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编码器HS35F-100-R2-SS-1024-ABZC-4469-SM1

  • 更新时间:  2020-11-30
  • 产品型号:  924-01070-917
  • 简单描述
  • 编码器HS35F-100-R2-SS-1024-ABZC-4469-SM1
    惠言达欧洲进口工控配件 原装正品 极速报价
    公司历史:惠言达于2019成立,9年备件销售积累,励志成为国内“零出错率“欧洲工业备品备件供应商。
    公司模式:德国本土采购,德国仓库拼单操作,为客户节约了成本,提高了采购效率。提供100%原装正品。
    航班周期:每天安排航班,保证货物时效。
详细介绍

编码器HS35F-100-R2-SS-1024-ABZC-4469-SM18

编码器HS35F-100-R2-SS-1024-ABZC-4469-SM18

惠言达寄语

人生的经历就像是铅笔一样,开始很尖,经历的多了也就变得圆滑了,如果承受不了就会断了。

ABB 继电器 TA200DU200
TAHUA 断路器 DZ47-63  D10  3P
TAHUA 断路器 DZ47-63  C10  3P
DELIXI 变压器 BK-150 220V
西门康 二极管油压 SKKD100/16
英飞凌 模块 BSM100GB170DLC
SIEMENS 电容丝 5SE2310NE02D01.10A
FUJI 触摸屏 V806ITD
SUNX 光电开关 CX-482    NPN型
SICK 传感器 VTE18-4P2240  DC24V
CARLO GAVAZZI 继电器 RMIA4-5230(含底座) 
ROSS 电磁阀 D3573A8161
TOKIMEC 电磁阀 EPDG1-3-33C-20-A1-21
REXROTH 电磁阀 DBDH10P10/200
REXROTH 电磁阀 DBDH6P10/200
VIPA 接头 VIPA972-0DP10
SICK 光电开关 VTE18-4P4240
SICK 光电开关 VTE18-4P2240
IFM 接近开关 IFS205+EVC007
IFM 接近开关 IFS204+EVC007
IFM 接近开关 IF7100+EVC007
IFM 接近开关 IF7101+EVC008
NOVOTECHNIK 位置尺 LWH-250
NOVOTECHNIK 位置尺 LWH-600
ABB 接触器 A185-30-11 110V
SCHNEIDER 接触器 LC1D95F7C
SMC 接近开关 D-A73CL
SMC 接近开关 D-A73CZ
SMC 接近开关 D-M9BL
SIEMENS 空气开关 5SJ63047CC20
SIEMENS 空气开关 5SJ63107CC20
SIEMENS 空气开关 5SJ63207CC20
SIEMENS 空气开关 5SJ63257CC20
SIEMENS 空气开关 5SJ63327CC20
SIEMENS 空气开关 5SJ63407CC20
SIEMENS 空气开关 5SJ62047CC20
SIEMENS 空气开关 5SJ62067CC20
SIEMENS 空气开关 5SJ61027CC20
SIEMENS 空气开关 5SJ61047CC20
SIEMENS 空气开关 5SJ61067CC20
SIEMENS 空气开关 5SJ61107CC20
SIEMENS 空气开关 5SJ61167CC20
SMC 汽缸 CQ2B20-10S
SMC 汽缸 CQ2B25-10S
ITALVIBRAS 电机 MVSI 10/5200-S02   3.8KW/50HZ/1000RPM/51.1KN400V
SEW 减速机 SA47DM90S4 型号升级SA47DRE90M425.72000260.02.0001.06.20
MITSUBISH 模块 Q64TCTT
MITSUBISH 模块 FX2N-64MR-001
E+H 液位变送器 FMI51-A1AMRJB2A1A  L=260MM
PHOENIX 传感器分线器 SACB-8/8-L-C SCO 1516823
PHOENIX 传感器电缆 SAC-4P-M12MS/1.5-PUR/M12FR 1668496
PHOENIX 传感器电缆 SAC-4P-M12MS/3.0-PUR/M12FR
PHOENIX 回拉式弹簧接线端子 ST1.5 灰色500V/17.5A
EJA 布朗协议手操器 BT200
SCHNEIDER 操作面板 VW3A1101
REXROTH 电磁阀 4WE 10E 3X/CG24K4
FESTO 电磁阀 MLH-5-1/8-B-DC24V 含线圈
BURKERT 电磁阀 B213A.10.NBR,MS,G1/2.24V.50HZ 含线圈
SAUER DANFOSS 马达 OMM20  151G0002
IFM 光电开关 OGP101.DC10-30V
SIEMENS 两档自锁按钮 3SB3400-0A
REXROTH 减压阀 3DR10P1-5X/75X/00M1
SMC 密封件 C96SDB125-PS
MITSUBI 变频器 FR-F740-S90K-CHT
CARLO GAVAZZI 传感器 PA18CSD04PASA
CARLO GAVAZZI 电源 SPD12181
CARLO GAVAZZI 电源 SPD24181
CARLO GAVAZZI 传感器 IA12DSN04POC
MAC 电磁阀 35A-ACA-DDAA-1BA
OMRON 开关 D2VW-5-1M(CHN)
OMRON 传感器 E3Z-G81 2M
SCHNEIDER 继电器 REXL2TMP7
SIEMENS 熔断器 3NE3336

 

造纸厂污水中含有大量的污泥,把污泥提取出来后,再对污水进行处理,可以循环再利用,而提取出来的污泥也会污染环境。目前造纸污泥的处理方法有填埋、焚烧、制成有机肥等,但污泥提取后含水量大,给进一步的处理带来了很大难度,所以要对污泥进行进一步的脱水。本文阐述了一种造纸污泥深度脱水控制系统的设计方案,经过使用验证,系统运行稳定,污泥干度较其它方法有了大的提高。

【关键词】造纸污泥;深度脱水;控制系统

引言

造纸厂污水的量很大,其中可沉淀固体颗粒较多、有毒成分较多、COD和BOD浓度较高、氨浓度较高、含有重金属,污染严重。在处理造纸厂污水时,先把其中的污泥提取出来,再对污水进行进一步的处理,达标后可以进行回用或者排放。而提取出的污泥,一般采用填埋、焚烧发电、制成有机肥、作为添加成分制成建材等。早期,我国采用填埋的方式较多,但填埋也会对土壤造成二次污染,并且会发出臭味,污染环境。随着国家对环保提出的要求越来越高,这种方式已不可取。现在处理污泥的原则是“减量化、无害化、资源化”。造纸废水处理过程中产生的污泥,含水率高,体积大,运输困难,也不便于进行无害化处理,如焚烧等。所以无论是采用哪种处理方式,提高造纸污泥的干度都是需要解决的问题。造纸污泥中的水分以四类方式存在:间隙水、表面吸附水、毛细水、颗粒内部水,水与污泥的结合度高,难于脱水。一般的脱水方式,如带式压滤机,脱水后的污泥干度高只能达到40%左右,为了进一步提高污泥的干度,可以采用两步的方式,一步,初步脱水,干度达到15%以上,第二步,机械压榨,将干度提高到45%以上,这样,污泥就可以进一步利用或者焚烧了。

1污泥深度脱水工艺流程

脱水工艺流程包括制备絮凝剂溶液,污水与絮凝剂溶液在混凝反应罐进行絮凝反应,然后进入一次重力脱水,一次脱水后的污泥进入二次螺旋压榨脱水,二次脱水的污泥干度大大提高,可以进行下一步的处理,如焚烧或者再利用。其工艺流程如图1所示。

1.1絮凝剂溶解工艺

在造纸污水中添加絮凝剂,可破坏污泥的稳定性,使其凝结为稳定的絮状,并与污泥中的非结合水分离,以便下一步进行污泥的分离和脱水。但是,不同种类的纸浆、不同的工艺,所产生的污水的成分差别很大,同时絮凝剂的种类繁多,如:有机絮凝剂、无机絮凝剂,还有阴离子、阳离子之分,有机絮凝剂的分子量还有高有低,所以到底用那种絮凝剂,絮凝剂的添加量很难有固定的公式。在进行污泥脱水之前,需要做大量的试验,来验证针对某种污水到底哪种絮凝剂效果好,添加量多少才能达到佳的絮凝效果。絮凝剂的添加量并不是越多越好,如果多了,絮凝后的泥团包得太紧,反而不利于污泥内部水的脱离,只有通过反复试验,才能找到一个佳的添加量。目前使用较多的有机絮凝剂溶解于水后,与污水混合,才能起到絮凝作用。但粉状的有机絮凝剂在水中的溶解时间很长,能达到30分钟以上才能充分溶解,所以需要有几个搅拌罐用来预先溶解絮凝剂。絮凝剂要缓慢的添加,如果添加快了,会在水中形成一团,则非常难以溶解,在溶解过程中,还要不断的搅拌。溶解好的絮凝剂溶液,输送到絮凝剂罐备用。

1.2污泥絮凝工艺

为了混合均匀,絮凝剂溶液和污水在进入混凝反应罐之前的管道内充分混合,然后从混凝反应罐的底部进入,在搅拌器的搅拌下,充分混合,并絮凝成稳定的团絮状,然后从反应罐的上部流出,进入下一工序,即一次重力脱水。为了达到理想的絮凝效果,需要反复试验絮凝剂的加药比例,同时,要测试污水中的纤维含量,纤维含量越高,絮凝效果越好,进行深度脱水时越容易,脱水后的污泥干度越高。如果污水中的纤维含量低,可在混凝反应罐中加入一定量的造纸浆渣或其它类似材料,可以提高絮凝效果,提高污泥的脱水性能。

1.3一次重力脱水

经过充分絮凝后的污水,进入一次重力脱水,沿着45度左右的倾角,采用螺旋输送至斜上方。在输送过程中,由于重力的作用,大部分的水会通过滤筒排出,排出后的污水中污泥含量已经很低,再经过进一步的处理净化,达到标准后可以循环再利用或者排放,而剩下的污泥的干度大大提高,可以达到15%以上。一次重力脱水的螺旋长度不宜过长,旋转速度不宜过高,以防止絮凝后的污泥絮状被打碎,打碎后则下一步的脱水就困难了。

1.4二次螺旋压榨脱水

经过一次重力脱水后,污泥的干度仍然较低,不便于运输或进行进一步的处理,需要再次进行脱水。目前的机械脱水设备有板框压滤机、带式压滤机、离心过滤机及单螺旋压榨脱水机等。采用机械式的单螺旋压榨机进行二次脱水,脱水效果好,可使污泥的干度提高到45%以上,便可以进行进一步的处理了,如焚烧、制肥或生产建材等。单螺旋压榨机水平放置,其螺旋是变径变螺距的,螺旋外面的滤筒上有大小不同的排水孔,在螺旋的开始段,出水量大,孔大,在越靠近螺旋的尾部,出水量越来越小,出水孔也越小。在压榨过程中,污泥在螺旋中的体积受到压缩,压出的水会从排水孔排出,回流到污水池。

2污泥深度脱水控制系统设计

2.1污泥深度脱水控制系统硬件配置

采用西门子S7-200系列的CPU226可编程控制器来控制,附加2个模拟量输入模块EM231,来实现现场仪表如污水流量计、浓度计、絮凝剂流量计、压力表信号的采集,附加2个模拟量输出模块EM232,来实现变频器、气阀的控制。人机界面采用昆仑通态的触摸屏,采用MCGS组态软件组态主控界面,如图2所示。通过人机界面,实现了对控制过程的实时监控、控制系统的参数设置、手动调整控制、系统的报警、及生产过程的管理等。

2.2污水泵的控制

污水泵电动机功率为7.5KW,采用变频控制,根据产量的需要,由操作人员在控制台手动调节污水流量。用流量计来检测污水流量,流量计信号进入PLC模拟量输入,通过PLC处理该信号,一方面用于加药泵控制的输入信号,另一方面,在触摸屏上显示出污水流量,以方便操作人员进行产量的调节。

2.3絮凝剂量的控制

为了保证达到好的絮凝效果,必须严格控制絮凝剂的量,采用计量泵(2.2KW)来输送溶解好的絮凝剂溶液至混凝反应罐,变频器控制,并安装流量计来测量流量,根据污水的流量及污水的浓度,按照预先试验得出的加药比例,计算得出需要的絮凝剂的量,加药量的计算公式为:Q药=Q污水×K1×K2(1)式中:Q药—加药泵流量;Q污水—污水流量;K1—污水浓度系数;K2—加药比例。计量泵采用PID控制以实现动态调整流量,PID的输入为污泥量与加药比例的乘积,即所需的加药量,控制器输出用于控制变频器,来调节絮凝剂计量泵的转速,以调节加药量,通过流量计测出絮凝剂的实际流量作为反馈控制量,其PID控制系统原理图如图3所示。编程时,可采用西门子PLC编程软件中的PID指令向导来进行编写,并且可通过PID的自整定功能来确定PID的相关参数,就会方便得多。在实际工作中,污水浓度的变化不大,也不频繁,所以可以采用离散取样的方式来控制,即在程序中采用一个定时器控制,每隔一段时间,如30分钟,通过浓度计对污水浓度取一次样,来计算污泥量,作为加药泵控制的输入。

