KingSCADA和工业实时数据库软件在垃圾渗滤液工程上的应用.pdf

82·案例篇·Application Chapter ★ 北京亚控科技发展有限公司 魏 东，张金强★ 上海三颐恩环保节能科技有限公司 席为民★ 广东省环境保护工程研究设计院 张 伟
KingSCADA和工业实时数据库软件在垃圾渗滤液工程上的应用
KingSCADA and Industrial Real-time Database Software Application Works on Landfill Leachate
魏东（1981-），男，山东蒙阴人，硕士研究生，现任北京亚控科技有限公司解决方案工程师，从事燃气行业、垃圾处理行业、灌区信息化等行业的监控系统的方案设计、技术服务等工作。

张金强（1976-）男，山东德州人，现任北京亚控科技发展有限公司市政事业部总经理。

摘要：本文介绍亚控KingSCADA软件和工业库KingHistorian搭建的系统实现了对垃圾渗滤液处理项目的工艺展示、数据实时监视、设备控制等功能，达到很好的应用效果。

关键词：垃圾填埋；渗液处理；SCADA软件；工业库
Abstract: This paper introduces a system built by the KingSCADA software of sub-control and the KingHistorian industrial laboratory. The system conducts the demonstration of the industrial process of landfill leachate treatment, real-time data monitoring, device control and other functions, which achieve good results. Key words: Landfill; Exudate handling; SCADA software; Industrial library
作者简介
1　行业概述
垃圾渗滤液是指来源于垃圾填埋场中垃圾本身含有的水分、进入填埋场的雨雪水及其他水分，扣除垃圾、覆土层的饱和持水量，并经历垃圾层和覆土层而形成的一种高浓度的有机废水。

垃圾渗滤液水质水量变化大，成分复杂，是难处理污水，单独采用一种方法处理是难以满足要求的，而必须采用物理化学和生物处理方法等组合工艺。

我国渗滤液的排放标准(G B16889-1997)分别为一级(COD100mg/L，NH3-N15mg/L，BOD30mg/L)，二级(COD300mg/L，NH3-N25mg/L，BOD150mg/L)和三级(COD1000mg/L，BOD600mg/L)。

一般来讲，绝大部分地方环保局要求执行一级排放标准，少数环保局要求二级排放标准。

虽然标准中规定，若渗滤液排入城市污水处理厂，则可执行三级排放标准。

但绝大部分城市污水处理厂或市政管理部门要求所排入的渗滤液必须执行建设部下水道标准(COD500mg/L，NH3-N35mg/L）。

2　工程介绍
2.1　项目概况
本项目位于肇庆高要市南岸镇定岗管理区下黎坑垃圾填埋场南边，占地面积约8005平方米，投资额约1900万元。

肇庆市垃圾卫生填埋场总体规划处理规模500吨/天以上，本项目垃圾渗滤液处理总规模为250m3/d，改造工程采用MBR+两级反渗透(RO)系统工艺。

生化处理系统不小于250m3/d，超滤(UF)系统不小于250m3/d，一级反渗透(RO)系统不小于250m3/d，二级反渗透(RO)系统不小于75m3/d。

处理后出水达到广东省《水污染物排放限值》（DB4426-2001）第二时段一级标准和《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB16889-2008）表2规定的水污染排放浓度限值这两者中较严者, 每年运行365 天。

2011年11月投入试运行，2012年5月工程通过了肇庆市环境保护局验收。

2.2　工艺介绍
工程采用“MBR+RO”的组合处理工艺，主要建设有均衡池、MBR生化反应系统、反渗透RO系统、综合处理车间等，管理区与填埋场公用。

主工艺为MBR生化工艺、膜处理工艺和RO反渗透膜处理工艺。

MBR生化工艺：渗滤液由调节池泵入均衡池，进行水质水量的均衡和pH调节，均衡池出水后进入前置的反硝化和两级硝化，能有效去除渗滤液中的COD。

如图1-图3所示。

图1 MBR生化工艺之前置反硝化段
图2 MBR生化工艺之两级硝化段
图3 MBR生化工艺之末段MBR膜处理（超滤）工艺：膜处理单元采用的是外置式的管式超滤，两个泵分别将硝化池中的泥水混合物输送到两个膜组件，泥水从膜组件出来后，分离。

污泥被输送到反硝化池或者污泥池，出水则进入超滤清液罐。

如图4所示。

图4 MBR膜处理（超滤）工艺RO两级反渗透工艺：MBR出水，先进入过滤器，经过简单的预处理，一级反渗透的膜浓液进入浓缩液池然后回填埋区回灌，膜清液进入二级反渗透膜，二级反渗透膜的膜浓液回到一级膜处理前进行再处理，若达标，则排放。

