【正文】 等物理、化學(xué)、生物化學(xué)等作用，使水達(dá)到凈化，這種方法有利于污水中水肥資源的利用和土壤微粒結(jié)構(gòu)的改善，但是，這種處理需要廣闊的土地面積，而且要注意對地下水的污染問題。在我國人均土地面積不足的情況下，土地處理法必須與污水的灌溉利用和污水土地利用處理還有一定差距。 人 工凈化就是人為的創(chuàng)造條件，使微生物大量繁殖，提高污水中微生物對水的凈化效率，主要包括活性污泥法與生物膜法，其中以活性污泥法采用較為普遍， 是目前國內(nèi)外城市但是也污水處理的主體工藝。傳統(tǒng)活性污泥法凈化已有較豐富的實踐經(jīng)驗和技術(shù)資料，運行可靠，果好，存在能耗較多和費用高等特有以下特點： ； ； 、非灌溉季節(jié)排放，又不會造成污染； ，進(jìn)行三級處理供工業(yè)回用打下基礎(chǔ)。 而國外的污水處理控制系統(tǒng)的特點： ，按照企業(yè)廠區(qū)的自身情況和工藝分成很多個控制站，相互之間一般獨立運行。并設(shè)有能中央控制室，在中央控制室里進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄和分析。 ，實施對水質(zhì)的實時監(jiān)控大大的提高了檢測精度。 ，為監(jiān)控系統(tǒng)的運行提供相應(yīng)的調(diào)整控制方式和信息。 與國外的污水處理相比較，我國的污水處理自動化起步較晚還有較多的不足： ，不能很好地實現(xiàn)。 ，好需要進(jìn)一步提高。 、級儀器的維護(hù)方面存在很多的技術(shù)問題。 足，對處理的效率和經(jīng)濟有很大的影響。 國內(nèi)污水處理分析： 國內(nèi)污水處理由于資金成本、環(huán)保意識等種種原因。污水處理的現(xiàn)狀還是與國外存在很大的差距。主要的處理方法有：活性污泥法（最為普遍）、生物膜法、反滲透法、離子交換法。 當(dāng)然這些方面宗合使用效果更加。以下介紹下最為普遍的活性污泥法： 基本原理 A/O 是 Anoxic/Oxic 的縮寫，它的優(yōu)越性是除了使有機污染物得到降解之外，還具有一定的脫氮除磷功能，是將厭氧水解技術(shù)用為活性污泥的前處理，所以A/O 法是改進(jìn)的活性污泥法。 A/O 工藝將前段缺氧段和后段好氧段串聯(lián)在一起， A 段 DO 不大于 ， O 段DO=2～ 4mg/L。在缺氧段異養(yǎng)菌將污水中的淀粉、纖維、碳水化合物等懸浮污染物和可溶性有機物水解為有機酸，使大分子有機物分解為小分子有機物，不溶性的有機物轉(zhuǎn)化 成可溶性有機物，當(dāng)這些經(jīng)缺氧水解的產(chǎn)物進(jìn)入好氧池進(jìn)行好氧處理時，提高污水的可生化性，提高氧的效率；在 缺氧段異養(yǎng)菌將蛋白質(zhì)、脂肪等污染物進(jìn)行氨化（有機鏈上的 N或氨基酸中的氨基）游離出氨（ NH NH4+），在充足供氧條件下，自養(yǎng)菌的硝化作用將 NH3N（ NH4+）氧化為 HO3，通過回流控制返回至 A 池，在缺氧條件下，異氧菌的反硝化作用將 NO3還原為分子態(tài)氮（ N2）完成 C、 N、 O 在生態(tài)中的循環(huán)，實現(xiàn)污水無害化處理 第二章 污水處理工藝及主要構(gòu)筑物 水處理概述 基本概念：簡單講，“水處理”便是通過物理及化學(xué)的手段，去除水中一些對生產(chǎn)和生活不需要額的物質(zhì)的過程。是為了適用于特定的用途而對水進(jìn)行的沉降及過濾等水質(zhì)調(diào)理的過程。常用的水處理包括：污水處理和應(yīng)用水處理兩種。一般包括一下三級處理： 一級處理是通過機械處理，如格柵和沉淀，去除污水中所含的石塊、砂石和脂肪、鐵離子、錳離子、油脂等。 二級處理是生物處理，污水中的污染物在微生物的作用下被降解和轉(zhuǎn)化為污泥。 三級處理是污水的深度處理，它包括營養(yǎng)物的去除和通過加氯、紫外輻射或臭氧技術(shù)對污水進(jìn)行消毒。可能會根據(jù)處理的目標(biāo)和 水質(zhì)的不同，有的污水處理過程并不是包含上述所有過程。 