在發(fā)達國家,,每人每年平均產(chǎn)生0.5噸-1.25噸垃圾,。但這些垃圾將堆在 何處?根據(jù)美國環(huán)境保護協(xié)會統(tǒng)計,,預計在美國每年將產(chǎn)生2.51億噸固態(tài)垃圾,,大約32.5%的垃圾是可回收或堆肥,12.5%的垃圾可焚燒,還有55% 的垃圾進行填埋處理,。在英國,,垃圾填埋數(shù)據(jù)同樣在攀升。目前,,英國大量的市政垃圾(超過85%)被送至垃圾填埋場,。
英國當?shù)卣峁┙ㄔ炖盥駡龅耐恋兀幚砑彝ゼ捌渌惱?。但這些土地不會永久性成為垃圾填埋場,。土地作為垃圾填埋場15年后,該土地必須完好無 損歸還,。這便需要收集,、處理、排除滲漏污水,,在濕度大及雨水滲入垃圾的情況中會發(fā)生污水滲漏,。當水滲入固態(tài)垃圾中,它會造成污染(有機及無機化學物質(zhì),、金 屬,、生物垃圾)并變成滲漏污水。
當它到達地下水或公共下水道系統(tǒng)前,,防漏及滲漏污水處理是極其關(guān)鍵的,,不僅要保持垃圾填埋場的完善環(huán)境,還要服從管制 條約,。例如1975年的有害垃圾沉淀事件,,沒有達到規(guī)范,而導致巨額罰款,。所以,,負責垃圾填埋項目的自動化及控制專家必須應(yīng)對滲漏污水,并確保建立的排水 參數(shù),,以順利排出污水,。主要參數(shù)包括:
收集滲漏污水
遠程監(jiān)控污水滲漏程度
從滲漏污水中去除甲烷及氮氣
控制滲漏污水PH值高于排入公共下水道系統(tǒng)的水
報警及任何關(guān)鍵事件
事件記錄及所有處理問題數(shù)據(jù)收集
垃圾填埋場數(shù)據(jù)遠程存檔
System Devices 系統(tǒng)設(shè)備公司, Opto 22集成商
位于英國的系統(tǒng)設(shè)備公司是Opto 22的系統(tǒng)集成商,,提供自動化系統(tǒng),,及技術(shù)支持。公司配備自動化及監(jiān)控系統(tǒng),、管理控制及數(shù)據(jù)采集(SCADA),、機器人方面的專家。在近幾年,,公司為多個 垃圾填埋工作提供控制系統(tǒng),,不僅滿足其當前需要,而且非常靈活,無需改變軟硬件即可進行擴展,。根據(jù)英國系統(tǒng)設(shè)備公司Darren Weissenborn所說,,這些滲漏污水管理系統(tǒng)均使用Opto 22 SNAP PAC可編程自動化控制器及I/O作為關(guān)鍵組件,使垃圾填埋場操作人員與垃圾填埋相連接,,連續(xù)控制,,并從泵、閥門及其他分站,、水池,、控制中心、所有獨立站 點的設(shè)備獲得數(shù)據(jù),。
泵水及處理
垃圾填埋場非常龐大,,沿著周邊常有一些不同種類耐用的、防刺穿合成塑料(例如高密度聚乙烯),,用以確保堆集的垃圾不被雨水沖走,,防止污染周圍土地或河 流。Weissenborn說在Lancashire垃圾填埋場滲漏污水通過管道引入填埋場周圍的井中,,再用水泵抽出后送回大型水池中,,作為儲存和處理,。 控制井內(nèi)液位防止溢出是非常有必要的,,為此每個井配有各自的控制單元,帶I/O匯總?cè)缌髁考耙何粩?shù)據(jù),。
污水滲漏
特別地,,位于Lancashire的垃圾填埋場的污水滲漏管理系統(tǒng),該系統(tǒng)使用基于機架式的PAC,,作為主控制器,。這 款控制器可連接以太網(wǎng),允許進入有線及無線的網(wǎng)絡(luò),,實現(xiàn)有效,、廣泛的監(jiān)控與管理。該系統(tǒng)數(shù)字輸入包括電導傳感器界面及浮球開關(guān),,探測站點的液位,。數(shù)字輸出 驅(qū)動數(shù)十個控制閥門,像泵一般工作,,驅(qū)散滲漏污水中的化學物質(zhì),。模擬輸入可追蹤PH值、化學罐數(shù)值,、壓力值,;而模擬輸出改變設(shè)備的操作工藝參數(shù),如供料及 污泥泵。
"控制單元界面與每個泵相互協(xié)調(diào)",,eissenborn說,。"它們與傳感器相連接,控制何時以及基于設(shè)定的液位泵多 久運行一次,。我們通過Modbus/TCP用無線以太網(wǎng)連接通訊,,監(jiān)控溫度、液位,、泵的狀態(tài)及任何錯誤狀態(tài),,Modbus/TCP一種應(yīng)用層工業(yè)協(xié)議,我 們的設(shè)備與Opto 22硬件均支持這種協(xié)議",。系統(tǒng)調(diào)節(jié)泵運作,,增加中和物質(zhì),用PH調(diào)節(jié)劑提高或減弱PH值,,或者治理水質(zhì),,防止輸送管被腐蝕、溶解,,影響水的輸送,。一旦污水滲漏的氨及PH值服從規(guī)定的方針,最終將排入公共管道系統(tǒng),。