2.4一次重力脱水的控制

一次重力脱水电动机功率为7.5KW,采用变频调速,可根据污水流量的大小,从控制台的触摸屏手动调节电动机的速度。由于在一段时间内,污水的流量不需经常改变,该电动机也不需要经常进行调速。

2.5螺旋压榨脱水的控制

螺旋压榨电动机为37.5KW,电动机采用变频调速。为了提高出泥的干度,在螺旋的末端,采用三个气缸给螺旋末端施加一个回压,通过气缸恒压控制回路完成气缸的恒压控制,通过PLC的PID控制程序自动调整气缸压力,使气缸保持恒压。该PID控制回路的输入为气缸压力,通过压力表检测气缸实际压力作为反馈控制,其PID控制系统原理图如图4所示。在实际工作中,污泥容易在螺旋压榨脱水机中发生堵塞并打滑,且一旦堵塞,需人工清理,处理非常费时。所以,为了保证系统的稳定性,还要再附加一个控制,从变频器的输出信号中采集变频器输出电流,引入PLC的模拟量输入,通过PLC对变频器的输出电流进行监控,如果输出电流超过了电动机额定电流的90%,说明污泥在螺旋内的阻力增加,有堵塞情况,则进入干预程序,进行干预处理,处理方法为通过PLC程序自动提高螺旋电动机的速度,使螺旋中的污泥尽快排出,以解除堵塞。如果仍然没有效果,监控到的输出电流超过了额定电流的95%,则干预程序改为电动机先进行60秒钟反转,再正转,以使堵塞的污泥尽快排出。从实际应用看,该方法简单易行,能够解除大多数的污泥堵塞情况。

3结语

以上污泥深度脱水控制装置,在造纸厂经过了长时间的试验验证,污泥干度达到了45%以上,脱水后的污泥体积大大缩小,既容易运输,也便于进行下一步的处理。从该控制系统运行的实际效果来看,运行稳定,自动化程度高,需要较少的人力,很好地解决了造纸厂污水中的污泥处理难题。


SIEMENS 模块 6ES7326-1BK01-0AB0
SIEMENS 变频器 6SE6440-2UD21-5AA1
SIEMENS 面板 6SE6400-0BP00-0AA1
CARLO GAVAZZI 继电器 DMB51CM24B006C
ABB 断路器 E1N1000 R1000 PR121/P-LI WMP 3P NST
ABB 断路器 E1N800 R800 PR121/P-LI WMP 3P NST
ABB 断路器 E2N2000 R2000 PR121/P-LI WMP 3P NST
ABB 断路器 E3N3200 R3200 PR121/P-LI WMP 3P NST
ABB 抽架 FP:E1 WHR-HR 3P NEW
ABB 抽架 FP:E2 WHR-HR 3P NEW
ABB 抽架 FP:E3 WHR-HR 3P NEW
ABB 欠电压脱扣器 UNDER VOLTAGE RELEASE 220/230V E1/6
ABB 控制器 ATS022
ABB 联锁电缆 垂直放置的断路器-A-E1/6
ABB 机械联锁 E1-E2-FV/WMP
ABB 机械联锁 E3-FV/WMP
ABB 机械联锁 A / B / D-FV/WFP E1/6
ABB 接触器 A63-30-11 380V
ABB 接触器 A110-30-11 380V
ABB 接触器 A145-30-11 220V
ABB 断路器 S3H250 R250 TM 10ITH FF 3P
ABB 断路器 S3H250 R200 TM 10ITH FF 3P
SIEMENS 模块 6ES7 158-0AD01-0XA0
SIEMENS 模块 6ES7 307-1KA02-0AA0
SIEMENS 模块 6ES7 390-1AF30-0AA0
SIEMENS 模块 6ES7 315-2AH14-0AB0
SIEMENS 模块 6ES7 953-8LL31-0AA0
SIEMENS 模块 6ES7 321-1BL00-4AA1
SIEMENS 模块 6ES7 322-1BL00-4AA1
SIEMENS 模块 6ES7 331-7KB02-4AB1
SIEMENS 模块 6ES7 972-0BA12-0XA0
ABB 接触器 A30-30-10 220V
ABB 接触器 A16-30-10 220V
ABB 接触器 A9-30-10 220V
ABB 接触器 TA25DU-19M
ABB 接触器 TA25DU-1.0M
OMRON 继电器 H3CR-H8L M AC220V
OMRON 继电器 P2CF-08
SCHNEIDER 继电器 RXM2LB2BD
SCHNEIDER 继电器 RXZE1M2C
SCHNEIDER 微断 IC65N C10 2P
SCHNEIDER 微断 IC65N C6 2P
SCHNEIDER 按钮 XB2BVM3LC
SCHNEIDER 按钮 XB2BVM4LC
SCHNEIDER 按钮 XB2BVM5LC
SCHNEIDER 按钮 XB2BA31C
SCHNEIDER 按钮 XB2BA42C
SCHNEIDER 按钮 XB2BA51C
SCHNEIDER 按钮 XB2BD33C
SCHNEIDER 断路器 LV430671
SCHNEIDER 断路器 LV429676
SCHNEIDER 断路器 LV429677
SCHNEIDER 微断 IC65N 1P C10A
SCHNEIDER 微断 IC65N 2P C10A
SCHNEIDER 微断 IC65N 2P C6A
SCHNEIDER 微断 IC65N 1P C4A
SCHNEIDER 继电器 RXM2AB2P7
SCHNEIDER 继电器 RXZE2M114
SCHNEIDER 继电器 RXM041FU7
SICK 传感器 DT500-A511 订货号:1040466
SIEMENS 模块 6ES7331-7KF02-0AB0
SIEMENS 模块 6ES7332-5HD01-0AB0
SIEMENS 模块 6ES7321-1BL00-0AA0
ABB 接触器 A50-30-11  220V
ABB 断路器 E1B1250 R1250 PR121/P-LI WMP NST
ABB 底座 FP:E1 WHR-HR 3P NEW
SCHNEIDER 传感器 XS630B1MBL2
SIEMENS 储存卡 6GK1900-0AB00
SCHNEIDER 微断 IC65N 2P C40A
SCHNEIDER 微断 IC65N 2P C16A
SCHNEIDER 微断 IC65N 2P C6A
SCHNEIDER 微断 IC65N 2P C2A
SCHNEIDER 微断 IC65H 4P D20A
SCHNEIDER 微断 IC65H 4P D32A
SCHNEIDER 微断 IOF 订货号:A9A26924
SCHNEIDER 微断 VIGI IC65 ELE 4P 40A 300MA AC
ABB 电机 M2QA180L4A 22KW立卧两用
SIEMENS 触摸屏 6AV6643-0CD01-1AX1
OMRON 继电器 MY2NJ DC24V 含底座
SIEMENS CPU 6ES7317-2EK14-0AB0
SIEMENS CPU 6ES7315-2AH14-0AB0
SCHNEIDER 断路器 NSC 250S 3200N
SIEMENS 控制器 3RK13010BB100AB4
SIEMENS 控制器 3RK13010CB100AB4
SIEMENS 控制器 3RK13010AB100AB4
SIEMENS 控制器 3RK13010AB101AB4
SIEMENS 模块 6ES7307-1KA02-0AA0
SIEMENS 电源 6EP13362BA10
SEW 电机 DFV100L4/BMG  3KW
SEW 电机 DFT90L4/BMG  1.5KW
SEW 电机 DFR63L4/BR 0.25KW
SEW 制动总成 BMG4  40NM
SEW 制动总成 BMG2  20NM
SEW 制动总成 BR03  2.4NM
SMC 比例阀 ITV2050-31F3BN
IFM 编码器 RO6345 RO-1024-124/N1U
SCHNEIDER 继电器 RXM2LB2BD
SCHNEIDER 继电器 RXZE1M2C
SCHNEIDER 继电器 RXM4AB1P7
SCHNEIDER 继电器 RXM4AB1BD
ABB 隔离开关 OT630E03K
ABB 附件 OSS800G1S/3
ABB 附件 OS630D12P

 

造纸厂污水中含有大量的污泥,把污泥提取出来后,再对污水进行处理,可以循环再利用,而提取出来的污泥也会污染环境。目前造纸污泥的处理方法有填埋、焚烧、制成有机肥等,但污泥提取后含水量大,给进一步的处理带来了很大难度,所以要对污泥进行进一步的脱水。本文阐述了一种造纸污泥深度脱水控制系统的设计方案,经过使用验证,系统运行稳定,污泥干度较其它方法有了大的提高。

【关键词】造纸污泥;深度脱水;控制系统

引言

造纸厂污水的量很大,其中可沉淀固体颗粒较多、有毒成分较多、COD和BOD浓度较高、氨浓度较高、含有重金属,污染严重。在处理造纸厂污水时,先把其中的污泥提取出来,再对污水进行进一步的处理,达标后可以进行回用或者排放。而提取出的污泥,一般采用填埋、焚烧发电、制成有机肥、作为添加成分制成建材等。早期,我国采用填埋的方式较多,但填埋也会对土壤造成二次污染,并且会发出臭味,污染环境。随着国家对环保提出的要求越来越高,这种方式已不可取。现在处理污泥的原则是“减量化、无害化、资源化”。造纸废水处理过程中产生的污泥,含水率高,体积大,运输困难,也不便于进行无害化处理,如焚烧等。所以无论是采用哪种处理方式,提高造纸污泥的干度都是需要解决的问题。造纸污泥中的水分以四类方式存在:间隙水、表面吸附水、毛细水、颗粒内部水,水与污泥的结合度高,难于脱水。一般的脱水方式,如带式压滤机,脱水后的污泥干度高只能达到40%左右,为了进一步提高污泥的干度,可以采用两步的方式,一步,初步脱水,干度达到15%以上,第二步,机械压榨,将干度提高到45%以上,这样,污泥就可以进一步利用或者焚烧了。

1污泥深度脱水工艺流程

脱水工艺流程包括制备絮凝剂溶液,污水与絮凝剂溶液在混凝反应罐进行絮凝反应,然后进入一次重力脱水,一次脱水后的污泥进入二次螺旋压榨脱水,二次脱水的污泥干度大大提高,可以进行下一步的处理,如焚烧或者再利用。其工艺流程如图1所示。

1.1絮凝剂溶解工艺

在造纸污水中添加絮凝剂,可破坏污泥的稳定性,使其凝结为稳定的絮状,并与污泥中的非结合水分离,以便下一步进行污泥的分离和脱水。但是,不同种类的纸浆、不同的工艺,所产生的污水的成分差别很大,同时絮凝剂的种类繁多,如:有机絮凝剂、无机絮凝剂,还有阴离子、阳离子之分,有机絮凝剂的分子量还有高有低,所以到底用那种絮凝剂,絮凝剂的添加量很难有固定的公式。在进行污泥脱水之前,需要做大量的试验,来验证针对某种污水到底哪种絮凝剂效果好,添加量多少才能达到佳的絮凝效果。絮凝剂的添加量并不是越多越好,如果多了,絮凝后的泥团包得太紧,反而不利于污泥内部水的脱离,只有通过反复试验,才能找到一个佳的添加量。目前使用较多的有机絮凝剂溶解于水后,与污水混合,才能起到絮凝作用。但粉状的有机絮凝剂在水中的溶解时间很长,能达到30分钟以上才能充分溶解,所以需要有几个搅拌罐用来预先溶解絮凝剂。絮凝剂要缓慢的添加,如果添加快了,会在水中形成一团,则非常难以溶解,在溶解过程中,还要不断的搅拌。溶解好的絮凝剂溶液,输送到絮凝剂罐备用。

1.2污泥絮凝工艺

为了混合均匀,絮凝剂溶液和污水在进入混凝反应罐之前的管道内充分混合,然后从混凝反应罐的底部进入,在搅拌器的搅拌下,充分混合,并絮凝成稳定的团絮状,然后从反应罐的上部流出,进入下一工序,即一次重力脱水。为了达到理想的絮凝效果,需要反复试验絮凝剂的加药比例,同时,要测试污水中的纤维含量,纤维含量越高,絮凝效果越好,进行深度脱水时越容易,脱水后的污泥干度越高。如果污水中的纤维含量低,可在混凝反应罐中加入一定量的造纸浆渣或其它类似材料,可以提高絮凝效果,提高污泥的脱水性能。

1.3一次重力脱水

经过充分絮凝后的污水,进入一次重力脱水,沿着45度左右的倾角,采用螺旋输送至斜上方。在输送过程中,由于重力的作用,大部分的水会通过滤筒排出,排出后的污水中污泥含量已经很低,再经过进一步的处理净化,达到标准后可以循环再利用或者排放,而剩下的污泥的干度大大提高,可以达到15%以上。一次重力脱水的螺旋长度不宜过长,旋转速度不宜过高,以防止絮凝后的污泥絮状被打碎,打碎后则下一步的脱水就困难了。

