舰船用膜法生活污水处理装置自动控制 3页

第39卷第6期2010年12月船海工程SHIP＆OCEANENGINEERINGV01．39No．6Dec．2010DOI：i0．3963／j．issrL1671—7953．2010．06．016舰船用膜法生活污水处理装置自动控制殷峰。李玉章(江苏南极机械有限责任公司，江苏泰兴225400)摘要：介绍针对国际海事组织海洋环境保护委员会IMO．MEPC．159(55)决议新的排放标准开发的舰船用膜法生活污水处理装置。该装置采用PLC控制，实现了进水、曝气、沉淀、排放、休眠的自动控制，从而得到USCG、CCS等船级社的型式认可，满足了生活污水处理无人机舱的要求。关键词：舰船；膜法；生活污水；自动控制中图分类号：U664．9文献标志码：A文章编号：1671—7953(2010)06—0050—03为满足IMO．MEPC．159(55)决议案的新要求和新的排放标准，江苏南极机械有限公司在过去20多年开发WCB系列生化法生活污水处理装置基础上，在国内首家开发出满足新公约的WCMBR舰船用膜法生活污水处理装置，顺利通过中国船级社、美国海岸警卫队及国外多家船级社的型式认可。1系统要求从船上收集来的生活污水由装置污水入口进人。装置分为四级：第1级为缓冲柜，可以承受船上的高峰负荷；第1I级为序批柜，柜内置有软性纤维填料，污水进行生化反应，消解污水中的有机物；第1II级为清水柜，存放序批柜转驳来的上清液；第1V级膜组，利用膜的渗透原理，将透过膜的清水经消毒后达到排放标准的水排放至舷外。在公海或非规则海区，可以只使用第1、II级，以节约膜的使用寿命，此时膜采取“保养”措施。停航时第1、II级也可以采取“保菌休眠”状态，以备下次启动时可较快地进入正常运行状态。2电气控制系统构成1)传感元件。50收稿日期：2010—06—04修回日期：2010-07-01作者简介：殷峰(1972一)，男，学士，工程师。研究方向：自动化控制E-maR：txy／eng@163．tom①I级缓冲柜液位：F1——低水位；F2——启动水位；F3——警示水位。②II级序批柜液位：R2——高水位；R。——低水位。③III级清水柜液位：L1——低水位；乙——启动水位；L。——报警水位。2)受控设备。P1——I级粉碎泵；P2——II级转驳泵；P3——III级排放泵；P4——加药泵；PQl——I级供气泵；PQ2——II级供气泵；03——消毒装置。3)自动执行机构门。DVl——序批柜出口阀；Dv2——清水柜出口阀；DV3——排放阀；VSl——膜出口阀；Vs2——膜冲洗阀。4)电器控制部分。电气控制选用施耐德TWDI￡AA24DRF型主模块和三块扩展模块及相应的交流接触器、中间继电器等组成，通过对应的功能转换开关，使装置实行自动运行。\n舰船用膜法生活污水处理装置自动控制——殷峰。李玉章3自动控制流程3．1培菌将转换开关转向“培菌”程序。污水进入I级缓冲柜，首先看到低液位F，水位指示灯亮，液位不断升高，当液位升到启动液位F。水位指示灯亮时，粉碎泵P。自动启动，I级缓冲柜的污水进入II级序批柜，I级液位降至F。时P，停止运行。I级污水进入II级时，首先看到II级低液位R，水位指示灯亮，此时气泵PQ。、PQ2启动，液位升至高液位R2时程序无反应，气泵运行4h后，P，及PQ、PQ2自动转入“间歇运行”，即开20min停20rain。再人工操作进入原污水，I级液位升到F3水位时，装置发出声光报警，厕所禁止冲洗灯亮，提醒装置不能再进污水。此时可通过应急排放减少缓冲柜内的污水。培菌的全过程有程序控制，实现培菌的自动运行，见图1。瞬丽厕I：：±!；：；lI121；：!li运行l粉碎泵l厕所禁止冲醪炮盈否l厉万而蘸而I堡壁笙壅H图1培菌控制流程图PQ。、PQ：P．』J步____________●________——．．．．．．．．．．．．】【．．．．．一泵阀关闭3．2正常运行“培菌”程序完成后，可将程序转向“正常运行”。I级进入污水，首先看到F，指示灯亮；当液位升至启动位时，F2指示灯亮，粉碎泵Pt自动启动，I级污水进入II级。II级水位升至R1时，PQ。、POe启动；液位升至Rz时，排放泵P2启动、DV。同步开，污水由II级序批柜转入III级清水柜，清水柜液位升至k时，排放泵P3启动、DVz、Dv3同步打开，通过膜组渗透经消毒后排至舷外，直至III级水位降至L1时停止。由于I级可能又有污水进入，P1仍在运行，II级水位不会降至R。。如果没有污水进入4h后自动进入休眠保菌状态，气泵PQl、PQ2运行20min，停止20min，P。也因I级液位到F。而停止。正常运行的工作过程有程序控制实现自动运行，见图2。