【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 .............................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 參考文獻(xiàn) ........................................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 致 謝 ................................................................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 附錄 A PLC 和變頻器通訊 ........................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 附錄 B PLC 控制程序 ................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 城市污水處理系統(tǒng)中（泵站）變頻調(diào)速控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（ PLC+變頻器方案） 1 1 章 緒 論 水與人的生活息息相關(guān)，特別在現(xiàn)代社會(huì)生活及生產(chǎn)中人們對(duì)水的需求量與日俱增。然而，水資源是有限的。據(jù)報(bào)道我國(guó)人均擁有淡水量為 2400 噸，為世界平均值的1/4，在全球 149 個(gè)國(guó)家（參與統(tǒng)計(jì)國(guó)家中），我國(guó)人均淡水資源位居 110 位，屬于淡水資源貧乏的國(guó)家。而且我國(guó)水資源時(shí)空分布極不均衡，全國(guó) 500 多個(gè)城市缺水，其中多個(gè)嚴(yán)重缺水，北方地區(qū)缺水現(xiàn)象尤其嚴(yán)重，人均擁有淡水量?jī)H有 240 噸。令人擔(dān)憂的是淡水總量日益減少，用水成本不斷升高，淡水的浪費(fèi)非常嚴(yán)重。我 國(guó)北方地區(qū)水資源的超采，己形成漏斗地勢(shì)、水位下降、湖泊干涸、河水?dāng)嗔鳌⑸鷳B(tài)惡化。淡水資源的短缺己經(jīng)成為我國(guó)急需解決的問(wèn)題。 我國(guó)淡水資源不斷減少，而且污染現(xiàn)象較為嚴(yán)重。隨著社會(huì)的發(fā)展，水資源已經(jīng)成為影響工業(yè)發(fā)展的重要因素，現(xiàn)代工業(yè)中生產(chǎn)工藝和設(shè)備對(duì)水質(zhì)要求越來(lái)越高。但是我國(guó)工業(yè)用水耗費(fèi)高，重復(fù)利用水少，中水使用率不高，有關(guān)資料顯示，我國(guó)的工業(yè)用水重復(fù)利用率平均為 40%~50%。目前全國(guó)城市污 水 廢水的處理率（達(dá)排放標(biāo)準(zhǔn)的）僅有10%左右，其余的污廢水都直接排入河川、湖泊、海洋。耗水量高、重復(fù)利用率低、污染嚴(yán)重 是我國(guó)水資源利用的突出問(wèn)題。隨著環(huán)境保護(hù)的呼聲越來(lái)越高， 城市 污水處理已經(jīng)體現(xiàn)出其必要性和緊迫性，對(duì)于各種污水進(jìn)行處理后排放成為各企業(yè)基本的要求。 城市污水處理的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀 我國(guó)城市污水處理事業(yè)開始于 1921 年。上海首先建立了北區(qū)污水處理廠， 1926 年又建了西區(qū)和東區(qū)污水長(zhǎng)，總處理能力為 4 萬(wàn)噸 /日。今年來(lái)隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，水污染控制所面臨的問(wèn)題也愈加嚴(yán)重，目前不僅大、中、小城市建立污水廠，還有些郊區(qū)縣也建設(shè)污水廠，如上海市嘉定縣的污水廠已投入運(yùn)行十幾年了，上海市青浦徐涇鎮(zhèn)、重慶市渝北區(qū)、河南省汝州市、浙 江省多個(gè)縣郊等幾十個(gè)污水處理廠工程正在興建中。據(jù)2020 年統(tǒng)計(jì)，全國(guó)城鎮(zhèn)的污水處理率達(dá)到 25%， 2020 年將達(dá)到 50%。 然而，同先進(jìn)國(guó)家相比，我國(guó)城市污水處理事業(yè)從數(shù)量、規(guī)模、普及率以及機(jī)械化、自動(dòng)化程度上，還都存在著較大的差距。