如图5-图6所示。

图5 RO一级反渗透工艺
图6 RO二级反渗透工艺另外，还有些辅助工艺，如冷却、加药等。

冷却工艺：当硝化池的温度超过最佳温度时，需要开启冷却塔风扇和循环泵。

如图7所示。

图7 冷却工艺加药工艺：在均衡池要进行pH的回调，需要加入酸碱调整。

提高氨氮去除率和反应速度，需要加入加磷酸盐等。

如图8所示。

3　SCADA系统介绍
3.1　系统组织架构
3.1.1　系统结构
该项目方案分三层结构：数据采集层、通讯层、监控中心层，如图9所示：
数据采集层：主要是现场控制器PLC，在设备运行的现场采集信号、控制设备。

通讯层：PLC通过串行或以太网等方式，上传到监控中心的服务器。

监控中心层：由数据服务器和工作站组成。

数据服务器完成现场数据的采集，并记录到服务器中。

工作站上运行KingSCADA，一方面，与工业库进行通讯，读取数据记录。

另一方面，通过组态画面、趋势、报表展示实时和历史数据。

3.1.2　软件部署
系统的监控软件主要部署在监控中心的服务器和客户端，如图10所示。

（1）监控中心服务器
在监控中心的数据服务器上，部署工业实时数据
库
83·案例篇·Application Chapter
84·案例篇·Application Chapter
远程客户
远程客户远程客户
WEB服务器
Kinq Historian 数据服务器
监控平台互为冗余
King Scada King Scada 监控平台
PLC
水泵
液位
水泵
水泵压力
温度
鼓风机
电动阀
流量
PLC PLC
监控平台
厂级交换机
广州环保局
KingHistorian和KingSCADA软件（完全版）。

在接收到现场发送的数据后，记录、存储，供工作站查询。

（2）监控中心工作站
在监控中心的工作站上，部署KingSCADA软件（运行版）。

作为客户端，从服务器上读取数据，完成数据展示功能、访问权限管理等。

图10 软件部署
3.2　现场采集监控系统
下位机控制采用PLC，模拟量输入约66个，开关量输出约72
个，监控的设备主要有鼓风机、水泵、电动阀等，传感器有压力、温度、液位、pH值等。

详细介绍如下：
鼓风机房：鼓风机4个，压力1个，流量2个；
生化工艺：搅拌器3个，水泵10个，氧化还原电位2个，溶解氧5个，浊度2个，氨氮仪1个，压力5个，流量6个，温度4个，pH值1个，液位5个；
膜处理工艺：水泵3个，压力5个，流量3个，温度2个，液位2个；
加药工艺：水泵8个，液位3个；
反渗透工艺：水泵14个（其中3个是共用），压力9个，流量2个，温度3个，pH值2个，液位3个；
冷却工艺：电风扇1个，循环水泵1个，温度1个。

水泵（包括搅拌器）控制方式有三种：手动控制、自动控制、变频控制。

3.3　控制中心软件性能和功能
工业实时数据库具备很多明显的优势和特点：
在网络结构支持方面，是真正的分布式客户机/服务器体系结构，提供良好的网络连通能力和分布式功能，支持多客户端－多服务器体系，允许在一个应用中存在多个实时数据库系统；允
许一个客户端同时访问多个数据库服务器；支持在服务器之间交换和共享数据。

在数据存储和检索方面：（1）支持单个测点15万条数据记
录/秒的存储，支持5万测点/秒的并发存储；（2）在数据检索时单客户端单点检索每秒查询峰值可以超过20万条记录，多点检索平均每秒查询多达10万条记录；（3）200客户端并发检索平均每秒查询多达2万条记录。

KingSCADA软件具有的特点如下：
软件提供开放的应用接口，如支持OPC、DDE，API，支持自动化接口、.NET接口、OLE接口、JAVA接口、通用数据库接口。

工业数据库系统提供如API、ODBC、OLEDB（ADO）、SDK等；支持C，C++， C#，VB等语言进行数据库开发；提供符合SQL-92标准的SQL接口，并支持扩展的SQL语句；提供
JAVA接口，支持跨平台的数据访问和操作。

控制中心的监控系统实现了各种功能：如工艺流程图、趋势报表等。

其中，工程画面包括：登陆画面、工艺流程画面、参数表显示画面、报警画面、报表画面、曲线画面等。

另外，SCADA 监控系统提供全面的冗余功能，本工程配置的是双IOServer冗余。

4 结束语
在该工程中，KingSCADA和工业实时数据库KingHistorian搭建的系统，经实践证明，系统设计合理，运行可靠，用户界面丰富，操作方便，简单实用，权限管理完善，最终取得了可观的经济效益。

由KingSCADA和KingHistorian组成的设备远程监控项目方案，已经在各个行业广泛应用，并取得良好效果。

图8 加药工艺
图9 系统结构
工业实时数据库
数据采集转发工具IOserver IOserver IOserver
数据采集转发工具数据采集转发工具。