【正文】 如復(fù)合堿、氯氣、油絮凝劑等。 總體而言， AB法工藝較適合于污水濃度高，具有污泥消化等后續(xù)處理設(shè)施的大中規(guī)模的城市工業(yè)污水處理廠，且有明顯的節(jié)能效果，而對于有脫氮要求的城市工業(yè)污水處理廠，一般不宜采用。 B段與常規(guī)活性污泥法相識，負(fù)荷較低。 A2/O 法也是在傳統(tǒng)活性污泥法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種工業(yè)污水處理工藝，其中 A2，即 AA，前一個 A 代表 Anaerobic（厭氧的），后一個A 代表 Anoxic（缺氧的）； O代表（好氧的）。該工藝的優(yōu)點有：有機物去除率高，污泥負(fù)荷 高，池的容積小，耗電省，運行成本低。因此，在選擇工業(yè)污水處理工藝的時候必需要認(rèn)真考慮當(dāng)?shù)匚鬯那闆r，以及實際的工業(yè)污水處理的環(huán)境。按物理形態(tài)，污水中的污染物質(zhì)可分為固體懸浮物即呈顆粒狀的污染物質(zhì)、膠體污染物質(zhì)和溶解性污染物質(zhì)。水資溝的匱乏和水資源的污染，己經(jīng)嚴(yán)重的影響了人民的日常生活 ，嚴(yán)重的影響了我國的經(jīng)濟建設(shè)和發(fā)展。因此，從環(huán)保、注水等多方面的因素考慮，對于工業(yè)污水處理非常有必要。這些工業(yè)污水處理廠的投入對國家的水體污染改善起了關(guān)鍵的作用，也為人類治理水污染積累了豐富的經(jīng)驗。研究成果己被應(yīng)用于大 批工業(yè)污水處理廠。這些現(xiàn)象都是水污染產(chǎn)生的嚴(yán)重后果，因此工業(yè)污水處理項目的實施已經(jīng)刻不容緩。 我國淡水資源不斷減少，而且污染現(xiàn)象較為嚴(yán)重。湖南鐵路科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院 PLC 課程設(shè)計 題 目：基于 PLC 的 污水處理控制系統(tǒng) 專 業(yè)：機電一體化 系 部：機械工程系 姓 名：夏俊武 班 級：機電一體化 3092 班 目 錄 1 緒 論 ............................................................ 1 工業(yè)污水處理的國內(nèi)外現(xiàn)狀 .................................... 1 課題的背景 .................................................. 2 研究目的和意義 .............................................. 3 課題主要設(shè)計的內(nèi)容 .......................................... 3 2 工業(yè)污水處理控制系統(tǒng)總體介紹 ..................................... 4 工業(yè)污水處理基本概念 ........................................ 4 常用的工業(yè)污水處理工藝 ...................................... 4 工業(yè)污水處理系統(tǒng)控制形式 .................................... 7 工業(yè)污水處理系統(tǒng)的功能要求 .................................. 8 3 硬件系統(tǒng)配置 .................................................... 10 主要組成部分 ............................................... 10 電氣控制系統(tǒng) .............................. 錯誤 !未定義書簽。淡水資源的短缺己經(jīng)成為我國急需解決的問題。氣象學(xué)家預(yù)測， 2100 年全球變暖加劇，地表將有 1/3的面積變?yōu)樯衬?，那時，干旱將威脅全球一半的大陸人類的生存。在人工處理技術(shù)方面，“八五”對高負(fù)荷活性污泥、高負(fù)荷生物膜、一體化氧化溝技術(shù)進行了深入研究。至 70 年代末，美國投入了數(shù)千億美元興建了 18000 余座城市工業(yè)污水處理廠，英國、法國、德國更耗費了巨額資金興建了 7000 至 8000 座城市工業(yè)污水處理廠。所以水資源也是一種保護。超過洪澇災(zāi)害。按化學(xué)性質(zhì)，污水中的污染物質(zhì)可分為無機性物質(zhì)和有機性物質(zhì)，其化學(xué)元素以炭、氮、磷為主。 常用的工業(yè)污水處理工藝 不同的工業(yè)污水處理對象，不同的工業(yè)污水處理環(huán)境，將需要有不同的工業(yè)污水處理工藝來處理。 圖 21 傳統(tǒng)活性污泥法工藝流程圖 污水中的有機物在曝氣池停留的過程中，曝氣池中的微生物吸附污水中的大部分有機物，并且在曝氣池中被氧化成無機物，然后在沉淀池中經(jīng)過沉淀后的部分活性泥需要回流到曝氣池中。其工藝流程圖如下： 圖 22 A/O 法工藝流程圖 （ 3） A2/O 法。高負(fù)荷段停留時間約為 20~40min，以生物絮凝吸附作用為主，同時發(fā)生不完全氧化反應(yīng)，去除 BOD達(dá) 50%以上。對于污水濃度低 的場合， B段也比較困難，也難以發(fā)揮優(yōu)勢。在除砂池系統(tǒng)中細(xì)格柵和轉(zhuǎn)鼓清污機進一步凈化污水中的細(xì)小顆粒物體，將污水中的細(xì)小沙粒濾除后進入氧化溝反應(yīng)池。 