SBR 污水處理工藝 SBR 污水處理工藝即序批式活泥法，全稱：序列間歇式活性污泥 (Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process),簡稱 SBR 間歇式活性污泥法污水處理工藝， SBR工藝。它是近幾十年來活性污泥處理系統(tǒng)中較引人注目的一種廢水處理工藝。自 20 世紀(jì) 80 年代起，國外將此工藝逐步應(yīng)用與工業(yè)化生產(chǎn)。近年來，國內(nèi)對 SBR 工藝的應(yīng)用也日益增多。從我國及美國、加拿大等國家的應(yīng)用情況看， SBR 是一種高效、經(jīng)濟、可靠、管理簡便、適合中小水量污水處理的工藝，符合我國國情的活性污泥法，有廣闊的應(yīng)用前景。它是基于以懸浮生長的微生物在好氧條件下對污水中的有機物、氨氮等物污染物進(jìn)行講解的廢水生物處理活性污泥的工藝。按時序來間歇抱起方式運行，改變活性污泥生長環(huán)境的，被全球廣泛認(rèn)同和采取的污水處理技術(shù)。 一種具有代表性的 SBR 工藝流程是：通過格柵預(yù)處理的廢水進(jìn)入集水井，由潛污泵提升進(jìn)入 SBR 反應(yīng)池，采用水流曝氣機充氧，處理后的水又排水管排出，剩余污泥靜壓后，有 SBR 池排入污泥井，污泥作為肥料。 分批式操作：時間分割的操作方式替代空間分割的 空間操作方式，如 SBR 運用周期由進(jìn)水時間、反應(yīng)時間、沉淀時間、潷水時間、排泥時間和空閑時間，可以適當(dāng)靈活調(diào)節(jié)。 SBR 工藝優(yōu)點：污水適應(yīng)性強，建設(shè)費用較低。 缺點：運行穩(wěn)定性差，容易發(fā)生污泥膨脹和污泥流失，分離效果不夠理想。 （ 1）中小城鎮(zhèn)生活污水和廠礦企業(yè)的工業(yè)污水，尤其是間歇排放和流量變化較大的地方； （ 2）需要較高出水水質(zhì)的地方，如風(fēng)景游覽區(qū)、湖泊和港灣等，不但要去除有機物還要求出去水中的磷，防止和湖泊的富營養(yǎng)話化； （ 3）水 資源緊缺的地方。 SBR 系統(tǒng)可在生物處理后進(jìn)行物化處理，不需要增加設(shè)施，便于水資源的回收利用。 （ 4）用地緊張的地方。 （ 5）對以建設(shè)的污水處理廠的改造等。 4. SBR 工藝還有獨特的特點。 優(yōu)點： (1)處理工藝流程簡單分為五個階段：進(jìn)水、曝氣、沉淀、排水、待機。 (2)構(gòu)建物數(shù)量少、造價低：不需要設(shè)出沉池及二沉遲，污泥回流設(shè)施，調(diào)節(jié)池也可省略。便于操作和維護(hù)管理。避免了傳統(tǒng)厭氧反應(yīng)器處理效率低、占地大的缺點。 (3)結(jié)構(gòu)簡單 污水處理流程圖 首先污水通過總管道進(jìn)入污水處理系統(tǒng)。污水首先經(jīng)過粗柵格過 濾掉較大的雜質(zhì)，然后污水經(jīng)過細(xì)柵格過濾掉較小的雜質(zhì)，由提升泵輸送到沉淀池。接下來在沉淀池中進(jìn)行水質(zhì)的調(diào)節(jié)，為下一步的反應(yīng)池的處理進(jìn)行準(zhǔn)備。污水由提升泵打到反應(yīng)池中進(jìn)行岀磷脫氨處理。反應(yīng)完成后上層的清澈液取出供用戶使用。池底的污泥一部分通過剩余污泥泵返回反應(yīng)池，另一部分送到污泥處理車間進(jìn)行泥餅的制作。工藝流程圖如圖 所示： 柵格中井水集柵格細(xì)砂塵流平池S B R加氯接觸室集 泥 井污 泥 濃 縮 一 體 機 池泥 餅 外 運出 水進(jìn) 水污 泥泵圖 污水處理主要構(gòu)筑物 柵格間沉淀池曝氣室污泥消化池 在排水工程中，格柵是用來去除可能堵塞水泵機組及管道閥門的較粗大懸浮物，并 保證后續(xù)處理設(shè)施能正常運行，是由一組（或多組）想平行的金屬柵條和框架組成，傾斜安裝在進(jìn)水的渠道里，或進(jìn)水泵站集水井的進(jìn)口處，以攔截污水中粗大的懸浮物及雜質(zhì)。其主要由進(jìn)水井、過水渠組成。 