1.4二次螺旋压榨脱水

经过一次重力脱水后,污泥的干度仍然较低,不便于运输或进行进一步的处理,需要再次进行脱水。目前的机械脱水设备有板框压滤机、带式压滤机、离心过滤机及单螺旋压榨脱水机等。采用机械式的单螺旋压榨机进行二次脱水,脱水效果好,可使污泥的干度提高到45%以上,便可以进行进一步的处理了,如焚烧、制肥或生产建材等。单螺旋压榨机水平放置,其螺旋是变径变螺距的,螺旋外面的滤筒上有大小不同的排水孔,在螺旋的开始段,出水量大,孔大,在越靠近螺旋的尾部,出水量越来越小,出水孔也越小。在压榨过程中,污泥在螺旋中的体积受到压缩,压出的水会从排水孔排出,回流到污水池。

2污泥深度脱水控制系统设计

2.1污泥深度脱水控制系统硬件配置

采用西门子S7-200系列的CPU226可编程控制器来控制,附加2个模拟量输入模块EM231,来实现现场仪表如污水流量计、浓度计、絮凝剂流量计、压力表信号的采集,附加2个模拟量输出模块EM232,来实现变频器、气阀的控制。人机界面采用昆仑通态的触摸屏,采用MCGS组态软件组态主控界面,如图2所示。通过人机界面,实现了对控制过程的实时监控、控制系统的参数设置、手动调整控制、系统的报警、及生产过程的管理等。

2.2污水泵的控制

污水泵电动机功率为7.5KW,采用变频控制,根据产量的需要,由操作人员在控制台手动调节污水流量。用流量计来检测污水流量,流量计信号进入PLC模拟量输入,通过PLC处理该信号,一方面用于加药泵控制的输入信号,另一方面,在触摸屏上显示出污水流量,以方便操作人员进行产量的调节。

2.3絮凝剂量的控制

为了保证达到好的絮凝效果,必须严格控制絮凝剂的量,采用计量泵(2.2KW)来输送溶解好的絮凝剂溶液至混凝反应罐,变频器控制,并安装流量计来测量流量,根据污水的流量及污水的浓度,按照预先试验得出的加药比例,计算得出需要的絮凝剂的量,加药量的计算公式为:Q药=Q污水×K1×K2(1)式中:Q药—加药泵流量;Q污水—污水流量;K1—污水浓度系数;K2—加药比例。计量泵采用PID控制以实现动态调整流量,PID的输入为污泥量与加药比例的乘积,即所需的加药量,控制器输出用于控制变频器,来调节絮凝剂计量泵的转速,以调节加药量,通过流量计测出絮凝剂的实际流量作为反馈控制量,其PID控制系统原理图如图3所示。编程时,可采用西门子PLC编程软件中的PID指令向导来进行编写,并且可通过PID的自整定功能来确定PID的相关参数,就会方便得多。在实际工作中,污水浓度的变化不大,也不频繁,所以可以采用离散取样的方式来控制,即在程序中采用一个定时器控制,每隔一段时间,如30分钟,通过浓度计对污水浓度取一次样,来计算污泥量,作为加药泵控制的输入。

2.4一次重力脱水的控制

一次重力脱水电动机功率为7.5KW,采用变频调速,可根据污水流量的大小,从控制台的触摸屏手动调节电动机的速度。由于在一段时间内,污水的流量不需经常改变,该电动机也不需要经常进行调速。

2.5螺旋压榨脱水的控制

螺旋压榨电动机为37.5KW,电动机采用变频调速。为了提高出泥的干度,在螺旋的末端,采用三个气缸给螺旋末端施加一个回压,通过气缸恒压控制回路完成气缸的恒压控制,通过PLC的PID控制程序自动调整气缸压力,使气缸保持恒压。该PID控制回路的输入为气缸压力,通过压力表检测气缸实际压力作为反馈控制,其PID控制系统原理图如图4所示。在实际工作中,污泥容易在螺旋压榨脱水机中发生堵塞并打滑,且一旦堵塞,需人工清理,处理非常费时。所以,为了保证系统的稳定性,还要再附加一个控制,从变频器的输出信号中采集变频器输出电流,引入PLC的模拟量输入,通过PLC对变频器的输出电流进行监控,如果输出电流超过了电动机额定电流的90%,说明污泥在螺旋内的阻力增加,有堵塞情况,则进入干预程序,进行干预处理,处理方法为通过PLC程序自动提高螺旋电动机的速度,使螺旋中的污泥尽快排出,以解除堵塞。如果仍然没有效果,监控到的输出电流超过了额定电流的95%,则干预程序改为电动机先进行60秒钟反转,再正转,以使堵塞的污泥尽快排出。从实际应用看,该方法简单易行,能够解除大多数的污泥堵塞情况。

3结语

以上污泥深度脱水控制装置,在造纸厂经过了长时间的试验验证,污泥干度达到了45%以上,脱水后的污泥体积大大缩小,既容易运输,也便于进行下一步的处理。从该控制系统运行的实际效果来看,运行稳定,自动化程度高,需要较少的人力,很好地解决了造纸厂污水中的污泥处理难题。


ABB 隔离开关 OFAFC3GG630
FOXBORO 模块 FBM03A 带端子附件(0.8米)
FOXBORO 模块 FBM01 带端子附件(1米)
FOXBORO 模块 FBM04 带端子附件(3米)
FOXBORO 模块 FBM07B 带端子附件(5米)
FOXBORO 模块 FBM09C 带端子附件(10米)
FOXBORO 电源 IPM02
ABB 接触器 A95-30-11 220V
BANNER 传感器 Q453E
BANNER 传感器 QS186E
P+F 传感器 NCN50-FP-W-P1
SCHNEIDER 继电器 REXL2TMBD
SIEMENS 模块 6ES7323-1BL00-0AA0
SIEMENS 连接器 6ES7392-1AM00-0AA0
AB 模块 1756-IB32
SICK 传感器 VTE18-4P8212
SICK 传感器 VTE18-4P2240
ROSTA 弹性支撑 07051004 AB38
MOELLER 触点 M22-K10
SICK 传感器 WL23-2P1130
SIEMENS 模块 6GK1561-1AA01
ABB 断路器 S3H250 R200 TM 10ITH FF 3P
SCHNEIDER 微断 IC65N 2P C6A
SCHNEIDER 断路器 COMPACT NSX100F TM32D 3P3D 固定式
SCHNEIDER 断路器 IC65N 3P C16A
SCHNEIDER 断路器 IC65N 2P C6A
SCHNEIDER 断路器 IC65N 2P C4A
SCHNEIDER 断路器 IC65N 3P C32A
SCHNEIDER 断路器 LC1D18M7C
SCHNEIDER 断路器 LADN11C
SCHNEIDER 断路器 XB2BVM4LC 红色
SCHNEIDER 断路器 XB2BVM3LC 绿色
SCHNEIDER 断路器 RXM4LB2BD
SCHNEIDER 断路器 RXZE1M4C
SCHNEIDER 断路器 RXM2LB2BD
SCHNEIDER 断路器 RXZE1M2C
SCHNEIDER 断路器 XB5AW34M1C 红色
SCHNEIDER 断路器 XB5AW33M1C 绿色
SCHNEIDER 断路器 ZBEE101C
SCHNEIDER 断路器 ZBEE102C
SCHNEIDER 断路器 XB5AD33C
SCHNEIDER 断路器 XB5AD21C
SCHNEIDER 断路器 LRD12C
MOELLER 继电器 DILER-31-G 24VDC
MOELLER 触点 40DILE
ABB 微断 S203-D6
ABB 隔离开关 OT800E03P
ABB 隔离开关 OT125F3
ABB 接触器 A9-30-10 220V
ABB 热继 TA25DU1.8M
ABB 熔断器 OS800D12P
ABB 端子罩 OSS800G1S/3   短型
ABB 熔断器 OFAFC3GG800
ABB 熔断器 OS125GD03K
ABB 端子罩 OSS160GG1S/3  短型
ABB 熔断器 OFAFC00GG100
ABB 熔断器 OFAFC00GG80
ABB 信号灯 CL-523Y  AC220V
ABB 信号灯 CL-523R  AC220V
ABB 信号灯 CL-523G  AC220V
OMRON 继电器 MY4NJ  DC24V
EMERSON 采样盒 PFU-3
SIEMENS 断路器 5SM33460
OMRON 限位开关 D4A-4510N
MOELLER 断路器 PKZ2/ZM-16/S
WEIDMULLER 继电器 DRM570220LT DC220V带底座
ABB 继电器 CT-AHD.12 24-48V DC / 24-240V AC 0.05S-100H
ABB 继电器 CT-ERE 0.3S-30S,24VAC/DC,220-240VAC
ABB 继电器 CM-MSE, 1NO, AUTO RESET, 220-240 VAC
SICK 激光测距器 DME4000-112
SICK 传感器 UM30-213113
SICK 传感器 DL50-P1123
SICK 传感器 VTE18-4P4240
SICK 传感器 VL180-2P42431
CARLO GAVAZZI 继电器 RA2325H06PCS
PHOENIX 电源 QUINT-PS-1AC/24VDC/3.5
WENGLOR 接近开关 IM020BM70VB3
ABB 接触器 AF75-30-00 220V
P+F 传感器 MLV40-LL-IR-2492
SEW 刹车片 BM15
SEW 整流块 BGE1.5
SEW 制动线圈 BM15 400V
SEW 制动总成 BMG15 150NM
SEW 电机 DRS160M4/BE20/FG
SEW 制动总成 BMG15 150NM
SEW 电机 DRS132M4/BE11/FG
SEW 制动总成 BMG15 100NM
NEMICON 编码器 OVW2-10-2MD
ABB 接触器 ESB24-22 220V
MITSUBI 变频器 FR-F740-5.5K-CH
SCHNEIDER 继电器 LRD32C
SCHNEIDER 继电器 LRD10C
SCHNEIDER 继电器 LRD3361C
SCHNEIDER 继电器 LRD3365C
HYDAC 压力开关 EDS3446-1-0250-000
ABB 接触器 ESB20-11
SIEMENS 接触器 6ES7321-1BH02-0AA0
SIEMENS 接触器 6ES7392-1AJ00-0AA0
SIEMENS 面板 6FC5203-0AF22-1AA2
ABB 接触器 ESB20-11
SIEMENS 电机 1FK7083-5AF71-1KB0
SIEMENS 电机 1FK7063-5AF71-1KA0
SIEMENS 电机 1FK7105-5AF71-1KH0
SIEMENS 电机 1FT6086-8SH71-1FB0
SIEMENS 电机 6FX8002-5CA01-1AF0
SIEMENS 适配器 6ES7972-0CA23-0XAO
SIEMENS 接触器 3TF48220XH2
GE 模块 IC200UDR140
GE 模块 IC200UEX636
VIPA 接头 972-0DP30

 

造纸厂污水中含有大量的污泥,把污泥提取出来后,再对污水进行处理,可以循环再利用,而提取出来的污泥也会污染环境。目前造纸污泥的处理方法有填埋、焚烧、制成有机肥等,但污泥提取后含水量大,给进一步的处理带来了很大难度,所以要对污泥进行进一步的脱水。本文阐述了一种造纸污泥深度脱水控制系统的设计方案,经过使用验证,系统运行稳定,污泥干度较其它方法有了大的提高。

【关键词】造纸污泥;深度脱水;控制系统

引言

造纸厂污水的量很大,其中可沉淀固体颗粒较多、有毒成分较多、COD和BOD浓度较高、氨浓度较高、含有重金属,污染严重。在处理造纸厂污水时,先把其中的污泥提取出来,再对污水进行进一步的处理,达标后可以进行回用或者排放。而提取出的污泥,一般采用填埋、焚烧发电、制成有机肥、作为添加成分制成建材等。早期,我国采用填埋的方式较多,但填埋也会对土壤造成二次污染,并且会发出臭味,污染环境。随着国家对环保提出的要求越来越高,这种方式已不可取。现在处理污泥的原则是“减量化、无害化、资源化”。造纸废水处理过程中产生的污泥,含水率高,体积大,运输困难,也不便于进行无害化处理,如焚烧等。所以无论是采用哪种处理方式,提高造纸污泥的干度都是需要解决的问题。造纸污泥中的水分以四类方式存在:间隙水、表面吸附水、毛细水、颗粒内部水,水与污泥的结合度高,难于脱水。一般的脱水方式,如带式压滤机,脱水后的污泥干度高只能达到40%左右,为了进一步提高污泥的干度,可以采用两步的方式,一步,初步脱水,干度达到15%以上,第二步,机械压榨,将干度提高到45%以上,这样,污泥就可以进一步利用或者焚烧了。

