典型MUNITANK污水处理工艺的控制逻辑简析

高彦生，王 坚

（1.中原环保股份有限公司，河南 郑州 450006；2.上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司，上海市 200092）

0 引言

随着科学技术的不断发展，人们的生活水平不断提高，大量的污水被排放到人们赖以生存的环境中。为了避免给城市造成污染，各地都在积极建设污水处理厂，以实现城市的可持续发展。在这个过程中，先进的污水自动化处理系统的设计十分重要。

1 MUNITANK工艺简介

MUNITANK工艺经UNITANK改良而成，最早UNITANK工艺是由比利时史格斯清水公司开发的，采用连续进水（AAO工艺）、周期交替出水（SBR工艺）相结合的运行方式。基本运行周期包括两个对称的运行阶段，即左侧进水右侧出水和右侧进水左侧出水两个主周期。图1为早期UNITANK系统示意图。

随着对TN、TP处理要求的提高，其除磷脱氮的效果比不上传统的AAO工艺。为了提高除磷脱氮的能力，UNITANK系统也进行了升级换代。改良后的UNITANK系统（改良型交替式内循环反应池，简称MUNITANK）的运行过程如下：污水进入左侧的池子中进行曝气，经过曝气再生后，污泥恢复活性；水流入下一个反应池，通过厌氧、缺氧、好氧过程的交替达到了对有机物、氮、磷的进一步降解，再经推流进入右侧沉淀池，由出水溢流堰溢出，剩余污泥由污泥管排出。一段时间后，经过左右边池的交替，开始了第二阶段的运行，边池的曝气/沉淀过程交换。这样周而复始，周期运行，实现了污水的净化以及高效的脱氮除磷。

简单地说，SBR工艺是周期进水，水在同一组池子中，按时序完成厌氧、缺氧、好氧的净化流程后进入深度处理。AAO工艺是连续进水，水流不断往前推进，经厌氧段、缺氧段、好氧段曝气沉淀后进入深度处理。MUNITANK工艺则是结合了两者的特点，厌缺氧段连续进水（AAO工艺），出水段周期交替出水（SBR工艺）。

图1 早期UNITANK系统示意图

2 一种典型的MUNITANK反应池简介

典型的MUNITANK反应池分为4格（见图2）。污水通过反应池厌缺氧段上方进水堰门进入反应池，首先流经厌缺氧段，再经混合液回流泵提升至好氧段，最后流入左右两格曝气沉淀池。左右两格曝气沉淀池，参考SBR工艺，交替运行，当一组池曝气静沉时，另一组池排水。

厌缺氧段的主要工艺设备有：进水堰门、搅拌器、混合液回流泵。

图2 一种典型的MUNITANK反应池示意图

曝气沉淀池主要工艺设备有：出水空气堰、曝气管蝶阀、回流污泥闸门、剩余污泥泵。

厌缺氧段由于连续进水，工艺设备运行均考虑连续运行。

曝气沉淀池设备主要分为2个周期：第一周期，1#池曝气静沉、2#池排水；第二周期，1#池排水、2#池曝气静沉。其中每个周期又可以细分为曝气、静沉 2个子周期。

3 MUNITANK反应池正常时序运行

（1）第1.1周期（1#池曝气、2#池排水）

打开1#池曝气管蝶阀（曝气）→保持1#池回流污泥闸门打开（污泥回流）→保持1#出水空气堰关闭（不排水）→1#剩余污泥泵停止→保持2#池曝气管蝶阀关闭→保持2#回流污泥闸门关闭→保持2#出水空气堰开启（排水）→2#剩余污泥泵间歇启动。

（2）第1.2周期（1#池静沉、2#池排水）

关闭1#池曝气管蝶阀（静沉）→关闭1#池回流污泥闸门（不回流）→保持1#出水空气堰关闭（不排水）→1#剩余污泥泵停止→保持2#池曝气管蝶阀关闭→打开2#回流污泥闸门（污泥回流）→保持2#出水空气堰开启（排水）→2#剩余污泥泵停止。

（3）第2.1周期（2#池曝气、1#池排水）

打开2#池曝气管蝶阀（曝气）→保持2#池回流污泥闸门打开（污泥回流）→保持2#出水空气堰关闭（不排水）→2#剩余污泥泵停止→保持1#池曝气管蝶阀关闭→保持1#回流污泥闸门关闭→保持1#出水空气堰开启（排水）→1#剩余污泥泵间歇启动。

（4）第2.2周期（2#池静沉、1#池排水）

关闭2#池曝气管蝶阀（静沉）→关闭2#池回流污泥闸门（不回流）→保持2#出水空气堰关闭（不排水）→2#剩余污泥泵停止→保持1#池曝气管蝶阀关闭→打开1#回流污泥闸门（污泥回流）→保持1#出水空气堰开启（排水）→1#剩余污泥泵停止。