格柵采用階梯式格柵：階梯式格柵除污是從國外的一種新型格柵除污設(shè)備，其運作特點是沒有耙斗，使用成排的階梯式柵條，靠隔排柵條固定，隔排柵條可移動，運作時柵條向上旋轉(zhuǎn)，將截留的柵渣輸送至上一個階梯，一級一級到達(dá)頂部的卸料口。階梯式格柵是一種自清式棒式細(xì)格柵，具有去除污物效率高、耐磨損、體積小、結(jié)構(gòu)靈活和可提升出水面維修等優(yōu)點。常見 的其他類型細(xì)格柵清污機安裝就位后，地面以上部分一般有 2m 高度，而階梯式細(xì)格柵只需約 ，所需凈空較低，可降低廠房高度。 其按使用功能分為初次沉淀池和二次沉淀池。初次沉淀池是生物處理法中的預(yù)處理，去除 30%的 BOD5 和 55%的懸浮物；二次沉淀池是生物處理構(gòu)筑物后，是生物處理工藝的組成部分。其按水流方向分為平流式沉淀池、豎流式沉淀池和輻流式沉淀池三種。平流式沉淀池的池型是長方形，一端進(jìn)水，另一端出水，儲泥斗在池進(jìn)口；豎流式沉淀池的池內(nèi)水流由上而下，而拂柳是沉淀池的水流向四周輻流，他們的池型多位圓 形，也有放行或多邊形的，在池中央進(jìn)水，池四周出水，儲泥斗在池中央。 沉淀池一般有豎流式、平流式、斜管 /斜板式、以及輻流式等等。根據(jù)位置可分為初沉、中沉和后面的二沉地，初沉主要是出沙和 SS（大顆粒懸浮物），中沉和二沉一般是沉降活性污泥或者化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的其它污泥。其作用是用來處理廢水中的固體懸浮物，使進(jìn)入下一個沉淀池的廢水渣滓更少；否則，直接排入二級沉淀池會堵塞過濾通道。無法實現(xiàn)二次果綠的目的。 曝氣池是生化處理的主反應(yīng)池，是污水處理的主要工藝階段。利用活性污泥法進(jìn)行污水處理的構(gòu)筑物。池內(nèi)提供一定污 水停留時間，滿足好氧微生物所需要的氧量以及污水與活性污泥充分接觸的混合條件。 曝氣池說簡單點就是普通的活性污泥池，曝氣池利用活性污泥法進(jìn)行污水處理的構(gòu)筑物。池內(nèi)提供一定污水停留時間，滿足好氧微生物所需要的氧量以及污水與活性污泥充分接觸的混合條件。 消化污泥是經(jīng)過好氧消化或厭氧消化的污泥，所含有機物質(zhì)濃度有一定程度的降 低，并趨于穩(wěn)定，又被熟污泥。在好氧或厭氧條件下進(jìn)行消化，使污泥中揮發(fā)物含量降低到固體相對地不易腐爛和不發(fā)惡臭，污泥厭氧消化的目的：減少污泥體積、穩(wěn)定污泥性質(zhì)、提高污泥的脫水效果、 利用產(chǎn)生的甲烷氣體。 典型的污泥處理的工藝流程，包括四個處理或處理階段。第一階段為污泥濃縮，主要目的是使污泥初步減容，減小后續(xù)處理構(gòu)筑物的容積或設(shè)備容量；第二階段為污泥消化，使污泥中的有機物分解；第三階段為污泥脫水，是污泥進(jìn)一步減容；第四階段為污泥處置，采用某種途徑將最終的污泥予以消納。 污水處理廠集散控制系統(tǒng) DCS 是分散控制系統(tǒng)（ Distributed Control System）的簡稱，國內(nèi)一般習(xí)慣稱為集散控制系統(tǒng)。集散控制系統(tǒng)是以微處理為基礎(chǔ)的對生產(chǎn)過程進(jìn)行集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制的 集中分散控制系統(tǒng)，簡稱 DCS 系統(tǒng)?；舅枷胧欠稚⒖刂啤⒓胁僮?、分級管理、配置靈活、組態(tài)方便。 的特點 (1)高可靠性：由于 DCS 將系統(tǒng)控制功能分散在各個計算機上實現(xiàn)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用容錯設(shè)計，以此當(dāng)一臺計算機出錯時不會導(dǎo)致系統(tǒng)的其他功能的喪失。此外，由于系統(tǒng)中的各個計算機所承擔(dān)的任務(wù)比較單一，可以針對需要實現(xiàn)的功能采用具體特定結(jié)構(gòu)和軟件的專用計算機，從而系統(tǒng)的可靠性大大提高。 (2)開放性： DCS 采用開放式、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化，系統(tǒng)中各個計算機采用局域網(wǎng)方式通信及傳輸，當(dāng)需要改變或擴充系統(tǒng)功能時，可將新 增計算機便捷的連入系統(tǒng)通信中或從網(wǎng)絡(luò)中卸載下來，幾乎不會影響其它計算機的工作。 (3)靈活性：通過組態(tài)軟件根據(jù)不同的流程應(yīng)用對象進(jìn)行軟件組態(tài)，即確定測量與控制信號及相互連接關(guān)系、從控制算法庫選擇適用的控制規(guī)律以及從圖形庫調(diào)用基本圖形組形成所需的各種監(jiān)控和報警畫面，從而方便地構(gòu)成所需的控制系統(tǒng)。 (4)協(xié)調(diào)性：各工作站之間通過通信網(wǎng)絡(luò)傳送各種數(shù)據(jù)，整個系統(tǒng)信息共享，協(xié)調(diào)工作，以完成控制系統(tǒng)的總體功能和優(yōu)化處理。 從結(jié)構(gòu)上劃分， DCS 包括過程級、操作級和管理級。 過程級主要由過程控制站、 I/O 單元和現(xiàn)場儀表組成，是系統(tǒng)控制功能的主要實施部分。 操作級包括：操作員站和工程師站，完成系統(tǒng)的操作和組態(tài)。 管理級主要是指工廠管理信息系統(tǒng)（ MIS），作為 DCS 更高層次的應(yīng)用，目前國內(nèi)紙行業(yè)應(yīng)用到這一層的系統(tǒng)較少。 DCS 的控制程序： DCS 的控制決策是由過程控制站完成的，所以控制程序是由過程控制站執(zhí)行的。 典型的 DCS 體系結(jié)構(gòu)如圖 所示： 操 作 員 站 其 他 功 能 站工 程 師 站操 作 員 站主 處 理 器現(xiàn) 場 控 制 站I / O I / O現(xiàn) 場I / O現(xiàn) 場總 線儀 表主 處 理 器現(xiàn) 場 控 制 站I / O I / O現(xiàn) 場I / O現(xiàn) 場總 線儀 表現(xiàn) 場 總 線 網(wǎng) 絡(luò)現(xiàn) 場 總 線 網(wǎng) 絡(luò)系 統(tǒng) 網(wǎng) 絡(luò) 圖 典型的 DCS 體系結(jié)構(gòu) DCS 的過程控制站是一個完整的計算機系統(tǒng)，主要由電源、 CPU（中央處理器）、網(wǎng)絡(luò)接口和 I/O 組成。 I/O：控制系統(tǒng)需要建立信號的輸入及輸出通道，這就是 I/O。 DCS 中的 I/O 一般是模塊化的，一個 I/O 模塊上有一個或多個 I/O 通道，用來連接傳感器和執(zhí)行器（調(diào)節(jié)閥）。 I/O 單元：通常，一個過程控制站由幾個機架組成，每一個機架可以擺放一定數(shù)量的模塊。 CPU 所在的機架被稱為 CPU 單元，同在一個過程站中只能有一個 CPU 單元，其他只用來擺放 I/O 模塊的機架就是 I/O 單元。 第三章 硬件部分設(shè)計 PLC 工作原理及特點 國際電工委員會 IEC 對對 PLC 的定義：是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，是專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的。不僅可以進(jìn)行邏輯控制，也可以對模擬量進(jìn)行控制。它采用一類可編程的存儲器，由于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算，順序控制、定時、計數(shù)與算數(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字量或模擬式輸入 /輸出控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。 PLC 及其有關(guān)外部設(shè)備，都按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個整體，易于擴沖