1污泥深度脱水工艺流程

脱水工艺流程包括制备絮凝剂溶液,污水与絮凝剂溶液在混凝反应罐进行絮凝反应,然后进入一次重力脱水,一次脱水后的污泥进入二次螺旋压榨脱水,二次脱水的污泥干度大大提高,可以进行下一步的处理,如焚烧或者再利用。其工艺流程如图1所示。

1.1絮凝剂溶解工艺

在造纸污水中添加絮凝剂,可破坏污泥的稳定性,使其凝结为稳定的絮状,并与污泥中的非结合水分离,以便下一步进行污泥的分离和脱水。但是,不同种类的纸浆、不同的工艺,所产生的污水的成分差别很大,同时絮凝剂的种类繁多,如:有机絮凝剂、无机絮凝剂,还有阴离子、阳离子之分,有机絮凝剂的分子量还有高有低,所以到底用那种絮凝剂,絮凝剂的添加量很难有固定的公式。在进行污泥脱水之前,需要做大量的试验,来验证针对某种污水到底哪种絮凝剂效果好,添加量多少才能达到佳的絮凝效果。絮凝剂的添加量并不是越多越好,如果多了,絮凝后的泥团包得太紧,反而不利于污泥内部水的脱离,只有通过反复试验,才能找到一个佳的添加量。目前使用较多的有机絮凝剂溶解于水后,与污水混合,才能起到絮凝作用。但粉状的有机絮凝剂在水中的溶解时间很长,能达到30分钟以上才能充分溶解,所以需要有几个搅拌罐用来预先溶解絮凝剂。絮凝剂要缓慢的添加,如果添加快了,会在水中形成一团,则非常难以溶解,在溶解过程中,还要不断的搅拌。溶解好的絮凝剂溶液,输送到絮凝剂罐备用。

1.2污泥絮凝工艺

为了混合均匀,絮凝剂溶液和污水在进入混凝反应罐之前的管道内充分混合,然后从混凝反应罐的底部进入,在搅拌器的搅拌下,充分混合,并絮凝成稳定的团絮状,然后从反应罐的上部流出,进入下一工序,即一次重力脱水。为了达到理想的絮凝效果,需要反复试验絮凝剂的加药比例,同时,要测试污水中的纤维含量,纤维含量越高,絮凝效果越好,进行深度脱水时越容易,脱水后的污泥干度越高。如果污水中的纤维含量低,可在混凝反应罐中加入一定量的造纸浆渣或其它类似材料,可以提高絮凝效果,提高污泥的脱水性能。

1.3一次重力脱水

经过充分絮凝后的污水,进入一次重力脱水,沿着45度左右的倾角,采用螺旋输送至斜上方。在输送过程中,由于重力的作用,大部分的水会通过滤筒排出,排出后的污水中污泥含量已经很低,再经过进一步的处理净化,达到标准后可以循环再利用或者排放,而剩下的污泥的干度大大提高,可以达到15%以上。一次重力脱水的螺旋长度不宜过长,旋转速度不宜过高,以防止絮凝后的污泥絮状被打碎,打碎后则下一步的脱水就困难了。

1.4二次螺旋压榨脱水

经过一次重力脱水后,污泥的干度仍然较低,不便于运输或进行进一步的处理,需要再次进行脱水。目前的机械脱水设备有板框压滤机、带式压滤机、离心过滤机及单螺旋压榨脱水机等。采用机械式的单螺旋压榨机进行二次脱水,脱水效果好,可使污泥的干度提高到45%以上,便可以进行进一步的处理了,如焚烧、制肥或生产建材等。单螺旋压榨机水平放置,其螺旋是变径变螺距的,螺旋外面的滤筒上有大小不同的排水孔,在螺旋的开始段,出水量大,孔大,在越靠近螺旋的尾部,出水量越来越小,出水孔也越小。在压榨过程中,污泥在螺旋中的体积受到压缩,压出的水会从排水孔排出,回流到污水池。

2污泥深度脱水控制系统设计

2.1污泥深度脱水控制系统硬件配置

采用西门子S7-200系列的CPU226可编程控制器来控制,附加2个模拟量输入模块EM231,来实现现场仪表如污水流量计、浓度计、絮凝剂流量计、压力表信号的采集,附加2个模拟量输出模块EM232,来实现变频器、气阀的控制。人机界面采用昆仑通态的触摸屏,采用MCGS组态软件组态主控界面,如图2所示。通过人机界面,实现了对控制过程的实时监控、控制系统的参数设置、手动调整控制、系统的报警、及生产过程的管理等。

2.2污水泵的控制

污水泵电动机功率为7.5KW,采用变频控制,根据产量的需要,由操作人员在控制台手动调节污水流量。用流量计来检测污水流量,流量计信号进入PLC模拟量输入,通过PLC处理该信号,一方面用于加药泵控制的输入信号,另一方面,在触摸屏上显示出污水流量,以方便操作人员进行产量的调节。

2.3絮凝剂量的控制

为了保证达到好的絮凝效果,必须严格控制絮凝剂的量,采用计量泵(2.2KW)来输送溶解好的絮凝剂溶液至混凝反应罐,变频器控制,并安装流量计来测量流量,根据污水的流量及污水的浓度,按照预先试验得出的加药比例,计算得出需要的絮凝剂的量,加药量的计算公式为:Q药=Q污水×K1×K2(1)式中:Q药—加药泵流量;Q污水—污水流量;K1—污水浓度系数;K2—加药比例。计量泵采用PID控制以实现动态调整流量,PID的输入为污泥量与加药比例的乘积,即所需的加药量,控制器输出用于控制变频器,来调节絮凝剂计量泵的转速,以调节加药量,通过流量计测出絮凝剂的实际流量作为反馈控制量,其PID控制系统原理图如图3所示。编程时,可采用西门子PLC编程软件中的PID指令向导来进行编写,并且可通过PID的自整定功能来确定PID的相关参数,就会方便得多。在实际工作中,污水浓度的变化不大,也不频繁,所以可以采用离散取样的方式来控制,即在程序中采用一个定时器控制,每隔一段时间,如30分钟,通过浓度计对污水浓度取一次样,来计算污泥量,作为加药泵控制的输入。

2.4一次重力脱水的控制

一次重力脱水电动机功率为7.5KW,采用变频调速,可根据污水流量的大小,从控制台的触摸屏手动调节电动机的速度。由于在一段时间内,污水的流量不需经常改变,该电动机也不需要经常进行调速。

2.5螺旋压榨脱水的控制

螺旋压榨电动机为37.5KW,电动机采用变频调速。为了提高出泥的干度,在螺旋的末端,采用三个气缸给螺旋末端施加一个回压,通过气缸恒压控制回路完成气缸的恒压控制,通过PLC的PID控制程序自动调整气缸压力,使气缸保持恒压。该PID控制回路的输入为气缸压力,通过压力表检测气缸实际压力作为反馈控制,其PID控制系统原理图如图4所示。在实际工作中,污泥容易在螺旋压榨脱水机中发生堵塞并打滑,且一旦堵塞,需人工清理,处理非常费时。所以,为了保证系统的稳定性,还要再附加一个控制,从变频器的输出信号中采集变频器输出电流,引入PLC的模拟量输入,通过PLC对变频器的输出电流进行监控,如果输出电流超过了电动机额定电流的90%,说明污泥在螺旋内的阻力增加,有堵塞情况,则进入干预程序,进行干预处理,处理方法为通过PLC程序自动提高螺旋电动机的速度,使螺旋中的污泥尽快排出,以解除堵塞。如果仍然没有效果,监控到的输出电流超过了额定电流的95%,则干预程序改为电动机先进行60秒钟反转,再正转,以使堵塞的污泥尽快排出。从实际应用看,该方法简单易行,能够解除大多数的污泥堵塞情况。

3结语

以上污泥深度脱水控制装置,在造纸厂经过了长时间的试验验证,污泥干度达到了45%以上,脱水后的污泥体积大大缩小,既容易运输,也便于进行下一步的处理。从该控制系统运行的实际效果来看,运行稳定,自动化程度高,需要较少的人力,很好地解决了造纸厂污水中的污泥处理难题。


HYDAC 氮气侧溢流阀 GSV6-10-CE1637.IS04126-1.6.G.195KG/H330AR
HYDAC 充气阀块 F+P-16-20SR-6112-02X
WEIDMULLER 联接件 SLA 04/180B 3.2SN OR BX
WEIDMULLER 联接件 SLA BB1ROR
GE 连接线缆 IC200CBL500
SCHNEIDER 三层警示灯 XVGB3SM
GE 扩展模块 IC200UEM001
SICK 传感器 IH03-0B6PS-VU1
SIEMENS 连接器 6ES7392-1AJ00-0AA0
SIEMENS 行程开关 3SE5232-0HE10
IFM 传感器 KI5083 
REXROTH 电磁阀线圈 1837001227 24VDC 1.4A
REXROTH 电磁阀线圈 1837001277 12VDC 2.9A
VIPA 接头 VIPA 972-0DP10
"BLACK BOX
" 线缆 EVNSL21E-0006
HYDAC 高压过滤器含传感器 DFBH/HC 110 QE 10D  1.0/-L24(319571)
SIEMENS 断路器 3VU1600-1MQ00
E+H 线缆 CYK10-A051
SCHNEIDER 微断 C65N 2PC1A
AB 接触器 100C16D10
AB 接触器 100FA11
AB 接触器 100FA40
SCHNEIDER 空开 YULONG INT 4P 100A/MGN15093
SCHNEIDER 空开 EZD630M4630
SCHNEIDER 空开 NSX250H 4P MIC2.2/LV431800
SCHNEIDER 空开 NSX160H 3P MIC2.2/LV430790
SCHNEIDER 空开 GV2ME10C(不能带手柄)
SCHNEIDER 空开 GV2ME08C(不能带手柄)
SCHNEIDER 空开 GV2ME06C(不能带手柄)
SCHNEIDER 空开 GV2ME32C(不能带手柄)
SCHNEIDER 空开 GV2ME07C(不能带手柄)
SCHNEIDER 双电源 NSX100N 4P 4D TM100D BA AC220V/LV429860ATS1  
SCHNEIDER 导轨插座 16412
SCHNEIDER 导轨插座 16414
SCHNEIDER 空开 IC65N 2P C6A
SCHNEIDER 空开 IC65N 2P C10A
SCHNEIDER 空开 IC65N 1P C6A
SCHNEIDER 空开 IC65N 4P D40A
SCHNEIDER 空开 IC65N 4P 63A D 
SCHNEIDER 空开 IC65N 3P C20A
SCHNEIDER 空开 IC65N 2P C16A
SCHNEIDER 空开 IC65N 2P C20A
SCHNEIDER 热继电器 LR-D4367
SCHNEIDER 接触器 LC1-D12BDC
SCHNEIDER 接触器 LC1-D12M7C
SCHNEIDER 机械互锁 LA-D9R1V
SCHNEIDER 接触器 LC1D40ABD
SCHNEIDER 接触器 LC1-D620M7C
SCHNEIDER 接触器 LA-D8N11
SCHNEIDER 接触器 LADS2
SCHNEIDER 接触器 CAD-50M7C
SCHNEIDER 接触器 CAD-32M7C
SCHNEIDER 接触器 LADN22
SCHNEIDER 接触器 LADR0
SCHNEIDER 接触器 CAD-32BDC
SCHNEIDER 接触器 LA-DN04C
PHOENIX 稳压电源 QUINT-PS-100-240AC/24DC/10
PHOENIX 稳压电源 QUINT-PS-100-240AC/24DC/5
WEIDMULLER 端子 WF 12
WEIDMULLER 端子 WF 6
WEIDMULLER 端子 WDU 35
WEIDMULLER 端子 WDU 2.5
WEIDMULLER 端子 WDK 2.5V
WEIDMULLER 端子 WDU 6
WEIDMULLER 端子 WDU 10
ABB 端子 D1.5/6.ADO.D1  
MOELLER 指示灯 A22-LC-Y+A22-LED230-BA9S-Y
MOELLER 指示灯 A22-LC-R+A22-LED230-BA9S-R
MOELLER 指示灯 A22-LC-G+A22-LED230-BA9S-G
MOELLER 指示灯 A22-LC-R+A22-LED-R
MOELLER 带灯按钮 A22-RLTR-GN+A22-BE6+A22-EF+A22-EK10+A22-LED230-BA9S-W
MOELLER 按钮 A22-RPV+A22-BE6+A22-EK01
MOELLER 按钮 (A22-RWK3+A22-BE6+A22-EK10+A22-EK10)
MOELLER 按钮 (A22-RWK3R+A22-BE6+A22-EK10+A22-EK10)
MOELLER 按钮 (A22-RWK1R+A22-BE6+A22-EK10+A22-EK10)
MOELLER 按钮 A22-RWK1R+A22-EK10+A22-BE6
MOELLER 带灯按钮 A22-RLT-GN+A22-BE6+A22-EF+A22-EK10+A22-LED230-BA9S-W
MOELLER 带灯按钮 A22-RLT-RT+A22-EK10+A22-BE6+A22-EF+A22-LED230
MOELLER 按钮 A22-RP-GN11+A22-EK10+A22-BE6
MOELLER 按钮 (A22-RWK1+A22-BE6+A22-EK10)
MOELLER 带灯按钮 A22-RLTR-GN+A22-EK10+A22-BE6+A22-EF+A22-LED-W
MOELLER 带灯按钮 A22-RLT-WS11+A22-EK01+A22-BE6+A22-EF+A22-LED230-BA9S-W
WEIDMULLER 号码条 DEK 5/5 PLUS MC NEUTRAL
WEIDMULLER 号码条 DEK 5/5 PLUS MC NEUTRAL
WEIDMULLER 号码条 DEK 5/5 PLUS MC NEUTRAL
WEIDMULLER 号码条 DEK 5/5 PLUS MC NEUTRAL
WEIDMULLER 号码条 DEK 5/5 PLUS MC NEUTRAL
WEIDMULLER 号码条 DEK 5/5 PLUS MC NEUTRAL
WEIDMULLER 号码条 DEK 5/5 PLUS MC NEUTRAL
WEIDMULLER 号码条 DEK 5/5 PLUS MC NEUTRAL
WEIDMULLER 号码条 DEK 5/8 MC Neutral
WEIDMULLER 号码条 DEK 5/6 MC NEUTRAL
WEIDMULLER 隔板 WAP 16+35 WTW 2.5-10
WEIDMULLER 隔板 WTW EN
WEIDMULLER 隔板 WTW WF6
WEIDMULLER 隔板 WTW WF10/WF12
WEIDMULLER 挡板 WAP 2.5-10
WEIDMULLER 挡板 WAP WDK2.5
ABB 端板 FEMAD3
VIPA 模块 253-1DP00