表1为运行时序表。

表1 运行时序表

4 MUNITANK反应池工艺设备互锁逻辑

（1）对应曝气沉淀池曝气阶段(曝气管蝶阀开启)、出水空气堰不得出水（目的防止SS浓度超标排放）。

（2）对应曝气沉淀池曝气阶段(曝气管蝶阀开启)、回流污泥闸门开启状态（目的保持厌缺氧池活性污泥浓度）。

（3）一组边池正式进入排水阶段前，另一组边池不得停出水（目的保持单套系统出水连续）。

5 故障应急预案

5.1 厌缺氧池进水堰门故障

该堰门一般为保持常开或常闭状态，故障后一级报警，人工切换至现场手动控制，手动操作至需要的状态即可，故障忽略，MUNITANK继续自动运行。

5.2 厌缺氧池搅拌器故障

单组MUNITANK池缺氧池搅拌器4台、厌氧池搅拌器1台。

当厌缺氧池2台以内（含2台）搅拌器故障停止运行时，一级故障报警，MUNITANK池继续自动运行。

当厌缺氧池3台及4台搅拌器故障停止运行时，二级故障报警，MUNITANK池当前时序进行，下一周期禁止进入，且系统提醒是否关闭进水堰门、是否进入下一周期运行（3台及4台搅拌器故障时，人工紧急处理设备故障）。

5.3 厌缺氧池混合液回流泵故障

单组MUNITANK池设3台水平轴流泵，2用1备。

当1台泵故障时，一级报警，切换至备用设备运行。

当2台泵故障时，二级报警，MUNITANK池当前时序进行，下一周期禁止进入，且系统提醒是否关闭进水堰门、是否进入下一周期运行（人工紧急处理设备故障）。

当3台泵故障时，三级报警，需暂停该组MUNITANK池的进水，关闭进水堰门，其余设备按自动程序继续运行，视故障排除时间决定是否停止自动运行程序，建议4 h以上设备故障无法排除，即停止自动运行程序，停运该组生反池（设备故障排除后恢复运行）。

因设备故障停运生反池时，注意提醒关闭或调小风机运行频率。

5.4 曝气沉淀池曝气蝶阀故障

（1）当开启故障时，一级报警，故障忽略，系统继续自动运行。及时去现场排查原因。

（2）当关闭故障时，二级报警。及时去现场排查原因。

如因信号传输故障，现场故障排除，继续自动运行。

如电动头执行故障，该阀门手动操作至关到位（不停产），系统继续自动运行，阀门手动操作，直至故障排除。

如阀门抱死，无法手动关闭，故障30 min后系统自动关闭进水堰门，系统其他设备保持当前状态，系统切换至手动控制状态，该组生反池手动间歇进水运行（只运行另一组边池）。

两个曝气支管蝶阀均关闭时，调小风机运行频率。

5.5 曝气沉淀池出水空气堰

出水空气堰为MUNITANK反应池关键设备，通过调节空气压力，从而达到出水口排水、憋气的目的。出水空气堰控制设备由加补气电磁阀（电磁阀常闭）、排气电动阀、1套压力变送器组成。根据运行时序，结合压力信号，上位机对电磁阀、排气电动阀启闭控制。现场分别设有手动球阀作为电磁阀、排气电动阀的备用操作。

当电磁阀、排气电动阀设备开启故障时，手动操作手动球阀。直至故障排除。

当电磁阀关闭，排气电动阀设备关闭故障时，系统自动关闭进水堰门，系统其他设备保持当前状态，系统切换至手动控制状态，该组生反池手动间歇进水运行（只运行另一组边池）。

两个曝气支管蝶阀均关闭时，调小风机运行频率。

5.6 曝气沉淀池回流污泥闸门

（1）当开启故障时，二级报警。及时去现场排查原因。

（2）当关闭故障时，二级报警。及时去现场排查原因。

如因信号传输故障，现场故障排除，继续自动运行。

如电动头执行故障，如下两个模式可选：模式一，故障忽略，该闸门手动操作至关到位（不停产），系统继续自动运行，闸门手动操作，直至故障排除；模式二，闸门抱死，无法手动操作，闸门保持开状态，故障忽略，系统继续自动运行，直至故障排除。关注出水SS浓度。

5.7 剩余污泥泵

设备故障时，一级报警，故障忽略，系统继续自动运行。及时去现场排查原因，必要时更换库备泵。

5.8 仪表设置

在厌缺氧池设置ORP测量仪，在好氧池、曝气沉淀池设置DO、MLSS测量仪。在运行阶段，仪表读数仅作提示，当仪表读数超标时，一级报警，操作人员及时去现场排查原因，但系统继续自动运行。

6 结语

UNITANK工艺适用于各种规模的污水处理厂，其控制系统为全自动化模式，采用适用、可靠、先进、经济性为基本原则，充分考虑处理规模、工艺特点等综合因素，对污水处理过程进行实时监测和控制，保证出水水质、安全生产、降低运行成本，减轻劳动强度，提高劳动效率和效益，让生产管理更加精细和科学，与其他信息化、智能化系统配合，可以最终实现智慧工厂，其发展前景非常广阔。