湖南鐵路科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 （論文） 8 工業(yè)污水處理系統(tǒng)的功能要求 工業(yè)污水處理系統(tǒng)的主要功能是完成對城市污水的凈化的作用，將城市中排除的污水通過該系統(tǒng)處理后，輸出符合國家標(biāo)準(zhǔn)的水質(zhì)。 （ 1）按鈕輸入檢測。曝氣過程是工業(yè)污水處理系統(tǒng)中最重要的環(huán)節(jié)，為了保證微生物所需要的氧氣，必須檢測污水中的含氧量，并通過曝氣機增加或減少其含氧量。 主要組成部分 工業(yè)污水處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，設(shè)備較多，在氧化溝中其控制過程及原理大致相同，都是通過控制曝氣機的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)污水中的含氧量，其基本組成如圖 31所示。沉砂池中分離機的運行和后續(xù)處理中的轉(zhuǎn)碟曝氣機的運行同步，即啟動轉(zhuǎn)碟曝氣機的時候同時啟動分離湖南鐵路科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 （論文） 11 機，對沉砂池中的沙粒進行排除。沉淀系統(tǒng)主要設(shè)備為刮泥機，其功能是對進行氧化溝處理后的污水進行物理沉淀，將污泥和清水分離，刮泥機在整個系統(tǒng)啟動后就開始持續(xù)運行。操作面板主要包括手動、自動、各類設(shè)備的啟動按鈕等。 (1）接通電源，啟動自動控制方式，啟動潛水?dāng)嚢杵骱凸文鄼C。三臺電機分別為潛水泵電機（ M1）、清污機電機（ M2）、轉(zhuǎn)碟曝氣機電機（ M3）。正好可以滿足控制系統(tǒng)的 I/O 需求。 4 軟件系統(tǒng)設(shè)計 采用西門子公司為 S7— 200 系列 PLC 開發(fā)的 STEP7— Micro/WIN32 作為編程軟件，上面介紹了工業(yè)污水處理控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、工作原理和電氣控制部分的結(jié)構(gòu)，硬件結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計基本完成后，就要開始軟件部分的設(shè)計，根據(jù)控制系統(tǒng)的控制要求和硬件部分的設(shè)計情況及 PLC 控制系統(tǒng) I/O 的分配情況，進行軟件編程設(shè)計。 （ 2）啟動粗格柵系統(tǒng)。 BOD 是指在有氧條件下，降解有機物所需的氧量。為了使微生物的活動最佳化，應(yīng)該使供氧量與消耗的氧量相等，或稍大一些。 氯氣投加系統(tǒng)具有大慣性、大滯后的特點，其過渡過程和純滯后時間均較長，并且系統(tǒng)的干擾因素較多，對這樣一個系統(tǒng)，使用一般的 PID 調(diào)節(jié)很難滿足控制要求。常規(guī)的 PID 控制器的描述如式（ ）所示： （ ） 其中各參 數(shù)代表的意義是： Un：控制器的輸出 En：控制器偏差輸入 ECn：系統(tǒng)誤差變化率 kp：比例增益 ki：積分增益 n i=0 U n=kpEn+ki∑ Ei+KdECn 湖南鐵路科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 （論文） 21 kd：微分增益 比例增益 kp 使控制器的輸入輸出成一一對應(yīng)比例關(guān)系。但是，同時又會使系統(tǒng)容易受到高頻干擾的影響。 USS 協(xié)議指令在STEP7— MICRO/WIN32指令樹的庫文件夾中， STEP7— MICRO/WIN32指令庫提供 14個子程序、 3個中斷程序和 8條指令來支持 USS協(xié)議。 硬件系統(tǒng)的調(diào)試 按照系統(tǒng)設(shè)計要求將各硬件接線接好。以及污泥脫水系統(tǒng)程序，以下將分別介紹各個子程序的工作過程。 湖南鐵路科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 （論文） 24 圖 37 粗格柵系統(tǒng)工作流程圖 潛水泵程序主要控制潛水泵的運行和停止，其工作過程包括以下幾個方面： （ 1）自動過程開始啟動潛水泵。 （ 3） 2h 定時到，運行細(xì)格柵機 20min，循環(huán)進行。 （ 4）若液面高于最高位傳感器時，啟動定時。 湖南鐵路科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 （論文） 28 圖 312 污泥脫水系統(tǒng)工作流程圖 污水處理的相關(guān)程序如下所示。運行粗、細(xì)格柵機，進行間歇運行，即運行一段時間然后停止一段時間，循環(huán)進行。 ⑤ 定時到后，若液面仍持續(xù)處于高位傳感器，則輸出報警信號?？刂葡到y(tǒng)能根據(jù)外界溶解氧儀檢測反饋的模擬量信號輸入的狀態(tài)來控制清污機、潛水泵，以及污泥回流泵的啟停，因此需要按照液位傳感器和液位差計反饋來的信息進行判斷處理，然后再進行輸出控制。熟悉了 PLC 硬件的工作原理，完成了整個系統(tǒng)的模擬調(diào)試，通過對系統(tǒng)的不斷修改和調(diào)試，基本上達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計要求。 湖南鐵路科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 （論文） 34 參考文獻(xiàn) [1]常曉玲 .電氣控制系統(tǒng)與可編程控制器 [M].北京：機械工業(yè)出版社 ， 20xx. 1. 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