 

造纸厂污水中含有大量的污泥,把污泥提取出来后,再对污水进行处理,可以循环再利用,而提取出来的污泥也会污染环境。目前造纸污泥的处理方法有填埋、焚烧、制成有机肥等,但污泥提取后含水量大,给进一步的处理带来了很大难度,所以要对污泥进行进一步的脱水。本文阐述了一种造纸污泥深度脱水控制系统的设计方案,经过使用验证,系统运行稳定,污泥干度较其它方法有了大的提高。

【关键词】造纸污泥;深度脱水;控制系统

引言

造纸厂污水的量很大,其中可沉淀固体颗粒较多、有毒成分较多、COD和BOD浓度较高、氨浓度较高、含有重金属,污染严重。在处理造纸厂污水时,先把其中的污泥提取出来,再对污水进行进一步的处理,达标后可以进行回用或者排放。而提取出的污泥,一般采用填埋、焚烧发电、制成有机肥、作为添加成分制成建材等。早期,我国采用填埋的方式较多,但填埋也会对土壤造成二次污染,并且会发出臭味,污染环境。随着国家对环保提出的要求越来越高,这种方式已不可取。现在处理污泥的原则是“减量化、无害化、资源化”。造纸废水处理过程中产生的污泥,含水率高,体积大,运输困难,也不便于进行无害化处理,如焚烧等。所以无论是采用哪种处理方式,提高造纸污泥的干度都是需要解决的问题。造纸污泥中的水分以四类方式存在:间隙水、表面吸附水、毛细水、颗粒内部水,水与污泥的结合度高,难于脱水。一般的脱水方式,如带式压滤机,脱水后的污泥干度高只能达到40%左右,为了进一步提高污泥的干度,可以采用两步的方式,一步,初步脱水,干度达到15%以上,第二步,机械压榨,将干度提高到45%以上,这样,污泥就可以进一步利用或者焚烧了。

1污泥深度脱水工艺流程

脱水工艺流程包括制备絮凝剂溶液,污水与絮凝剂溶液在混凝反应罐进行絮凝反应,然后进入一次重力脱水,一次脱水后的污泥进入二次螺旋压榨脱水,二次脱水的污泥干度大大提高,可以进行下一步的处理,如焚烧或者再利用。其工艺流程如图1所示。

1.1絮凝剂溶解工艺

在造纸污水中添加絮凝剂,可破坏污泥的稳定性,使其凝结为稳定的絮状,并与污泥中的非结合水分离,以便下一步进行污泥的分离和脱水。但是,不同种类的纸浆、不同的工艺,所产生的污水的成分差别很大,同时絮凝剂的种类繁多,如:有机絮凝剂、无机絮凝剂,还有阴离子、阳离子之分,有机絮凝剂的分子量还有高有低,所以到底用那种絮凝剂,絮凝剂的添加量很难有固定的公式。在进行污泥脱水之前,需要做大量的试验,来验证针对某种污水到底哪种絮凝剂效果好,添加量多少才能达到佳的絮凝效果。絮凝剂的添加量并不是越多越好,如果多了,絮凝后的泥团包得太紧,反而不利于污泥内部水的脱离,只有通过反复试验,才能找到一个佳的添加量。目前使用较多的有机絮凝剂溶解于水后,与污水混合,才能起到絮凝作用。但粉状的有机絮凝剂在水中的溶解时间很长,能达到30分钟以上才能充分溶解,所以需要有几个搅拌罐用来预先溶解絮凝剂。絮凝剂要缓慢的添加,如果添加快了,会在水中形成一团,则非常难以溶解,在溶解过程中,还要不断的搅拌。溶解好的絮凝剂溶液,输送到絮凝剂罐备用。

1.2污泥絮凝工艺

为了混合均匀,絮凝剂溶液和污水在进入混凝反应罐之前的管道内充分混合,然后从混凝反应罐的底部进入,在搅拌器的搅拌下,充分混合,并絮凝成稳定的团絮状,然后从反应罐的上部流出,进入下一工序,即一次重力脱水。为了达到理想的絮凝效果,需要反复试验絮凝剂的加药比例,同时,要测试污水中的纤维含量,纤维含量越高,絮凝效果越好,进行深度脱水时越容易,脱水后的污泥干度越高。如果污水中的纤维含量低,可在混凝反应罐中加入一定量的造纸浆渣或其它类似材料,可以提高絮凝效果,提高污泥的脱水性能。

1.3一次重力脱水

经过充分絮凝后的污水,进入一次重力脱水,沿着45度左右的倾角,采用螺旋输送至斜上方。在输送过程中,由于重力的作用,大部分的水会通过滤筒排出,排出后的污水中污泥含量已经很低,再经过进一步的处理净化,达到标准后可以循环再利用或者排放,而剩下的污泥的干度大大提高,可以达到15%以上。一次重力脱水的螺旋长度不宜过长,旋转速度不宜过高,以防止絮凝后的污泥絮状被打碎,打碎后则下一步的脱水就困难了。

1.4二次螺旋压榨脱水

经过一次重力脱水后,污泥的干度仍然较低,不便于运输或进行进一步的处理,需要再次进行脱水。目前的机械脱水设备有板框压滤机、带式压滤机、离心过滤机及单螺旋压榨脱水机等。采用机械式的单螺旋压榨机进行二次脱水,脱水效果好,可使污泥的干度提高到45%以上,便可以进行进一步的处理了,如焚烧、制肥或生产建材等。单螺旋压榨机水平放置,其螺旋是变径变螺距的,螺旋外面的滤筒上有大小不同的排水孔,在螺旋的开始段,出水量大,孔大,在越靠近螺旋的尾部,出水量越来越小,出水孔也越小。在压榨过程中,污泥在螺旋中的体积受到压缩,压出的水会从排水孔排出,回流到污水池。

2污泥深度脱水控制系统设计

2.1污泥深度脱水控制系统硬件配置

采用西门子S7-200系列的CPU226可编程控制器来控制,附加2个模拟量输入模块EM231,来实现现场仪表如污水流量计、浓度计、絮凝剂流量计、压力表信号的采集,附加2个模拟量输出模块EM232,来实现变频器、气阀的控制。人机界面采用昆仑通态的触摸屏,采用MCGS组态软件组态主控界面,如图2所示。通过人机界面,实现了对控制过程的实时监控、控制系统的参数设置、手动调整控制、系统的报警、及生产过程的管理等。

2.2污水泵的控制

污水泵电动机功率为7.5KW,采用变频控制,根据产量的需要,由操作人员在控制台手动调节污水流量。用流量计来检测污水流量,流量计信号进入PLC模拟量输入,通过PLC处理该信号,一方面用于加药泵控制的输入信号,另一方面,在触摸屏上显示出污水流量,以方便操作人员进行产量的调节。

2.3絮凝剂量的控制

为了保证达到好的絮凝效果,必须严格控制絮凝剂的量,采用计量泵(2.2KW)来输送溶解好的絮凝剂溶液至混凝反应罐,变频器控制,并安装流量计来测量流量,根据污水的流量及污水的浓度,按照预先试验得出的加药比例,计算得出需要的絮凝剂的量,加药量的计算公式为:Q药=Q污水×K1×K2(1)式中:Q药—加药泵流量;Q污水—污水流量;K1—污水浓度系数;K2—加药比例。计量泵采用PID控制以实现动态调整流量,PID的输入为污泥量与加药比例的乘积,即所需的加药量,控制器输出用于控制变频器,来调节絮凝剂计量泵的转速,以调节加药量,通过流量计测出絮凝剂的实际流量作为反馈控制量,其PID控制系统原理图如图3所示。编程时,可采用西门子PLC编程软件中的PID指令向导来进行编写,并且可通过PID的自整定功能来确定PID的相关参数,就会方便得多。在实际工作中,污水浓度的变化不大,也不频繁,所以可以采用离散取样的方式来控制,即在程序中采用一个定时器控制,每隔一段时间,如30分钟,通过浓度计对污水浓度取一次样,来计算污泥量,作为加药泵控制的输入。

2.4一次重力脱水的控制

一次重力脱水电动机功率为7.5KW,采用变频调速,可根据污水流量的大小,从控制台的触摸屏手动调节电动机的速度。由于在一段时间内,污水的流量不需经常改变,该电动机也不需要经常进行调速。

2.5螺旋压榨脱水的控制

螺旋压榨电动机为37.5KW,电动机采用变频调速。为了提高出泥的干度,在螺旋的末端,采用三个气缸给螺旋末端施加一个回压,通过气缸恒压控制回路完成气缸的恒压控制,通过PLC的PID控制程序自动调整气缸压力,使气缸保持恒压。该PID控制回路的输入为气缸压力,通过压力表检测气缸实际压力作为反馈控制,其PID控制系统原理图如图4所示。在实际工作中,污泥容易在螺旋压榨脱水机中发生堵塞并打滑,且一旦堵塞,需人工清理,处理非常费时。所以,为了保证系统的稳定性,还要再附加一个控制,从变频器的输出信号中采集变频器输出电流,引入PLC的模拟量输入,通过PLC对变频器的输出电流进行监控,如果输出电流超过了电动机额定电流的90%,说明污泥在螺旋内的阻力增加,有堵塞情况,则进入干预程序,进行干预处理,处理方法为通过PLC程序自动提高螺旋电动机的速度,使螺旋中的污泥尽快排出,以解除堵塞。如果仍然没有效果,监控到的输出电流超过了额定电流的95%,则干预程序改为电动机先进行60秒钟反转,再正转,以使堵塞的污泥尽快排出。从实际应用看,该方法简单易行,能够解除大多数的污泥堵塞情况。

3结语

以上污泥深度脱水控制装置,在造纸厂经过了长时间的试验验证,污泥干度达到了45%以上,脱水后的污泥体积大大缩小,既容易运输,也便于进行下一步的处理。从该控制系统运行的实际效果来看,运行稳定,自动化程度高,需要较少的人力,很好地解决了造纸厂污水中的污泥处理难题。


