PLC在污泥水分離設(shè)備中的應(yīng)用

1 引言

近年來，隨著社會經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，城市化進(jìn)程持續(xù)加快，生活條件的改善和生活水平的提高，市民人均污泥水排放量也不斷增長，加之市容、市貌、道路、房屋等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)帶來的泥渣等經(jīng)雨水沖刷，大多也進(jìn)入排水管道，下水道污泥沉積速度加快，清淤和污水運(yùn)輸?shù)墓ぷ髁縿≡?。由于城市建設(shè)的發(fā)展，城區(qū)地域也以驚人的速度擴(kuò)大，城市生活小區(qū)越來越多，相距越來越遠(yuǎn)，相應(yīng)的排水管道的長度快速增長，排水管道疏通、清淤的工作量也成倍提高。市政排水部門除了定期疏通和清淤排水管道外，還要承擔(dān)由于突發(fā)原因造成的排水管道堵塞的疏通搶險任務(wù)。因此，市政部門的排水管道疏通、清淤和污泥運(yùn)輸工作非常繁重，任務(wù)十分艱巨。

2 國內(nèi)外比較

目前國內(nèi)城市排水管道污泥的取出仍然靠人工作業(yè)，采用最原始的拉、刮橫道污泥至檢查井，再人工一匙一匙地將其挖出，然后連泥帶水一起運(yùn)至指定地點(diǎn)集中處理。這種傳統(tǒng)型的下水道清淤工作，與建設(shè)現(xiàn)代化文明大都市的要求相距甚遠(yuǎn)，其弊端也是顯而易見的。首先是市政工人的勞動強(qiáng)度大，工作條件差，工作效率低；其次是造成了路面和環(huán)境的二次污染，因?yàn)檫\(yùn)輸過程中不可避免的拋撒滴漏現(xiàn)象，特別是在盛夏，污泥水更是臭氣熏天，而且大量污水無處可倒，集中排放又而造成污染；再次是提高了運(yùn)輸成本，由于抽取的大部分是污水，只有少量污泥，所以增加了污水的運(yùn)輸次數(shù)和相應(yīng)費(fèi)用。

國外發(fā)達(dá)國家在城市規(guī)劃時，排水管道設(shè)計得較為寬大，人員和機(jī)械均可進(jìn)入地下管道作業(yè)，污泥可直接用泵輸送至污水處理廠進(jìn)行集中處理。而較小管道的清淤，基本使用專用車輛，采用高壓水沖穿清淤，然后再用泵將泥水吸上來后運(yùn)走。該種車輛的優(yōu)點(diǎn)是將高壓沖穿和吸取泥水二項(xiàng)功能集于一身，其缺點(diǎn)是不具備泥水分離裝置，其運(yùn)輸物也主要以水份為主，因此運(yùn)輸效率較低。這種車輛在日本、美國、意大利和德國等國均有生產(chǎn)，我國也有少量進(jìn)口。但是，價格昂貴，使用費(fèi)用也較大，同時須帶大量清水，對于人均水資源不高的國家和地區(qū)是不適宜的，加上我國城市排水管道中介質(zhì)復(fù)雜，常常含有塑料袋、木塊、較大磚塊等雜物，因此，該車并不適合我國城市排水管道清淤的實(shí)際情況，使用效果不夠理想。

鑒于以上情況，為提高城市排水管道清淤工作的機(jī)械化程度，提高工作效率和運(yùn)輸效率，我公司開發(fā)了這種集檢查井取泥、泥水分離為一體的市政工程專用設(shè)備，并安裝在特種車輛上，填補(bǔ)國內(nèi)這一領(lǐng)域的空白。這樣一次污泥的運(yùn)輸量為十幾仍至幾十個窨井的污泥總量，該設(shè)備采用PLC控制技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)多次工作循環(huán)，從抽污泥水到輸出污泥，可自動一步完成，也可人工分步完成。

3 原理與系統(tǒng)設(shè)計

設(shè)備主要有檢查井取泥裝置、污泥水快速自動分離裝置、污泥輸送裝置、機(jī)組拖掛系統(tǒng)和自動控制系統(tǒng)等部件組成。

設(shè)備的閥門控制示意如圖1所示。

3.1 原理設(shè)計

先將抽污軟管放入窨井中，啟動車上發(fā)動機(jī)，開啟取力器，接通控制電源，真空馬達(dá)抽吸污泥水時，箱內(nèi)氣體經(jīng)閥2抽出，污泥水經(jīng)閥1吸入，然后將污水箱后端抬起，同時將底部低端的污泥送往高端，再由真空馬達(dá)反向操作排壓污水，氣體經(jīng)閥2充入，污水經(jīng)閥1排出，通過一次排壓將污水排出水量的二分之一或三分之一，接下來將所有閥門關(guān)閉進(jìn)行抽真空，達(dá)到規(guī)定真空度后，大氣先由旁通閥進(jìn)入箱底管道，當(dāng)箱內(nèi)外氣壓相等時，真空馬達(dá)再反向操作進(jìn)行爆氣，大氣通過管道小孔從水底爆出，使氣泡帶著污泥漂浮起來，快速分離出其中的水份，使污泥達(dá)到一定的濃度，這時真空馬達(dá)進(jìn)行二次排壓，將污水全部排至下水管道，如果污泥含量太低，可循環(huán)作業(yè)數(shù)次，最后將污泥輸送出箱。

3.2 主要動作

該設(shè)備進(jìn)出水、氣的閥門管道較粗，所以設(shè)計采用電、液和電、氣控制，各閥門及反饋元件的動作見附表。

附表 液、氣、電閥動作表

（1） 抽吸污泥水

通過真空馬達(dá)對污水箱進(jìn)行抽真空，當(dāng)箱內(nèi)達(dá)到一定真空度時，下水道中的污泥水通過管道開始吸入箱內(nèi)；當(dāng)污水箱中的水位達(dá)到最高限位時，液位傳感器反饋信號停止該動作。

（2） 排壓污水

當(dāng)污水與泥沙第一次分離后，由真空馬達(dá)反向操作對污水箱進(jìn)行充氣，當(dāng)氣壓達(dá)到規(guī)定值時，氣壓將分離后的污水從污水箱中排壓出去，當(dāng)污水占箱中水量二分之一或三分之一時，液位傳感器反饋信號停止該動作；當(dāng)爆氣結(jié)束后，再進(jìn)行第二次排壓污水。