摘 要 柳河县污水厂位于吉林省通化市境内，全厂采用目前先进的AICS(交替式内循环活性污泥工艺)微生物处理污水工艺技术，大大提高了反应池的池容利用率，整个污水处理厂采用LK冗余PLC系统进行控制，实现了设计院制定的各项工艺控制要求，创造了良好的社会效益和经济效益。

关键词 LK PLC； AICS(交替式内循环活性污泥工艺)

1. 引言

柳河县污水处理厂位于柳河镇城区下游东北角，占地1.5公顷。该项目总投资4100万元，污水处理能力为1万吨/日。采用北京环境科学研究院专利AICS处理工艺。出水水质近期为一级B标准，远期为一级A标准，该项目年可减排COD919吨。污水处理厂的主控系统是污水处理工艺实现全自动化控制的关键性设备，除了要求主控系统具有很高的性能及丰富的网络接口外，还要求主控系统必须是安全、可靠的系统，故选用了和利时公司自主研发的LK冗余PLC系统。自污水厂正式投产以来全厂自控系统运行状态良好。

2. 自控系统设计
2.1. 概述
整个系统设1个中央控制室、4个现场PLC控制站组成。现场PLC控制站，由和利时公司LK冗余PLC系统及检测仪表组成，对各工艺过程进行分散控制；再由中央控制室（CCR），对全厂实行集中管理。中央控制室、PLC控制站之间的数据通讯采用高速的、实时的工业以太网，网络结构为环形，通讯速率为100Mbps，传输介质为光纤。
系统结构图如下：

2.2. 系统结构
柳河县污水处理厂自控系统分为三级管理，包括生产管理级（中央控制室）、现场控制级（PLC控制站）及就地控制级。
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生产管理级（中央控制室）
中央控制室设两套互为热备的监控操作站、一台便携式编程计算机、一套投影仪、一台网络打印机、一套UPS电源、一台光纤以太网交换机。
监控操作站为冗余配备，可以分别侧重监测或组态功能，故障时互为备用，具有灵活的运行方式。并且只要需要，分布在厂内其它位置的计算机（如厂长办公室、总工室、化验室等）也可以方便地通过局域网与之相连，实时监控现场各工艺过程的生产运行状况；
主要完成对生产过程的管理、调度、集中操作、监视、系统功能组态、控制参数在线修改和设置、记录、报表生成及打印、故障报警及打印，对实时采集的数据进行处理，控制操作以及分析统计等功能。通过高分辨率液晶显示器及投影仪可直观地动态显示全厂各工艺流程段的实时工况、各工艺参数的趋势画面，使操作人员及时掌握全厂运行情况。
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现场控制级（PLC控制站）
现场控制站配置一套控制柜。柜内包括和利时公司LK系列可编程序控制器、24VDC电源装置、光纤以太网交换机、过电压保护装置、小型断路器、接线端子、小型继电器、安装连接线缆及附件等。

厂区共设有四个分控站，每个分控站可以独立完成本地的系统控制。
第一分控制站－－－－－－-进水泵房（DI:32，DO:16，AI:8，AO:4）
第二分控制站－－－－－－-沉沙池（DI:32，DO:16，AI:8）
第三分控制站－－－－－－-生物池、鼓风机房（DI:160，DO:64，AI:16）
第四分控制站－－－－－－-总配电室（DI:16，DO:16，AI:48）
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就地控制
将现场控制箱上的“就地/远程”旋钮切换至“就地”位置，通过箱上的“启动/停止”按钮实现就地手动控制。

3. AICS工艺特点及控制策略
3.1. AICS工艺特点
目前我国城市污水处理普遍采用的工艺有活性污泥法、氧化沟工艺和SBR 工艺等。从技术的角度而言,与欧美发达国家水平相当,但是由于我国的实际国情,完全照搬国外工艺会造成一定程度上的浪费,因此寻求一种投资和运行费用低的污水处理工艺成为关键。

传统活性污泥工艺是最早的城市污水处理技术,稳定性高、操作简便的特点使之成为应用最为广泛的一种好氧生化处理技术。氧化沟工艺(Oxidation Ditch) 是一种低负荷、延时曝气改进的活性污泥工艺系统,但延时曝气方式增大了运行能耗。丹麦Kruge 公司开发的三沟氧化沟工艺,省去二沉池可节省投资,但其存在污泥分布不均匀,容积及设备利用率低的缺点。SBR 工艺以其操作灵活多变、占地面积小、省略沉淀池等特点,在我国成为发展迅速的污水处理工艺之一。

从经典SBR、ICEAS、CASS 到DAT—IAT 再到交替运行的UNITANK 工艺和三沟氧化沟等,SBR 工艺不断改进。但无论如何变化,其各种变形工艺均存在着一定问题。因为SBR、ICEAS和CASS 为间歇式、变水位处理工艺, 这样就会给污水的连续运行带来一定困难;UNITAN K 和三沟氧化沟工艺解决了间歇式运行和变水位的问题,但却带来了污泥分布不均匀的问题。所有的这些问题都会带来池容利用率低的问题。

交替式内循环活性污泥工艺( AlternatedInternal Cyclic System ,简称AICS 工艺) 是由北京市环科院总结国内城市污水处理经验后,自行研制开发的污水处理工艺。该工艺在SBR 改进工艺基础上集氧化沟循环式推流的特点和活性污泥完全混合的特点于一体,又继承了SBR 变种工艺连续进水、连续出水、恒水位和交替式运行的特点,并且从根本上克服了UNITANK 工艺和三沟式氧化沟中污泥浓度分配不均匀的现象,提高了池容利用率和处理效率。

3.2. AICS周期控制策略
AICS系统的一个周期由两部分组成：长时工序和短时工序，二者交替运行。系统的运行周期一般为4-8小时，长时工序各池的运行状态为：系统两个兼做沉淀的曝气池中，一个做为曝气池进水，另一个则做为沉淀池出水。中间两个曝气池在长时和短时工序中始终处于曝气状态。短工序时，要进入沉淀阶段的池子进行短暂的曝气和0.5小时的静态沉淀，以满足最终的出水要求而不会出现进入长工序时初始出水不达标的现象。

具体操作时间表及工艺简图如下：

污水经水解池自流入AICS系统，首先经过厌氧池、缺氧池后进入曝气池。

1）第一周期：8点—12点
长时工序：8—10点
8点，操作顺序：
关闭1号边沟出水阀门。
开启1号边沟送风阀门，1号池开始曝气。
开启1号边沟进水阀门。关闭2号中沟进水阀门。
关闭2号中沟内回流泵1，同时开启2号中沟内回流泵1。
开启4号边沟旁漂洗水池阀门。
待4号边沟出水堰槽里的活性污泥排到漂洗水池后，关闭漂洗水池阀门，开启4号边沟出水阀，开始排水。
短时工序：10点—12点
10点
关闭1号边沟进水阀门。开启2号中沟进水阀门。
11点
关闭1号边沟送风阀门，1号边沟停止曝气，开始沉淀。

2）第二周期12点—16点
长时工序：12点—14点
12点，操作顺序：
关闭4号边沟出水阀门。
开启4号边沟送风阀门，4号池开始曝气。
开启4号边沟进水阀门。关闭2号中沟进水阀门。
关闭2号中沟内回流泵1，同时开启2号中沟内回流泵1。
开启1号边沟漂洗水池阀门。
待1号边沟出水堰槽里的活性污泥排到漂洗水池后，关闭漂洗水池阀门，开启1号边沟出水阀，开始排水。