VIPA 模块 231-1BD53
VIPA 底板连接器 290-0AA80
ABB 软启动 PSR60-600-70
SIEMENS 保险开关 3NP40700CA01
ABB 端子 D1.5/6.ADO.D1  
WEIDMULLER 隔板 WTW WF6
WEIDMULLER 隔板 WTW WF10/WF12
ABB 端子 D1.5/6.ADO.D1  
SMC 减压阀 AR10-M5
SCHNEIDER 接触器 LC1D40M7C
SMC 磁性开关 D-M9BW
SMC 数字压力开关 ZSE30A-01-N-L
SCHNEIDER 接触器 LC1D32Q7C
MW 电源 S-350-24 AC220V/DC24V 
SMC 气动滑台 MXS12-100
SCHNEIDER 微断 ic65N/4P  D40A
SCHNEIDER 接触器 LADN22
SCHNEIDER 接触器 LADR0
SCHNEIDER 接触器 CAD-32BDC
SCHNEIDER 接触器 LA-DN04C
SCHNEIDER 接触器 LA-DN11
WEIDMULLER 端子 WF 6
WEIDMULLER 端子隔板 WAP 2.5-10
WEIDMULLER 标记座 SCHT 5S
WEIDMULLER 端子标记号码条 DEK 5/5 PLUS MC NEUTRAL               1~10
WEIDMULLER 端子标记号码条 DEK 5/5 PLUS MC NEUTRAL               11~20
WEIDMULLER 端子标记号码条 DEK 5/5 PLUS MC NEUTRAL               21~30
WEIDMULLER 端子标记号码条 DEK 5/5 PLUS MC NEUTRAL              31~40
WEIDMULLER 端子标记号码条 DEK 5/5 PLUS MC NEUTRAL              41~50
WEIDMULLER 端子标记号码条 DEK 5/5 PLUS MC NEUTRAL              51~60
WEIDMULLER 固定件 WEW-35/2
WEIDMULLER 插拨式横联件 WQV 2.5/2
WEIDMULLER 插拨式横联件 WQV 2.5/3
WEIDMULLER 插拨式横联件 WQV 2.5/4
WEIDMULLER 插拨式横联件 WQV 2.5/10
SIEMENS 美德克斯变压器 TAM4842-5AJ10-0FA0
ABB 绝缘移位端子手动工具 OUMAD
SCHNEIDER 接触器 LC1D186M7C
SCHNEIDER 光电开关 XUL-K0830
SCHNEIDER 光电开关 XUL-H083534
SCHNEIDER 光电开关 XUL-K0830
SCHNEIDER 光电开关 XUL-H083534
SMC 数字压力开关 ZSE30AF-01-N-L
SCHNEIDER 空开 GV2ME10C(不能带手柄)
SCHNEIDER 接触器 LC1D186M7C
SCHNEIDER 触点 ZB2-BE101C (NO)
FESTO 开关 SME-10-SQ-LED-24
REXROTH 阀 MNR:0821302458
ABB 变频器 ACS510-01-012A-4 
MOELLER 指示灯 A22-RLF-Y/EF/LED230
MOELLER 指示灯 A22-RLF-R/EF/LED230
MOELLER 指示灯 A22-RLF-G/EF/LED230
MOELLER 指示灯 A22-RLF-R/EF/LED-R

SIEMENS 低压 3VT3763-2AA36-0AA0



 

造纸厂污水中含有大量的污泥,把污泥提取出来后,再对污水进行处理,可以循环再利用,而提取出来的污泥也会污染环境。目前造纸污泥的处理方法有填埋、焚烧、制成有机肥等,但污泥提取后含水量大,给进一步的处理带来了很大难度,所以要对污泥进行进一步的脱水。本文阐述了一种造纸污泥深度脱水控制系统的设计方案,经过使用验证,系统运行稳定,污泥干度较其它方法有了大的提高。

【关键词】造纸污泥;深度脱水;控制系统

引言

造纸厂污水的量很大,其中可沉淀固体颗粒较多、有毒成分较多、COD和BOD浓度较高、氨浓度较高、含有重金属,污染严重。在处理造纸厂污水时,先把其中的污泥提取出来,再对污水进行进一步的处理,达标后可以进行回用或者排放。而提取出的污泥,一般采用填埋、焚烧发电、制成有机肥、作为添加成分制成建材等。早期,我国采用填埋的方式较多,但填埋也会对土壤造成二次污染,并且会发出臭味,污染环境。随着国家对环保提出的要求越来越高,这种方式已不可取。现在处理污泥的原则是“减量化、无害化、资源化”。造纸废水处理过程中产生的污泥,含水率高,体积大,运输困难,也不便于进行无害化处理,如焚烧等。所以无论是采用哪种处理方式,提高造纸污泥的干度都是需要解决的问题。造纸污泥中的水分以四类方式存在:间隙水、表面吸附水、毛细水、颗粒内部水,水与污泥的结合度高,难于脱水。一般的脱水方式,如带式压滤机,脱水后的污泥干度高只能达到40%左右,为了进一步提高污泥的干度,可以采用两步的方式,一步,初步脱水,干度达到15%以上,第二步,机械压榨,将干度提高到45%以上,这样,污泥就可以进一步利用或者焚烧了。

1污泥深度脱水工艺流程

脱水工艺流程包括制备絮凝剂溶液,污水与絮凝剂溶液在混凝反应罐进行絮凝反应,然后进入一次重力脱水,一次脱水后的污泥进入二次螺旋压榨脱水,二次脱水的污泥干度大大提高,可以进行下一步的处理,如焚烧或者再利用。其工艺流程如图1所示。

1.1絮凝剂溶解工艺

在造纸污水中添加絮凝剂,可破坏污泥的稳定性,使其凝结为稳定的絮状,并与污泥中的非结合水分离,以便下一步进行污泥的分离和脱水。但是,不同种类的纸浆、不同的工艺,所产生的污水的成分差别很大,同时絮凝剂的种类繁多,如:有机絮凝剂、无机絮凝剂,还有阴离子、阳离子之分,有机絮凝剂的分子量还有高有低,所以到底用那种絮凝剂,絮凝剂的添加量很难有固定的公式。在进行污泥脱水之前,需要做大量的试验,来验证针对某种污水到底哪种絮凝剂效果好,添加量多少才能达到佳的絮凝效果。絮凝剂的添加量并不是越多越好,如果多了,絮凝后的泥团包得太紧,反而不利于污泥内部水的脱离,只有通过反复试验,才能找到一个佳的添加量。目前使用较多的有机絮凝剂溶解于水后,与污水混合,才能起到絮凝作用。但粉状的有机絮凝剂在水中的溶解时间很长,能达到30分钟以上才能充分溶解,所以需要有几个搅拌罐用来预先溶解絮凝剂。絮凝剂要缓慢的添加,如果添加快了,会在水中形成一团,则非常难以溶解,在溶解过程中,还要不断的搅拌。溶解好的絮凝剂溶液,输送到絮凝剂罐备用。

1.2污泥絮凝工艺

为了混合均匀,絮凝剂溶液和污水在进入混凝反应罐之前的管道内充分混合,然后从混凝反应罐的底部进入,在搅拌器的搅拌下,充分混合,并絮凝成稳定的团絮状,然后从反应罐的上部流出,进入下一工序,即一次重力脱水。为了达到理想的絮凝效果,需要反复试验絮凝剂的加药比例,同时,要测试污水中的纤维含量,纤维含量越高,絮凝效果越好,进行深度脱水时越容易,脱水后的污泥干度越高。如果污水中的纤维含量低,可在混凝反应罐中加入一定量的造纸浆渣或其它类似材料,可以提高絮凝效果,提高污泥的脱水性能。

1.3一次重力脱水

经过充分絮凝后的污水,进入一次重力脱水,沿着45度左右的倾角,采用螺旋输送至斜上方。在输送过程中,由于重力的作用,大部分的水会通过滤筒排出,排出后的污水中污泥含量已经很低,再经过进一步的处理净化,达到标准后可以循环再利用或者排放,而剩下的污泥的干度大大提高,可以达到15%以上。一次重力脱水的螺旋长度不宜过长,旋转速度不宜过高,以防止絮凝后的污泥絮状被打碎,打碎后则下一步的脱水就困难了。

1.4二次螺旋压榨脱水

经过一次重力脱水后,污泥的干度仍然较低,不便于运输或进行进一步的处理,需要再次进行脱水。目前的机械脱水设备有板框压滤机、带式压滤机、离心过滤机及单螺旋压榨脱水机等。采用机械式的单螺旋压榨机进行二次脱水,脱水效果好,可使污泥的干度提高到45%以上,便可以进行进一步的处理了,如焚烧、制肥或生产建材等。单螺旋压榨机水平放置,其螺旋是变径变螺距的,螺旋外面的滤筒上有大小不同的排水孔,在螺旋的开始段,出水量大,孔大,在越靠近螺旋的尾部,出水量越来越小,出水孔也越小。在压榨过程中,污泥在螺旋中的体积受到压缩,压出的水会从排水孔排出,回流到污水池。

2污泥深度脱水控制系统设计

2.1污泥深度脱水控制系统硬件配置

采用西门子S7-200系列的CPU226可编程控制器来控制,附加2个模拟量输入模块EM231,来实现现场仪表如污水流量计、浓度计、絮凝剂流量计、压力表信号的采集,附加2个模拟量输出模块EM232,来实现变频器、气阀的控制。人机界面采用昆仑通态的触摸屏,采用MCGS组态软件组态主控界面,如图2所示。通过人机界面,实现了对控制过程的实时监控、控制系统的参数设置、手动调整控制、系统的报警、及生产过程的管理等。

2.2污水泵的控制

污水泵电动机功率为7.5KW,采用变频控制,根据产量的需要,由操作人员在控制台手动调节污水流量。用流量计来检测污水流量,流量计信号进入PLC模拟量输入,通过PLC处理该信号,一方面用于加药泵控制的输入信号,另一方面,在触摸屏上显示出污水流量,以方便操作人员进行产量的调节。

2.3絮凝剂量的控制

为了保证达到好的絮凝效果,必须严格控制絮凝剂的量,采用计量泵(2.2KW)来输送溶解好的絮凝剂溶液至混凝反应罐,变频器控制,并安装流量计来测量流量,根据污水的流量及污水的浓度,按照预先试验得出的加药比例,计算得出需要的絮凝剂的量,加药量的计算公式为:Q药=Q污水×K1×K2(1)式中:Q药—加药泵流量;Q污水—污水流量;K1—污水浓度系数;K2—加药比例。计量泵采用PID控制以实现动态调整流量,PID的输入为污泥量与加药比例的乘积,即所需的加药量,控制器输出用于控制变频器,来调节絮凝剂计量泵的转速,以调节加药量,通过流量计测出絮凝剂的实际流量作为反馈控制量,其PID控制系统原理图如图3所示。编程时,可采用西门子PLC编程软件中的PID指令向导来进行编写,并且可通过PID的自整定功能来确定PID的相关参数,就会方便得多。在实际工作中,污水浓度的变化不大,也不频繁,所以可以采用离散取样的方式来控制,即在程序中采用一个定时器控制,每隔一段时间,如30分钟,通过浓度计对污水浓度取一次样,来计算污泥量,作为加药泵控制的输入。

2.4一次重力脱水的控制

一次重力脱水电动机功率为7.5KW,采用变频调速,可根据污水流量的大小,从控制台的触摸屏手动调节电动机的速度。由于在一段时间内,污水的流量不需经常改变,该电动机也不需要经常进行调速。

2.5螺旋压榨脱水的控制

螺旋压榨电动机为37.5KW,电动机采用变频调速。为了提高出泥的干度,在螺旋的末端,采用三个气缸给螺旋末端施加一个回压,通过气缸恒压控制回路完成气缸的恒压控制,通过PLC的PID控制程序自动调整气缸压力,使气缸保持恒压。该PID控制回路的输入为气缸压力,通过压力表检测气缸实际压力作为反馈控制,其PID控制系统原理图如图4所示。在实际工作中,污泥容易在螺旋压榨脱水机中发生堵塞并打滑,且一旦堵塞,需人工清理,处理非常费时。所以,为了保证系统的稳定性,还要再附加一个控制,从变频器的输出信号中采集变频器输出电流,引入PLC的模拟量输入,通过PLC对变频器的输出电流进行监控,如果输出电流超过了电动机额定电流的90%,说明污泥在螺旋内的阻力增加,有堵塞情况,则进入干预程序,进行干预处理,处理方法为通过PLC程序自动提高螺旋电动机的速度,使螺旋中的污泥尽快排出,以解除堵塞。如果仍然没有效果,监控到的输出电流超过了额定电流的95%,则干预程序改为电动机先进行60秒钟反转,再正转,以使堵塞的污泥尽快排出。从实际应用看,该方法简单易行,能够解除大多数的污泥堵塞情况。

3结语

以上污泥深度脱水控制装置,在造纸厂经过了长时间的试验验证,污泥干度达到了45%以上,脱水后的污泥体积大大缩小,既容易运输,也便于进行下一步的处理。从该控制系统运行的实际效果来看,运行稳定,自动化程度高,需要较少的人力,很好地解决了造纸厂污水中的污泥处理难题。