按照《城市污水污染控制技術(shù)政策》要求，城區(qū)人口達(dá) 50 萬(wàn)以上的城市，必須建立污水處理設(shè)施；在重點(diǎn)流域和水資源保護(hù)區(qū)，城市人口在 50 萬(wàn)一下的中小城市及村鎮(zhèn)，應(yīng)依據(jù)當(dāng)?shù)厮廴究刂埔螅ㄔO(shè)污水處理設(shè)廣東技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 施。在憲法中也有明文規(guī)定，并組建了許多專門生產(chǎn)環(huán)保設(shè)備和排水機(jī)械的專業(yè)工廠，許多產(chǎn)品已系 列化了，但自動(dòng)化儀表，檢測(cè)儀與國(guó)外差距還很大，資金不足仍是根本性問(wèn)題。 19 世紀(jì)以來(lái)，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的國(guó)家相繼出現(xiàn)了環(huán)境污染和社會(huì)公害問(wèn)題，許多國(guó)家的河湖水域解氧降低，水生物減少，甚至絕跡。由于水環(huán)境污染，人們發(fā)病率增加，政府開始認(rèn)識(shí)到加強(qiáng)污水處理的必要性，并投入大量資金興建污水處理工程。經(jīng)過(guò) 30 多年的大力整治，付出巨大代價(jià)，才基本控制了形勢(shì)，使水生物恢復(fù)生長(zhǎng)，水環(huán)境得到改善。這種污水處理事業(yè)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展不相適應(yīng)的狀況所造成的損失是極大的，教訓(xùn)是深刻的。為此，各國(guó)政府對(duì)于污水處理工作極為重視，從法律和建設(shè)資金上給予 保證，并不斷開拓新技術(shù)，使城市污水處理事業(yè)得以迅速發(fā)展。 截至上世紀(jì) 70 年代，發(fā)達(dá)國(guó)家基本上普及二級(jí)處理。但二級(jí)生物處理耗能多，運(yùn)行費(fèi)用高，基礎(chǔ)建設(shè)投資也不低。發(fā)展中國(guó)家普遍 “建不起 ”，或是 “養(yǎng)不起 ”，因此紛紛尋求適用于本國(guó)國(guó)情的經(jīng)濟(jì)高效技術(shù)。就連美國(guó)也因廢水處理費(fèi)用的高昂引起眾多的非議，據(jù)悉，美國(guó)每年二級(jí)生物處理廠所耗能量費(fèi)用已超過(guò) 10 億美元，因此他們也在大力研究新技術(shù)，或改革傳統(tǒng)的流程。 課題的背景 隨著我國(guó)快速的城市化和經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，城市污水日益增多，由于城市污水中含有大量的雜質(zhì)，不宜多次循 環(huán)使用，也不能直接排放，所以為維持經(jīng)濟(jì)的持續(xù)、健康增長(zhǎng)和生態(tài)環(huán)境的良性循環(huán)，必須對(duì)城市污水加以處理，循環(huán)再利用。目前，在我國(guó)只要城市和經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的地區(qū)都已有各自的污水處理設(shè)備，但大部分欠發(fā)達(dá)地區(qū)的縣市和小城鎮(zhèn)沒有對(duì)各類污水采取處理措施，而是直接排入附近河流。隨著環(huán)保要求的不斷提高，未采取污水處理措施的小城鎮(zhèn)在未來(lái)的若干年中必然有自己的污水處理設(shè)備。未來(lái) 10年，中國(guó)城市污水處理項(xiàng)目工程建設(shè)投資將大大提高。采用先進(jìn)、實(shí)用的技術(shù)改造傳統(tǒng)工藝，在環(huán)保工程中廣泛采用先進(jìn)的自動(dòng)控制技術(shù)，是推動(dòng)環(huán)保產(chǎn)業(yè)升級(jí)，實(shí)現(xiàn)環(huán)保發(fā)展戰(zhàn) 略的重要環(huán)節(jié)。在這種形勢(shì)下城市污水處理自動(dòng)化控制系統(tǒng)無(wú)疑是一個(gè)具有巨大的社會(huì)效益、環(huán)境效益及經(jīng)濟(jì)效益的研究課題。 對(duì)于環(huán)境保護(hù)問(wèn)題，國(guó)務(wù)院明確規(guī)定所有城市污染源都必須達(dá)到排放標(biāo) 。其中處理過(guò)的污水還可以循環(huán)再利用，由于我國(guó)是一個(gè)水資源匱乏的國(guó)家，而且時(shí)空分布上極不均勻，許多地區(qū)和城市嚴(yán)重缺水。所以水資源也是一種保護(hù)。