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    OPC技术在城市污水处理中的应用

    来源: 环保信息网切记!信息来至互联网,仅供参考2010-12-02 访问:

    摘要:为了解决WinCC与RSLinx之间的通信以及站与站之间的互操作问题,提出在城市污水处理过程中采用OPC技术的应用方案。首先简要介绍了OPC技术的特点,然后分析了城市污水处理的工艺流程,最后详细给出了将OPC技术应用到城市污水处理控制系统的具体设计及实现方法。该技术的应用使得系统在实现无缝集成的同时,大大简化系统复杂性,并减轻了生产及维护工人的劳动强度,具有很好的经济效益和社会效益。

    关键词:城市污水处理 OPC技术 无缝集成 开放式系统 监控系统

    0 引言

    目前,城市污水处理系统的监控设备基本上采用分散独立的传统继保装置,对于现场设备数据的采集,大都是由厂家自己编写的专用驱动程序。虽然这些驱动程序可以针对其专门的硬件进行最优化读取,但如果需要集成不同厂家的硬件时,就会产生不同软硬件之间的数据冲突;而且在污水处理过程中会用到大量结构复杂的设备,维护量大,也不利于整个系统的监控、调度和集中理。在靖远城区污水处理项目中,为了能低成本地解决这些问题,采用OPC(OLE for process contr01)技术,在中心控制室设置调度监控中心,通过主站对污水处理厂各PLC站进行集中控制和监视,较好地解决了ControlLogix 1756一L61 PLC和西门子公司的s7-300系列PLC的通信和互操作。 

    1 OPC技术简介

    随着过程控制和工业自动化的发展,自动化系统厂商希望能够集成不同厂家的不同软硬件设备,实现各家设备之间的互操作;而现实中不同供应商的软硬件存在着不同的标准和协议,供应商对这种标准和协议专权享有,难以实现系统的无缝集成。在这种情况下,OPC作为一种工业标准应运而生,它为工业环境中的信息交互提供了统一的标准软件接口,改变了客户相对被动的局面。

    由于OPC接口的基础是Microsoft Windows的 COM和DCOM技术,因此,只有当设备带有的操作系统是基于Windows COM和DCOM技术时,才能使用 OPC接口方法。OPC按照面向对象的原则,将一个应用程序(OPC服务器)作为一个对象封装起来,只将接口方法暴露在外面,客户以统一的方式去调用这个方法,从而保证了软件对客户的透明性,使得用户完全从底层的开发中脱离出来。OPC规范了接口函数,不现场设备以何种形式存在,客户都以统一的方式去访问,实现了系统的开放性。 

    OPC技术的关键在于它提供了一种高效的通信机制,其所关心的是现场数据的存取方式而不是实际的数据类型,它给工控软件提供了一种一致的存取现场设备数据的方法。OPC的软件系统结构为客户端 (client)/服务器(8erver)模式。由于OPC技术的采用,使得以更简单的系统结构、更长的寿命、更低廉的价格解决工业控制系统成为可能;同时,现场设备与系统的连接也更加简单、灵活、方便。因此,OPC技术在国内工业控制领域得到了广泛的应用。 

    2水处理工艺流程

    污水处理就是利用各种不同的方法,将污水中所含污染物质分离出来或将其转化为无害物质,从而使污水得到净化的过程。靖远城区污水处理流程如图1所示。

    本污水处理工艺分为一级处理和二级处理。

    一级处理主要是采用物理法取出悬浮物以及部分有机物,其具体工艺过程是网来的污水首先流入迸水控制井,使污水量和水质得到调节,从而使污水处理达到稳定平衡运转;再将污水分别通过粗、细格栅,以截阻粗大的悬浮物;然后在沉砂池中利用重力分离原理,将污水中的砂粒、矿渣等较大的无机颗粒分离出去,而吸砂机则将沉砂吸出,送到砂水分离器。沉砂池的作用是将污水中的沙砾分离出来,防止其对后续工序设备的损害,最后进入二级处理。

    二级处理是在一级处理的基础上,进一步采用物化法去除污水中的胶体及溶解性物质,其主要工艺采用CASS池(包括厌氧池、好氧池和沉淀池)T艺生化处理,包括:一级处理过的污水首先进入厌氧区进行厌氧处理,厌氧池中的污泥吸收污水中的一些有害物质后,污水进入好氧池,由鼓风机提供微生物所需的氧气,与池内活性污泥混合成混合液;然后在曝气池中经过连续、充分的曝气,曝气一方面使活性污泥处于悬浮状态,与废水充分接触;另一方面,通过曝气,向活性污泥供氧,保持好氧条件,使微生物正常生长和繁殖,通过微生物的新陈代谢,使有机物无机化、有毒物质无害化;污水进入沉淀池后,沉淀后的污泥流人污泥浓缩池进行处理,其中沉淀杂质较少的上清液再由污泥回流送往厌氧池进行循环处理。经过CASS池、接触池,再经加氯消毒后,此时的水已达到国家排放标准,可排至黄河。

    由于污水处理厂产生的大量污泥含有有害、有毒物质,会对周围环境产生不利影响,所以,必须对污泥进行及时处理和处置,使之减量、稳定、无害化以及能被综合利用。污泥的处理包括消化、浓缩等过程。初沉池沉淀的生污泥通过提升到重力浓缩池进行浓缩。二沉池沉淀的活性污泥一部分由回流提升到 CASS池的厌氧区,以增加活性污泥浓度;另一部分通过提升到气浮浓缩池。经过2个浓缩池浓缩后的污泥,通过投配提升到消化池进行消化处理。最后进入脱水间脱水成较干的污泥即可外运处理。 

    3 系统结构


    污水处理技术 污水处理工艺 污染治理
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