廢水進(jìn)水口、總排口設(shè)置累積流量計(jì)，控制企業(yè)廢水日排放量，當(dāng)出現(xiàn)進(jìn)水量大于出水量時(shí)(除蒸發(fā)因素外)，系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)警，提醒業(yè)主污水廠可能存在漏排可能，避免企業(yè)因非人為漏排遭受環(huán)保罰款或相關(guān)責(zé)任人行政處罰。

　　水質(zhì)控制主要有兩種情況：

　　當(dāng)進(jìn)水濃度超過設(shè)計(jì)值。系統(tǒng)自動(dòng)開啟閥門，使廢水先進(jìn)入事故池進(jìn)行貯存，待進(jìn)水水質(zhì)穩(wěn)定，閥門自動(dòng)關(guān)閉，廢水進(jìn)入處理系統(tǒng)正常工作。待系統(tǒng)正常穩(wěn)定一段時(shí)間后，人為啟動(dòng)事故池內(nèi)提升泵，使廢水小流量進(jìn)入處理系統(tǒng)進(jìn)行處理。

　　總排口排放水水質(zhì)超標(biāo)。系統(tǒng)報(bào)警并自動(dòng)開啟閥門，使廢水先進(jìn)入事故池進(jìn)行貯存，待進(jìn)水水質(zhì)穩(wěn)定，閥門自動(dòng)關(guān)閉，廢水進(jìn)入處理系統(tǒng)正常工作。待系統(tǒng)正常穩(wěn)定一段時(shí)間后，人為啟動(dòng)事故池內(nèi)提升泵，使廢水小流量進(jìn)入處理系統(tǒng)進(jìn)行處理。

　　加藥量的控制

　　藥劑的費(fèi)用往往成為污水廠運(yùn)行成本的一大部分，本系統(tǒng)改變傳統(tǒng)憑經(jīng)驗(yàn)的加藥模式，其可根據(jù)廢水量大小、廢水水質(zhì)及排放水質(zhì)等情況及時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)反饋，并調(diào)整廢水加藥量，做到準(zhǔn)確控制加藥量以降低污水廠的加藥成本。

　　用電量的控制

　　在污水處理廠中，水泵和鼓風(fēng)曝氣等是重點(diǎn)耗電單元。本系統(tǒng)在對(duì)水泵、鼓風(fēng)曝氣等重點(diǎn)耗電單元進(jìn)行智能控制的基礎(chǔ)上，對(duì)污水廠進(jìn)行全廠的整體優(yōu)化控制，從而實(shí)現(xiàn)全流程的節(jié)能降耗。

　　水泵控制：本系統(tǒng)綜合考慮水量變化等相關(guān)干擾因素，通過儀表設(shè)備和自控技術(shù)的密切配合，利用多級(jí)液位動(dòng)態(tài)反饋控制算法，協(xié)調(diào)水泵間開啟或變頻的時(shí)序，最終實(shí)現(xiàn)水流量的合理調(diào)度。

　　曝氣控制：本系統(tǒng)基于對(duì)氣體流量的監(jiān)測(cè)和統(tǒng)計(jì)，通過對(duì)電動(dòng)閥門和鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行工況條件的智能控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)供氣量的有效控制，使之符合曝氣池中的實(shí)際需氣量，從而達(dá)到穩(wěn)定控制溶解氧濃度、降低曝氣單元能耗的效果。

　　經(jīng)濟(jì)效益的控制

　　本系統(tǒng)可根據(jù)工藝特點(diǎn)及業(yè)主要求，自動(dòng)生成污水排污費(fèi)用與回用的經(jīng)濟(jì)效益表格，以供企業(yè)高層決策排污及回用的比例，最大程度實(shí)現(xiàn)污水治理贏利的目的。

　　技術(shù)特點(diǎn)及結(jié)論

　　技術(shù)特點(diǎn)

　　本系統(tǒng)采用更為有效的智能控制算法實(shí)施全流程控制，使得污水處理廠運(yùn)行更加穩(wěn)定可靠，保證優(yōu)良的出水水質(zhì)，并有效控制排放總量。

　　本系統(tǒng)根據(jù)數(shù)據(jù)反饋和智能控制算法，準(zhǔn)確控制加藥量，并對(duì)水泵和鼓風(fēng)機(jī)等重點(diǎn)耗電單元實(shí)施有效控制管理，達(dá)到節(jié)能降耗的效果，本系統(tǒng)比國(guó)內(nèi)同類技術(shù)相比，可實(shí)現(xiàn)降低能耗10%以上。

　　本系統(tǒng)具有更高的經(jīng)濟(jì)效益，投資回收期相比其他技術(shù)有所縮短。

　　本系統(tǒng)由于引進(jìn)智能控制算法，設(shè)備操作管理更為方便，對(duì)操作維護(hù)人員的素質(zhì)要求也較高。

　　由于本系統(tǒng)實(shí)施可以大量使用傳統(tǒng)自控系統(tǒng)中設(shè)計(jì)的相關(guān)儀表設(shè)備，是對(duì)傳統(tǒng)自控系統(tǒng)的一次智能化升級(jí)，因此在新建污水廠的設(shè)計(jì)和實(shí)施中采用該智能控制系統(tǒng)并不會(huì)造成系統(tǒng)投資費(fèi)用的明顯增加。

　　結(jié)論

　　本項(xiàng)目研發(fā)的維邦印染廢水處理與資源化“蛛網(wǎng)”智能控制系統(tǒng)技術(shù)"內(nèi)嵌了適用于在PLC運(yùn)行的簡(jiǎn)單有效的控制算法與在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的全流程綜合控制算法，并利用故障檢測(cè)算法實(shí)現(xiàn)控制策略的動(dòng)態(tài)切換，使得系統(tǒng)運(yùn)行安全穩(wěn)定，保證了優(yōu)良的出水水質(zhì)，有效控制了外排水量，減輕了企業(yè)對(duì)周邊環(huán)境的影響，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)降低系統(tǒng)能耗10%以上，也可實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益提高10%以上，由于經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益顯著，系統(tǒng)具有廣泛的應(yīng)用前景。

　　（廈門市威士邦膜科技有限公司 江嘉晶 曹誠(chéng)文 王俊川 夏天華 林少華）