图2正常运行控制流程图3．3序批式“培菌”程序完成后，可将程序转向“序批式”。序批式处理是集进水、曝气、沉淀、排放、休闲于一个柜内，这样可以增加污泥负荷率、给后续的膜处理带来好的运行条件、有利于氨氮的消化、还可以省去沉淀柜缩小装置体积。外来污水进入I级，首先F，指示灯亮；当液位升至启动位时，F。指示灯亮，粉碎泵P，自动启动，I级液位不断降低，II级液位不断升高；当液位升到R2或I级液位降到F，时，粉碎泵P。停止运行。I级的污水进入II级，称进水期。II级水位升至Rz时，PQ。、PQ2自动启动，称曝气期，曝气期时间45min，由PLC程序设定。曝气期结束后，P。、PQ，、PQ2停止，称沉淀期，沉淀时间30rain，由PLC程序设定。沉淀期结束后，P2启动，DV。同步开，将沉淀后的上清液转至清水柜，直至水位降至R，时停止转驳，称为转驳期。清水柜液位升至L2时P。启动，DVz、DV3、VS。、消毒器同步打开，直至液位降至L。时停止，称为排放期。排放期结束后，I级的水位如不到F2，则一直休闲；如水位到了F：，立即进入进水期，如果I级没有污水进入，4h后装置自动进人休眠状态，气泵PQ，、PQ2开20min停20min，称休眠期。自动控制系统会出现以下几种特殊情况。1)如果在曝气期45rain内，I级液位升至Fz，II柜内曝气期马上中止，进入沉淀期30rain，然后程序继续执行下去。2)如果在沉淀期30rain内，I级液位升至F2，程序不理睬，如液位又到F。，沉淀期马上中止，立即进入排水期。然后程序继续执行下去。3)在II柜曝气期或沉淀期内，I柜内液位达5】\n第6期船海工程第39卷图3序批式控制流程图到F3，则立即停止曝气或沉淀，DV。开，Pz启动，进入转驳期。然后程序继续执行下去。4)无论在何时I级液位升至F3时，F3指示灯亮，蜂鸣器响，令厕所内“禁止冲洗”灯亮，操作人员现场判断原因，此时转换至“应急排放”，P·启动，直至液位降至R。停止。此时F。指示灯灭。按“消音”按钮SB2，蜂鸣器音灭。序批式运行工作过程有程序自动完成，见图3。4结束语舰船用膜法生活污水处理控制系统选用施耐德TWID0型可编程控制器，按照装置的工艺流程要求通过程序控制，完全实行自动控制。实践证明装置具有工作性能稳定可靠、线路简单、维修方便、自动化程度高等特点。AutomaticContr01oftheMarineMembraneSewagTreatmentPlantewae1reatment1-"1antYINFengl，LIYu-zhanf(JiangsuNaziMachineryCo．Ltd．，TaixingJiangsu225400，China)Abstract：ThemarinesewagetreatmentplantdevelopedaccordingtOthelatestdischargestandardrequirementoftheresolutionofIMO．MEPC．159(55)wasintroduced．TheplantadoptsPLCcontroltOrealizetheautomaticcontrolofin一1et，aeration，settle，dischargeanddormancy．TheplanthasbeentypeapprovedbyUSCG、CCSetc．whichcalltreatthemarinesewageautomatically．Keywords：warship；membrane；sewage；automaticcontroI(上接第49页)ApplicationofVacuumSysteminMarineSewageCollectionSltAOXiao-hua，CItENQing(No．704ResearchInstituteofCSIC，Shanghai200031，China)Abstract：Theworkingprincipleofvacuumsystemanditsapplicationinmarinesewagecollectionwasintroduced．ThepaperalsoillustratedthegeneratingandkeepingofvacuuITI，thefactorsaffectingthecapacityofthesewagevacuumcollectionsystem，aswellaspipelineinthevacuumsystemsandtheprincipleofaccessoriessetting．Keywords：vacuumsystem；sewagecollection52