如圖堤岸防止填埋場溢出污染環(huán)境
Weissenborn說盡管監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集通過分布式控制單元操作,,所有的控制由位于填埋控制中心的SNAP PAC主控器進行控制。經(jīng)公司設(shè)計,,控制器執(zhí)行最優(yōu)化操作,,近距離調(diào)節(jié)水池與井中的液位,自動決策其水量關(guān)系,。例如,,SNAP PAC提供壓力輸出給執(zhí)行開關(guān)(變速驅(qū)動)設(shè)置泵的速度。根據(jù)水池與井的情況,,選擇不同的差壓值可減慢或加速泵的運動,。當液位在允許范圍內(nèi),控制系統(tǒng)自動 減速運行,。不僅優(yōu)化了操作,,也延長了填埋場中價格昂貴的泵的使用壽命。
磚墻在填埋場被設(shè)計為防溢出的,,可承受污水滲漏,。大多數(shù)污水滲漏處理代替了"堤岸"區(qū)域。Weissenborn說,,垃圾填埋場測試氨水液位及PH值,??刂葡到y(tǒng)調(diào)節(jié)泵運作,增加中和物質(zhì),,用PH調(diào)節(jié)劑提高或減弱PH值,,或者治理水質(zhì),防止輸送管被腐蝕,、溶解,,影響水的輸送。一旦污水滲漏的氨及PH值服從規(guī)定的方針,,最終將排入公共管道系統(tǒng),。
人機界面及警報
模擬數(shù)字I/O端口通過Modbus /TCP與網(wǎng)絡(luò)開關(guān)無線連接,輸送數(shù)據(jù)給控制器
如Weissenborn所說,,如果填埋場發(fā)生超出規(guī)定操作范圍的情況,,控制系統(tǒng) 獲取錯誤并及時發(fā)出報警是極其重要的。因此,,英國系統(tǒng)設(shè)備公司污水滲漏管理系統(tǒng)在一下情況會自動發(fā)出警報:低化學液位,、不正常的閥門或泵狀態(tài),泵動作失 敗,,危險的PH值,、甲烷以及氨水濃度。整個系統(tǒng)及報警都在填埋場控制中心的SCADA計算機的HMI屏幕可見,,系統(tǒng)監(jiān)測到任何警報狀態(tài),,就記錄在計算機 中,以校正問題,。對于外部報警,,無論何時填埋場出現(xiàn)危機,,如電力損失或者接觸開關(guān)動作失敗,,還有泵動作失敗、低化學液位等,,Opto 22 SNAP PAC控制器向指定手機發(fā)送短消息報警(即文字消息),。
獲取數(shù)據(jù)
通過安全的包圍整個站點的有線/無線以太網(wǎng)連接監(jiān)測現(xiàn)場情況,所有收集的數(shù)據(jù)記錄,、存儲于SCADA計算機的硬盤中,,它負責歷史數(shù)據(jù)的收集并滿足記錄。為了更好做到這點,,英國系統(tǒng)設(shè)備有限公司設(shè)計了一種網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),,充分利用
SNAP PAC雙以太網(wǎng)界面。
"我們已成功分割我們的網(wǎng)絡(luò),,使用一個控制器的以太網(wǎng)口,,專用于監(jiān)測與控制,,其余的控制器用于與計算機及數(shù)據(jù)庫通 訊,"Weissenborn說,。"這個設(shè)計提供了更好的網(wǎng)絡(luò)流量管理,,并降低了建立嵌入式防火墻的風險,防火墻將填埋場與病毒或其他可能進入公司網(wǎng)絡(luò)的 威脅相隔離,。
遠程連接
垃圾填埋場操作人員必須確定自動化系統(tǒng)不僅可以最優(yōu)化管理污水滲漏,,而且還可以匯總確認數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)是排出和疏散污染物的標準,,,、而不能在未達標時 排入公共下水道系統(tǒng)。由于填埋場遠離居民住宅區(qū),,這些自動化系統(tǒng)必須提供安全的,、遠程連接相關(guān)責任人員。為了滿足這需求,,英國系統(tǒng)設(shè)備有限公司一旦發(fā)生問 題,,系統(tǒng)將發(fā)送短消息通知員工,并通過ADSL寬帶以及安全虛擬網(wǎng)絡(luò)計算機軟件遠程連接,。通過這個方法,,實現(xiàn)對任何故障問題的糾正及原因鑒別。
"如今我們擁有污水滲漏管理系統(tǒng),,我們設(shè)計了控制程序,,定義了操作參數(shù),覆蓋了填埋場整個設(shè)備及儀 器,,"Weissenborn說,。"系統(tǒng)也為我們提供歷史數(shù)據(jù),長時間存儲于計算機系統(tǒng)中,,優(yōu)勢在于它是可組合,、適應(yīng)性強的,因此我們能夠簡便地為其他填 埋場客戶制定系統(tǒng),、對系統(tǒng)進行變動,。