FESTO 阀 VL/O-3-PK-3X2
FESTO 阀 J-5-PK-3
山洋 电机 R2AA06020FXP00
SMC 压力开关 ZSE30AF-01-N-L
AB 接触器 100-C16D01
AB 触点 100-FA40
AB 触点 100-FA11
ASTK 调速马达 5IK40RGN-C
ASTK 减速机 5GN-3K 
ASTK 调速器 SS-62
BANNER 光电开关 MIAD9CV  
BANNER 支架 SMB312S
BANNER 光电开关 MIAD9CV2 
TURCK 光栅 IM21-14EX-CDTRI
SICK 传感器 IH03-0B6PS-VU1 
SMC 数字压力开关 ZSE30AF-01-N-L
FESTO 阀 J-5-PK-3
SCHNEIDER 开关 XCMD2102L1
SCHNEIDER 触点 ZB2-BE101C (NO)
TADIRAN 电池 TL-5903
REXROTH 压力表 1827231010     0-16BAR
REXROTH 密封圈 1829202004
KINCO 电机 2S56Q-030B5
OMRON 开关 E3C-S30T
SIEMENS 模块 6GK7443-1EX20-0XE0
SICK 传感器 ATM60-P4H13X13
SICK 传感器 AD-ATM60-KA3PR
AGILENT 气相色谱柱 112-88A7
AGILENT 色谱柱转接头 G1532-80540
AGILENT 密封垫 5080-8773
SICK 传感器 IH03-0B6PS-VU1 
KENDRION 电磁铁 NO.GTR025.025501
BANNER 光电开关 MIAD9CV  
TURCK 光电开关 NI4-Q12-AZ31X
TURCK 光电开关 NI4-M12-AZ31X
PHOENIX 电源模块 MINI MCR-SL-UI-UI
IDEC 电源 PS5R-B24
MITSUBI 模块 FX2N-128MR-001
ASTK 调速器 SS-62
SIEMENS 继电器 3TK2825-1BB40
SIEMENS 隔离开关 3NP4075-0CF01
AB 接触器 100-K09ZJ10
MOELLER 接触器 DILEM-10-G 24VDC
REXROTH 压力表 1827231010     0-16BAR
REXROTH 密封圈 1829202004
MITSUBISHI(国产) 限位开关 LF-AR-2H
MITSUBISHI(国产) 限位开关 LF-AR-2H
SICK 调整电机编码器 ATM60-P4H13X13
SICK 调整电机编码器 AD-ATM60-KA3PR 
SICK 装出料机编码器 ATM60-A4A12X12 
SICK 对射光电开关 WS/WE45-P250  
SICK 光电开关 WL24-2B240 
FESTO E线上打标线性滑块 34504-FENG-40-320-KF
FESTO 打标笔调压阀 546452-LR-D-7-MINI
SCHNEIDER 接触器 LP1-K0910BD
SCHNEIDER 接触器 LC1-D32BDC
SCHNEIDER 接触器 LR2-K0308
SCHNEIDER 继电器 RXM4LB2P7
SCHNEIDER 触点 ZB2-BE101C
SCHNEIDER 中间继电器 CAD-50M7C
SCHNEIDER ID漏电开关 VIGI IC65 ELE 2P 40A 30MA AC-TYPE A9V53240
ABB 中间继电器 CR-M230AC2L+CR-M2SS
ABB 接触器 A9-30-10+CA5-01
OMRON 继电器 MY4NJDC24V
IDEC 中间继电器底座 SM2S-05D24VDC
IDEC 二档带灯选择开关红色 ASLW29911DNR
IDEC 二档带灯选择开关绿色 ASLW29911DNG
MW 电源 DRP-480-24
HYDAC 压力开关 EDS344-2-250-000+ZBE03
HYDAC 压力开关 EDS344-2-016-000+ZBE02
SCHNEIDER 开关 XUFN2L01L2
SCHNEIDER 基座 ZB2-BZ102C

 

造纸厂污水中含有大量的污泥,把污泥提取出来后,再对污水进行处理,可以循环再利用,而提取出来的污泥也会污染环境。目前造纸污泥的处理方法有填埋、焚烧、制成有机肥等,但污泥提取后含水量大,给进一步的处理带来了很大难度,所以要对污泥进行进一步的脱水。本文阐述了一种造纸污泥深度脱水控制系统的设计方案,经过使用验证,系统运行稳定,污泥干度较其它方法有了大的提高。

【关键词】造纸污泥;深度脱水;控制系统

引言

造纸厂污水的量很大,其中可沉淀固体颗粒较多、有毒成分较多、COD和BOD浓度较高、氨浓度较高、含有重金属,污染严重。在处理造纸厂污水时,先把其中的污泥提取出来,再对污水进行进一步的处理,达标后可以进行回用或者排放。而提取出的污泥,一般采用填埋、焚烧发电、制成有机肥、作为添加成分制成建材等。早期,我国采用填埋的方式较多,但填埋也会对土壤造成二次污染,并且会发出臭味,污染环境。随着国家对环保提出的要求越来越高,这种方式已不可取。现在处理污泥的原则是“减量化、无害化、资源化”。造纸废水处理过程中产生的污泥,含水率高,体积大,运输困难,也不便于进行无害化处理,如焚烧等。所以无论是采用哪种处理方式,提高造纸污泥的干度都是需要解决的问题。造纸污泥中的水分以四类方式存在:间隙水、表面吸附水、毛细水、颗粒内部水,水与污泥的结合度高,难于脱水。一般的脱水方式,如带式压滤机,脱水后的污泥干度高只能达到40%左右,为了进一步提高污泥的干度,可以采用两步的方式,一步,初步脱水,干度达到15%以上,第二步,机械压榨,将干度提高到45%以上,这样,污泥就可以进一步利用或者焚烧了。

1污泥深度脱水工艺流程

脱水工艺流程包括制备絮凝剂溶液,污水与絮凝剂溶液在混凝反应罐进行絮凝反应,然后进入一次重力脱水,一次脱水后的污泥进入二次螺旋压榨脱水,二次脱水的污泥干度大大提高,可以进行下一步的处理,如焚烧或者再利用。其工艺流程如图1所示。

1.1絮凝剂溶解工艺

在造纸污水中添加絮凝剂,可破坏污泥的稳定性,使其凝结为稳定的絮状,并与污泥中的非结合水分离,以便下一步进行污泥的分离和脱水。但是,不同种类的纸浆、不同的工艺,所产生的污水的成分差别很大,同时絮凝剂的种类繁多,如:有机絮凝剂、无机絮凝剂,还有阴离子、阳离子之分,有机絮凝剂的分子量还有高有低,所以到底用那种絮凝剂,絮凝剂的添加量很难有固定的公式。在进行污泥脱水之前,需要做大量的试验,来验证针对某种污水到底哪种絮凝剂效果好,添加量多少才能达到佳的絮凝效果。絮凝剂的添加量并不是越多越好,如果多了,絮凝后的泥团包得太紧,反而不利于污泥内部水的脱离,只有通过反复试验,才能找到一个佳的添加量。目前使用较多的有机絮凝剂溶解于水后,与污水混合,才能起到絮凝作用。但粉状的有机絮凝剂在水中的溶解时间很长,能达到30分钟以上才能充分溶解,所以需要有几个搅拌罐用来预先溶解絮凝剂。絮凝剂要缓慢的添加,如果添加快了,会在水中形成一团,则非常难以溶解,在溶解过程中,还要不断的搅拌。溶解好的絮凝剂溶液,输送到絮凝剂罐备用。

1.2污泥絮凝工艺

为了混合均匀,絮凝剂溶液和污水在进入混凝反应罐之前的管道内充分混合,然后从混凝反应罐的底部进入,在搅拌器的搅拌下,充分混合,并絮凝成稳定的团絮状,然后从反应罐的上部流出,进入下一工序,即一次重力脱水。为了达到理想的絮凝效果,需要反复试验絮凝剂的加药比例,同时,要测试污水中的纤维含量,纤维含量越高,絮凝效果越好,进行深度脱水时越容易,脱水后的污泥干度越高。如果污水中的纤维含量低,可在混凝反应罐中加入一定量的造纸浆渣或其它类似材料,可以提高絮凝效果,提高污泥的脱水性能。

1.3一次重力脱水

经过充分絮凝后的污水,进入一次重力脱水,沿着45度左右的倾角,采用螺旋输送至斜上方。在输送过程中,由于重力的作用,大部分的水会通过滤筒排出,排出后的污水中污泥含量已经很低,再经过进一步的处理净化,达到标准后可以循环再利用或者排放,而剩下的污泥的干度大大提高,可以达到15%以上。一次重力脱水的螺旋长度不宜过长,旋转速度不宜过高,以防止絮凝后的污泥絮状被打碎,打碎后则下一步的脱水就困难了。

1.4二次螺旋压榨脱水

经过一次重力脱水后,污泥的干度仍然较低,不便于运输或进行进一步的处理,需要再次进行脱水。目前的机械脱水设备有板框压滤机、带式压滤机、离心过滤机及单螺旋压榨脱水机等。采用机械式的单螺旋压榨机进行二次脱水,脱水效果好,可使污泥的干度提高到45%以上,便可以进行进一步的处理了,如焚烧、制肥或生产建材等。单螺旋压榨机水平放置,其螺旋是变径变螺距的,螺旋外面的滤筒上有大小不同的排水孔,在螺旋的开始段,出水量大,孔大,在越靠近螺旋的尾部,出水量越来越小,出水孔也越小。在压榨过程中,污泥在螺旋中的体积受到压缩,压出的水会从排水孔排出,回流到污水池。

2污泥深度脱水控制系统设计

2.1污泥深度脱水控制系统硬件配置

采用西门子S7-200系列的CPU226可编程控制器来控制,附加2个模拟量输入模块EM231,来实现现场仪表如污水流量计、浓度计、絮凝剂流量计、压力表信号的采集,附加2个模拟量输出模块EM232,来实现变频器、气阀的控制。人机界面采用昆仑通态的触摸屏,采用MCGS组态软件组态主控界面,如图2所示。通过人机界面,实现了对控制过程的实时监控、控制系统的参数设置、手动调整控制、系统的报警、及生产过程的管理等。

2.2污水泵的控制

污水泵电动机功率为7.5KW,采用变频控制,根据产量的需要,由操作人员在控制台手动调节污水流量。用流量计来检测污水流量,流量计信号进入PLC模拟量输入,通过PLC处理该信号,一方面用于加药泵控制的输入信号,另一方面,在触摸屏上显示出污水流量,以方便操作人员进行产量的调节。

2.3絮凝剂量的控制

为了保证达到好的絮凝效果,必须严格控制絮凝剂的量,采用计量泵(2.2KW)来输送溶解好的絮凝剂溶液至混凝反应罐,变频器控制,并安装流量计来测量流量,根据污水的流量及污水的浓度,按照预先试验得出的加药比例,计算得出需要的絮凝剂的量,加药量的计算公式为:Q药=Q污水×K1×K2(1)式中:Q药—加药泵流量;Q污水—污水流量;K1—污水浓度系数;K2—加药比例。计量泵采用PID控制以实现动态调整流量,PID的输入为污泥量与加药比例的乘积,即所需的加药量,控制器输出用于控制变频器,来调节絮凝剂计量泵的转速,以调节加药量,通过流量计测出絮凝剂的实际流量作为反馈控制量,其PID控制系统原理图如图3所示。编程时,可采用西门子PLC编程软件中的PID指令向导来进行编写,并且可通过PID的自整定功能来确定PID的相关参数,就会方便得多。在实际工作中,污水浓度的变化不大,也不频繁,所以可以采用离散取样的方式来控制,即在程序中采用一个定时器控制,每隔一段时间,如30分钟,通过浓度计对污水浓度取一次样,来计算污泥量,作为加药泵控制的输入。

2.4一次重力脱水的控制

一次重力脱水电动机功率为7.5KW,采用变频调速,可根据污水流量的大小,从控制台的触摸屏手动调节电动机的速度。由于在一段时间内,污水的流量不需经常改变,该电动机也不需要经常进行调速。

2.5螺旋压榨脱水的控制

螺旋压榨电动机为37.5KW,电动机采用变频调速。为了提高出泥的干度,在螺旋的末端,采用三个气缸给螺旋末端施加一个回压,通过气缸恒压控制回路完成气缸的恒压控制,通过PLC的PID控制程序自动调整气缸压力,使气缸保持恒压。该PID控制回路的输入为气缸压力,通过压力表检测气缸实际压力作为反馈控制,其PID控制系统原理图如图4所示。在实际工作中,污泥容易在螺旋压榨脱水机中发生堵塞并打滑,且一旦堵塞,需人工清理,处理非常费时。所以,为了保证系统的稳定性,还要再附加一个控制,从变频器的输出信号中采集变频器输出电流,引入PLC的模拟量输入,通过PLC对变频器的输出电流进行监控,如果输出电流超过了电动机额定电流的90%,说明污泥在螺旋内的阻力增加,有堵塞情况,则进入干预程序,进行干预处理,处理方法为通过PLC程序自动提高螺旋电动机的速度,使螺旋中的污泥尽快排出,以解除堵塞。如果仍然没有效果,监控到的输出电流超过了额定电流的95%,则干预程序改为电动机先进行60秒钟反转,再正转,以使堵塞的污泥尽快排出。从实际应用看,该方法简单易行,能够解除大多数的污泥堵塞情况。

3结语

以上污泥深度脱水控制装置,在造纸厂经过了长时间的试验验证,污泥干度达到了45%以上,脱水后的污泥体积大大缩小,既容易运输,也便于进行下一步的处理。从该控制系统运行的实际效果来看,运行稳定,自动化程度高,需要较少的人力,很好地解决了造纸厂污水中的污泥处理难题。


