工业无线以太网在污泥无害化处置厂的应用

张杰刘欣传施洪艳图尔克 2013-07-19

摘要：污水经过各种不同工艺处理后，产生的污泥会给环境造成了严重的二次污染。污泥的处置不能用统一的模式，要根据污泥的成分分类并结合本地区的具体实情来选择最终处置的途径。某污泥无害化处理项目采用的是好氧发酵，堆肥的工艺方法。根据此工艺特点，无法进行相关线缆的敷设，所以必须采用工业无线以太网技术来实现系统的通讯和数据的传输。在施工调试及后期维护的各个环节均有效的节约了成本，提高了劳动生产率。

关键词：污泥工业无线以太网无害化处置转仓机翻堆机

1. 工业无线以太网概述

1.1 工业以太网

当今都市生活各个方面，已经离不开网络，正是它的存在方便了我们的生活。同样，在工作生产中，网络的应用到现在也已经非常普及。只不过在工业生产中用到以太网我们称之为工业以太网。

工业以太网具有价格低廉、稳定可靠、通信速率高、软硬件产品丰富、应用广泛以及支持技术成熟等优点，已成为最受欢迎的通信网络之一。

1.2 工业无线以太网

传统的工业以太网在运用过程中对场地有一定的限制，在进行布线时的过程会非常麻烦，并且随着时间的推移，线路会发生一定程度的磨损，最后会直接影响对生产的过程控制。

而随着无线传输技术的发展，无线网络技术在现今已相当成熟，传输速率也可以满足生产的需要。在生产线的控制上利用无线以太网技术，首先将减少布线，在线路成本上会有节省。另外，在无线以太网利用的这程中，不会产生线路上的磨损，减少了设备因为线路引起的故障发生率。

2. 城市污水处理厂污泥处置

2.1 我国城市污泥现状

截止到2011年底，我国运行的污水处理厂已达到3100多座，设计处理生活污水能力达到1.39亿m3/天，产生含水率80%的污泥2000多万吨/天，但只有10%左右通过堆肥技术处理后回用到土地，另外有20%采用卫生填埋，还有少量采用焚烧、建材利用等方式进行处置，其余的70%都只是随意外运、简单填埋或者堆放，对环境造成严重影响。

2.2 污泥处置的重要性

污水经过各种不同工艺处理后，出水达到了国家规定的排放标准，污水处理过程中产生的污泥依然含有大量的有机物质和丰富的氮磷等营养物质，如不加稳定处理而任意排放到水体中，污泥中的有机物和氮、氮将大量消耗水体中的氧，造成水体水质恶化，严重影响水生物的生存，污泥中的营养物质会造成水体的富营养化，促使藻类恶性繁殖，造成水体的赤潮和绿潮现象，不仅使城市水源水质恶化，影响生活用水和工农业用水，还将使渔业产量下降，造成巨大经济损失;如果利用到农业上，污泥中的重金属会污染土壤和作物;污泥中还含有致病菌、寄生虫卵等危害人类健康的因素，处理不当，会造成疾病的传播。这就给环境造成了严重的二次污染。因此污泥必须在进行最终处置之前进行处理，达到减量化、稳定化、无害化、资源化的目的。

2.3 污泥处置的方法

据美国环保署估计，美国15300个城市污水处理厂中，年产干固体污泥769万吨，45%的污泥用于农林业，21%进行填埋，30%用于投弃海洋。焚烧法由于能耗高，所以只占3%。日本55%的污泥进行焚烧，35%的污泥进行填埋，约9%的污泥进行农田利用。污泥焚烧以日本、德国、奥地利等国家占比例高，一般大型污水厂污泥通过焚烧达到无害化，产生的热能可回收利用，污泥减容减量化程度很高，但焚烧投资巨大，操作管理复杂，能耗和运行费均很高。在大多数国家中，特别是发展中国家土地利用和填埋仍是污泥处置的主要途径，而随着可填埋范围的日益减少，土地利用是一个主要的发展方向。

从世界污泥处理的发展趋势来看，污水污泥的处理处置与污泥资源化的相结合，必将成为城市污水污泥的最终出路。污泥处理的发展必然要向无害化、资源化方向迈进。我国地域广阔，自然、经济、人员条件各不相同，污水处理厂产生的污泥进行最终处置存在的问题不尽相同，因此，污泥的最终处置不能用统一的模式，要根据污泥的成分分类并结合本地区的具体实情来选择最终处置的途径。

3. 工业无线以太网在污泥无害化处置厂的应用

3.1 某污泥无害化处置厂

某污泥无害化处理项目采用的是好氧发酵，堆肥的工艺方法。堆肥是可资源化利用的处理方法，污泥中含有丰富的有机物和一定量的纤维素、木质素以及营养元素和微量元素等，进行适当的加工处理、综合利用，可实现污泥资源化，充分发挥消除污染、保护环境的作用。其整体工艺流程：

其整体工艺流程

全厂共分四个车间，每个车间8个仓，在8小时内自动完成对所有仓的布料、曝气、翻堆、出料的全过程。处理能力为400吨/天，该厂是华北地区最大的一个堆肥污泥无害化处置厂。

3.2工业无线以太网在污泥无害化处置厂的应用

根据好氧发酵的工艺特点，必须对每个料仓进行翻堆作业，而翻堆机造价高昂，所以就配合使用转仓机，这样一对转仓机和翻堆机就能对8个料仓进行翻堆作业。

此项目自动化水平较高，操作人员只需在中控室对设备进行操作，按时到现场巡视即可，既节约了人力，又能保护操作人员不受来自现场环境的影响。所以转仓机和翻堆机的控制指令要从中控室发出，相关的状态信号也要反馈到中控室。但是由于转仓机和翻堆机是移动的设备，无法进行相关线缆的敷设，所以必须采用工业无线以太网技术来实现系统的通讯和数据的传输。

转仓机和翻堆机的控制器是S7-200系列PLC，每套PLC均与一个工业无线以太网交换机相连中控室在放置一个无线以太网交换机，然后通过以太网线与核心交换机相连，这样就完成了与中控室操作站的数据连接。整个系统的网络结构图：

整个系统的网络结构图