因此，從環(huán)保、注水等多城市污水處理系統(tǒng)中（泵站）變頻調(diào)速控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（ PLC+變頻器方案） 3 方面的因素考慮，對(duì)于城市污水處理非常有必要。因此，有效的結(jié)合目前最新的工藝狀況、計(jì)量自控檢測(cè)儀表使用、 PLC 控制系統(tǒng)技術(shù)，將為當(dāng)前城市污水處理控制系統(tǒng)提供有效的自控方法。 研究目的和意義 世界任何國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，都會(huì)推進(jìn)社會(huì)進(jìn)步、促進(jìn)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能力，使人民生活得到進(jìn)一步改善，但是也隨之帶來(lái)不同程度的環(huán)境污染，污水也是造成環(huán)境污染的來(lái)源之一。這個(gè)污染源的出現(xiàn)引起了世界各國(guó)政府的關(guān)注，治理水污染環(huán)境的課題被列入世界環(huán)保組織的工作日程。我國(guó)是一個(gè)嚴(yán)重缺水的國(guó)家，雖然我國(guó)年平均水資源總量為28000 億 m2，居世界第 6 位，人均水資源量為 2220m2，居世界第 110 位，已經(jīng)被聯(lián)合國(guó)列為世界上 13 個(gè)缺水國(guó)家之一。目前我國(guó)約 300 個(gè)城市缺水，其中嚴(yán)重缺水城市有50 個(gè)。據(jù)中國(guó)經(jīng)濟(jì)信息 網(wǎng)分析統(tǒng)計(jì)，全國(guó)按目前正常需要，年缺水總里約為 300 億～400 億立方米，因缺水造成的經(jīng)濟(jì)損失每年達(dá) 2300 億。超過(guò)洪澇災(zāi)害。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(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)和發(fā)展。因此建設(shè)符合我國(guó)國(guó)情的污水廠自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)降低城市污水處理成本、改善環(huán)境、建立可持續(xù)發(fā)展社會(huì)和和諧社會(huì)、保持我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展具有重要意義。廣東技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 2 章 城市污水處理控制系統(tǒng)總體介紹 城市污水處理基本概念 城市污水處理是指為改變污水性質(zhì)，使其對(duì)環(huán)境水域不產(chǎn)生危害而采取的措施。城市污水處理 一般分為三級(jí)：一級(jí)處理，系應(yīng)用物理處理法去除污水中不溶解的污染物和寄生蟲卵；二級(jí)處理，系應(yīng)用生物處理法將污水中各種復(fù)雜的有機(jī)物氧化降解為簡(jiǎn)單的物質(zhì)；三級(jí)處理，系應(yīng)用化學(xué)沉淀法、生物化學(xué)法、物理化學(xué)法等，去除污水中的磷、氮、難降解的有機(jī)物、無(wú)機(jī)鹽等。至于采取哪級(jí)處理比較合理，應(yīng)視對(duì)最終排出物的處理要求而定。 城市污水、生活污水、生產(chǎn)污水或經(jīng)過(guò)工業(yè)企業(yè)局部處理后的生產(chǎn)污水，往往都排入排水系統(tǒng)。這些污水除含有碳水化合物、蛋白質(zhì)、氨基酸、動(dòng)植物脂肪、尿素、氨、肥皂和合成洗滌劑等物質(zhì)外，還含有細(xì)菌、病毒等使人致病的微 生物。經(jīng)處理后的污水，最后出路有三種 ： ① 排放水體； ② 灌溉田地； ③ 重復(fù)使用。 污水污染物可根據(jù)化學(xué)性質(zhì)和物理形態(tài)進(jìn)行不同的分類。按化學(xué)性質(zhì)，污水中的污染物質(zhì)可分為無(wú)機(jī)性物質(zhì)和有機(jī)性物質(zhì)，其化學(xué)元素以炭、氮、磷為主。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)。 城市污水處理工藝及描述 本城市污水處理工藝流程圖如下圖 21 所示： 城市污水處理系統(tǒng)中（泵站）變頻調(diào)速控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（ PLC+變頻器方案