SIEMENS 模块 6ES7331-1KF02-0AB0
TURCK 光电开关 NI4-Q12-AZ31X
PHOENIX 电源防雷 2839127 VAL-MS  230 
PHOENIX 信号防雷 2858043 PT 3-HF-12DC-ST
SCHNEIDER cpu模块 BMXP342020
SCHNEIDER 电源模块 BMXCPS2010
SCHNEIDER DI模块 BMXDDI3202K
SCHNEIDER DO模块 BMXDDO1602
SCHNEIDER AI模块 BMXAMI0410
SCHNEIDER AO模块 BMXAMO0210
SIEMENS 变频器 6SE6440-2UD27-5CA1
ANLYX 缓冲器 AD2016
BALLUFF 电缆 BCC M313-M313-30-300-PX0334-015
FUJI 变频器 FRN75G1S-4C    
FUJI 变频器 "FRN7.5G1S-4C  
"
FUJI 变频器 "FRN90G1S-4C 
"
EMERSON 变频器 "EV2000-4T0055G/0075P  
"
PARKER 滤芯 G04242
PARKER 过滤器 FTCE2A05Q
PARKER 滤芯 150-Z-2FFA
SICK 传感器 WL12L-2B530
MW 电源 DRP-240-24
MW 电源 DRP-480-24
SEMIKRON IGBT模块 SKKT 106/16E
SEMIKRON IGBT模块 SKKT 132/16E
SEMIKRON IGBT模块 SKKT 273/16E
SIEMENS DP通讯模块 6GK7443-5DX05-0XE0
SIEMENS 模拟量输入模块 6ES7431-7QH00-0AB0
SIEMENS RAM存储卡 6ES7952-1AK00-0AA0
OMRON 中间继电器 "MY4N-J DC24V  带指示灯底座
"
SCHNEIDER 断路器 IC65N 2P 20A C  
SCHNEIDER 断路器 IC65N 2P 10A C  
SCHNEIDER 断路器 IC65N 2P 6A C   
SCHNEIDER 直流断路器 C65H-DC 1P C6A
SCHNEIDER 断路器 NSX100H TM40D 3P3D
SCHNEIDER 断路器 IC65N 2P 32A C    
SCHNEIDER 断路器 IC65N 2P 25A C 
SCHNEIDER 断路器 IC65N 1P 6A C   
E+H 料位探头 FTM50-AGG2A2A32AA
MOELLER 辅助触点 DILA-XHI40
MOELLER 辅助触点 DILA-XHI31
SIEMENS 继电器 3RN10101CB00
AGILENT 5ul自动进样器针 5181-1273
lenze 总线模块 EMF2133IB
SCHNEIDER 直流断路器 C65H-DC C6A 1P
SCHNEIDER 直流断路器 C65H-DC C6A 2P

SCHNEIDER 直流断路器 C65H-DC C20A 2P

 

造纸厂污水中含有大量的污泥,把污泥提取出来后,再对污水进行处理,可以循环再利用,而提取出来的污泥也会污染环境。目前造纸污泥的处理方法有填埋、焚烧、制成有机肥等,但污泥提取后含水量大,给进一步的处理带来了很大难度,所以要对污泥进行进一步的脱水。本文阐述了一种造纸污泥深度脱水控制系统的设计方案,经过使用验证,系统运行稳定,污泥干度较其它方法有了大的提高。

【关键词】造纸污泥;深度脱水;控制系统

引言

造纸厂污水的量很大,其中可沉淀固体颗粒较多、有毒成分较多、COD和BOD浓度较高、氨浓度较高、含有重金属,污染严重。在处理造纸厂污水时,先把其中的污泥提取出来,再对污水进行进一步的处理,达标后可以进行回用或者排放。而提取出的污泥,一般采用填埋、焚烧发电、制成有机肥、作为添加成分制成建材等。早期,我国采用填埋的方式较多,但填埋也会对土壤造成二次污染,并且会发出臭味,污染环境。随着国家对环保提出的要求越来越高,这种方式已不可取。现在处理污泥的原则是“减量化、无害化、资源化”。造纸废水处理过程中产生的污泥,含水率高,体积大,运输困难,也不便于进行无害化处理,如焚烧等。所以无论是采用哪种处理方式,提高造纸污泥的干度都是需要解决的问题。造纸污泥中的水分以四类方式存在:间隙水、表面吸附水、毛细水、颗粒内部水,水与污泥的结合度高,难于脱水。一般的脱水方式,如带式压滤机,脱水后的污泥干度高只能达到40%左右,为了进一步提高污泥的干度,可以采用两步的方式,一步,初步脱水,干度达到15%以上,第二步,机械压榨,将干度提高到45%以上,这样,污泥就可以进一步利用或者焚烧了。

1污泥深度脱水工艺流程

脱水工艺流程包括制备絮凝剂溶液,污水与絮凝剂溶液在混凝反应罐进行絮凝反应,然后进入一次重力脱水,一次脱水后的污泥进入二次螺旋压榨脱水,二次脱水的污泥干度大大提高,可以进行下一步的处理,如焚烧或者再利用。其工艺流程如图1所示。

1.1絮凝剂溶解工艺

在造纸污水中添加絮凝剂,可破坏污泥的稳定性,使其凝结为稳定的絮状,并与污泥中的非结合水分离,以便下一步进行污泥的分离和脱水。但是,不同种类的纸浆、不同的工艺,所产生的污水的成分差别很大,同时絮凝剂的种类繁多,如:有机絮凝剂、无机絮凝剂,还有阴离子、阳离子之分,有机絮凝剂的分子量还有高有低,所以到底用那种絮凝剂,絮凝剂的添加量很难有固定的公式。在进行污泥脱水之前,需要做大量的试验,来验证针对某种污水到底哪种絮凝剂效果好,添加量多少才能达到佳的絮凝效果。絮凝剂的添加量并不是越多越好,如果多了,絮凝后的泥团包得太紧,反而不利于污泥内部水的脱离,只有通过反复试验,才能找到一个佳的添加量。目前使用较多的有机絮凝剂溶解于水后,与污水混合,才能起到絮凝作用。但粉状的有机絮凝剂在水中的溶解时间很长,能达到30分钟以上才能充分溶解,所以需要有几个搅拌罐用来预先溶解絮凝剂。絮凝剂要缓慢的添加,如果添加快了,会在水中形成一团,则非常难以溶解,在溶解过程中,还要不断的搅拌。溶解好的絮凝剂溶液,输送到絮凝剂罐备用。

1.2污泥絮凝工艺

为了混合均匀,絮凝剂溶液和污水在进入混凝反应罐之前的管道内充分混合,然后从混凝反应罐的底部进入,在搅拌器的搅拌下,充分混合,并絮凝成稳定的团絮状,然后从反应罐的上部流出,进入下一工序,即一次重力脱水。为了达到理想的絮凝效果,需要反复试验絮凝剂的加药比例,同时,要测试污水中的纤维含量,纤维含量越高,絮凝效果越好,进行深度脱水时越容易,脱水后的污泥干度越高。如果污水中的纤维含量低,可在混凝反应罐中加入一定量的造纸浆渣或其它类似材料,可以提高絮凝效果,提高污泥的脱水性能。

1.3一次重力脱水

经过充分絮凝后的污水,进入一次重力脱水,沿着45度左右的倾角,采用螺旋输送至斜上方。在输送过程中,由于重力的作用,大部分的水会通过滤筒排出,排出后的污水中污泥含量已经很低,再经过进一步的处理净化,达到标准后可以循环再利用或者排放,而剩下的污泥的干度大大提高,可以达到15%以上。一次重力脱水的螺旋长度不宜过长,旋转速度不宜过高,以防止絮凝后的污泥絮状被打碎,打碎后则下一步的脱水就困难了。

1.4二次螺旋压榨脱水

经过一次重力脱水后,污泥的干度仍然较低,不便于运输或进行进一步的处理,需要再次进行脱水。目前的机械脱水设备有板框压滤机、带式压滤机、离心过滤机及单螺旋压榨脱水机等。采用机械式的单螺旋压榨机进行二次脱水,脱水效果好,可使污泥的干度提高到45%以上,便可以进行进一步的处理了,如焚烧、制肥或生产建材等。单螺旋压榨机水平放置,其螺旋是变径变螺距的,螺旋外面的滤筒上有大小不同的排水孔,在螺旋的开始段,出水量大,孔大,在越靠近螺旋的尾部,出水量越来越小,出水孔也越小。在压榨过程中,污泥在螺旋中的体积受到压缩,压出的水会从排水孔排出,回流到污水池。

2污泥深度脱水控制系统设计

2.1污泥深度脱水控制系统硬件配置

采用西门子S7-200系列的CPU226可编程控制器来控制,附加2个模拟量输入模块EM231,来实现现场仪表如污水流量计、浓度计、絮凝剂流量计、压力表信号的采集,附加2个模拟量输出模块EM232,来实现变频器、气阀的控制。人机界面采用昆仑通态的触摸屏,采用MCGS组态软件组态主控界面,如图2所示。通过人机界面,实现了对控制过程的实时监控、控制系统的参数设置、手动调整控制、系统的报警、及生产过程的管理等。

2.2污水泵的控制

污水泵电动机功率为7.5KW,采用变频控制,根据产量的需要,由操作人员在控制台手动调节污水流量。用流量计来检测污水流量,流量计信号进入PLC模拟量输入,通过PLC处理该信号,一方面用于加药泵控制的输入信号,另一方面,在触摸屏上显示出污水流量,以方便操作人员进行产量的调节。

2.3絮凝剂量的控制

为了保证达到好的絮凝效果,必须严格控制絮凝剂的量,采用计量泵(2.2KW)来输送溶解好的絮凝剂溶液至混凝反应罐,变频器控制,并安装流量计来测量流量,根据污水的流量及污水的浓度,按照预先试验得出的加药比例,计算得出需要的絮凝剂的量,加药量的计算公式为:Q药=Q污水×K1×K2(1)式中:Q药—加药泵流量;Q污水—污水流量;K1—污水浓度系数;K2—加药比例。计量泵采用PID控制以实现动态调整流量,PID的输入为污泥量与加药比例的乘积,即所需的加药量,控制器输出用于控制变频器,来调节絮凝剂计量泵的转速,以调节加药量,通过流量计测出絮凝剂的实际流量作为反馈控制量,其PID控制系统原理图如图3所示。编程时,可采用西门子PLC编程软件中的PID指令向导来进行编写,并且可通过PID的自整定功能来确定PID的相关参数,就会方便得多。在实际工作中,污水浓度的变化不大,也不频繁,所以可以采用离散取样的方式来控制,即在程序中采用一个定时器控制,每隔一段时间,如30分钟,通过浓度计对污水浓度取一次样,来计算污泥量,作为加药泵控制的输入。

2.4一次重力脱水的控制

一次重力脱水电动机功率为7.5KW,采用变频调速,可根据污水流量的大小,从控制台的触摸屏手动调节电动机的速度。由于在一段时间内,污水的流量不需经常改变,该电动机也不需要经常进行调速。

2.5螺旋压榨脱水的控制

螺旋压榨电动机为37.5KW,电动机采用变频调速。为了提高出泥的干度,在螺旋的末端,采用三个气缸给螺旋末端施加一个回压,通过气缸恒压控制回路完成气缸的恒压控制,通过PLC的PID控制程序自动调整气缸压力,使气缸保持恒压。该PID控制回路的输入为气缸压力,通过压力表检测气缸实际压力作为反馈控制,其PID控制系统原理图如图4所示。在实际工作中,污泥容易在螺旋压榨脱水机中发生堵塞并打滑,且一旦堵塞,需人工清理,处理非常费时。所以,为了保证系统的稳定性,还要再附加一个控制,从变频器的输出信号中采集变频器输出电流,引入PLC的模拟量输入,通过PLC对变频器的输出电流进行监控,如果输出电流超过了电动机额定电流的90%,说明污泥在螺旋内的阻力增加,有堵塞情况,则进入干预程序,进行干预处理,处理方法为通过PLC程序自动提高螺旋电动机的速度,使螺旋中的污泥尽快排出,以解除堵塞。如果仍然没有效果,监控到的输出电流超过了额定电流的95%,则干预程序改为电动机先进行60秒钟反转,再正转,以使堵塞的污泥尽快排出。从实际应用看,该方法简单易行,能够解除大多数的污泥堵塞情况。

3结语

以上污泥深度脱水控制装置,在造纸厂经过了长时间的试验验证,污泥干度达到了45%以上,脱水后的污泥体积大大缩小,既容易运输,也便于进行下一步的处理。从该控制系统运行的实际效果来看,运行稳定,自动化程度高,需要较少的人力,很好地解决了造纸厂污水中的污泥处理难题。


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