【正文】 s Shaanxi province pass through a stop on the ancient Silk Road, Gansu39。就是這樣我才能得以解決畢業(yè)設(shè)計中的種種問題，同時感謝我院、系領(lǐng)導(dǎo)對我們的教導(dǎo)和關(guān)注；感謝大學(xué)幾年來傳授我們專業(yè)知識的所有老師，謝謝他們的嘔心瀝血的教導(dǎo)。根據(jù) SBR 法污水處理工 藝流程進(jìn)行了各傳感器的選型并根據(jù)各個污水處理區(qū)段進(jìn)行工藝流程圖的編寫和相對應(yīng)的 PLC 的自動控制程序。 設(shè)計小結(jié) 我國水資源正面臨著經(jīng)濟(jì)社會快速發(fā)展與水資源短缺的矛盾，與社會發(fā)展的矛盾，與生態(tài)環(huán)境的矛盾。 調(diào)試 聯(lián)機(jī)調(diào)試時，把編制好的程序下載到現(xiàn)場的 PLC 中。 如果有 PLC 的硬件，可以用小開關(guān)和按鈕模擬 PLC 的實(shí)際輸入信號（如起動、停止信號）或反饋信號（如限位開關(guān)的接通或斷開），再通過輸出模塊上各輸出位對應(yīng)的指示燈，觀察輸出信號是否滿足設(shè)計的要求。 根據(jù) CPU 上的 LED 指示燈對系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試檢查和維修。 圖 圖 顯示仿真 CPU 的 LED 指示燈 CPU 顯示對象提供了一組與真正 CPU 上的 LED 指示燈相對應(yīng)的指示燈： SF： （分布式外圍設(shè)備或遠(yuǎn)程 I/O）指示與分布式（遠(yuǎn)程） I/O 的通信狀態(tài)。在實(shí)驗(yàn)過程中要注意觀察程序運(yùn)行的變化過程。 在編程是可以自行選擇如圖 所示： 圖 系統(tǒng)組態(tài) 本設(shè)計的組態(tài)圖如圖 、 所示： 圖 圖 用 STEP7 編程軟件調(diào)試 本次設(shè)計采用以西門子公司的可編程控制器 STEP 7 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 ：西門子稱為結(jié)構(gòu)化控制語言（ SCL）。 (3)濃縮脫水一體機(jī)工作后，然后在延時 10s 后輸送機(jī)也開始工作把污泥運(yùn)往堆泥場。 PLC 工作流程圖如圖 所示 開 始自 動 模 式開 啟 進(jìn) 水 閥 門 ， 提 升泵 攪 拌 器 啟 動處 于 低 液 位關(guān) 閉 進(jìn) 水 閥 門 ，停 止 提 升 泵 攪 拌器開 啟 鼓 風(fēng) 機(jī) ， 回流 污 泥 泵曝 氣 3 h關(guān) 閉 鼓 風(fēng) 機(jī) ， 回流 污 泥 泵沉 淀 1 h啟 動 汲 水 泵處 于 低 液 位停 止 汲 水 器 ， 開啟 剩 余 污 泥 泵延 時 1 h關(guān) 閉 剩 余 污 泥 泵處 于 手 動結(jié) 束否否否否否否是是是是否是 圖 PLC工作流程圖 PLC 硬件接線圖如圖 所示 手 動自 動液 位 傳 感 器D O 儀P H 值 傳 感 器溫 度 傳 感 器I 1 . 0I 1 . 0I 2 6 2I 2 6 0I 2 5 8I 2 5 6P L C進(jìn) 水 閥1 提 升 泵2 提 升 泵1 攪 拌 器2 攪 拌 器回 流 污 泥 泵剩 余 污 泥 泵1 空 氣 閥 門2 空 氣 閥 門1 鼓 風(fēng) 機(jī)2 鼓 風(fēng) 機(jī)1 汲 水 器2 汲 水 器Q 1 . 0Q 1 . 5Q 1 . 4Q 1 . 3Q 1 . 2Q 1 . 1Q 2 . 2Q 2 . 1Q 2 . 0Q 1 . 7Q 1 . 6Q 2 . 4Q 2 . 3 圖 PLC硬件接線圖 PLC 的 I/O 地址分配表見表 2： 表 2 反應(yīng)池 PLC I/O 端口分配 I 反應(yīng)池手動 I 反應(yīng)池自動 AI I260 液位傳感器 AI I262 DO 儀 AI I264 PH 傳感器 AI I266 溫度傳感器 O 反應(yīng)池進(jìn)水閥門 O 1提升泵 O 2提升泵 O 1攪拌器 O 2攪拌器 O 回流污泥泵 O 剩余污泥泵 O 1空氣閥門 O 2空氣閥門 O 1鼓風(fēng)機(jī) O 2鼓風(fēng)機(jī) O 1汲水器 O 2汲水器 污泥處理池 PLC 控制程序 污泥處理池的主要工作是對反應(yīng)產(chǎn)生的污泥進(jìn)行處理污泥處理池有兩種工作方式：手動和自動，手動方式優(yōu)先于自動工作方式。當(dāng)液位高度下降到一定程度時候關(guān)閉吸水器。當(dāng)反應(yīng)池液位達(dá)到一定高度停止提升泵，關(guān)閉進(jìn)水閥門，停止攪拌器。其工作方式有手動和自動兩種方式，其中自動工作采用時間控制方式。攪拌的目的是先進(jìn)行厭氧反應(yīng)，達(dá)到脫磷的目的。 (3)柵渣輸送機(jī)延后 30s 后啟動。 所示： 結(jié) 束開 始處 于 自 動 模 式處 于 低 液 位開 啟 1 提 升 泵處 于 高 液 位開 啟 2 ， 3 泵處 于 超 高 液 位開 啟 4 泵 ， 報 警處 于 手 動 模 式是否否否否是是是是 圖 PLC 硬件接線圖如圖 所示： P L C超 聲 波 液位 差 計超 聲 波液 位 計柵 格 自 動?xùn)?格 手 動I 2 5 6I 2 5 8I 3 . 0I 3 . 1Q 0 . 0Q 0 . 1Q 0 . 2Q 0 . 3Q 0 . 4Q 0 . 5Q 0 . 6Q 0 . 71 柵 格 除 污 機(jī)2 柵 格 除 污 機(jī)柵 渣 輸 送 機(jī)粗 格 柵 壓 榨 機(jī)1 組 格 柵 進(jìn) 水 閥 門2 組 格 柵 進(jìn) 水 閥 門粗 格 柵 報 警 器3 組 格 柵 進(jìn) 水 閥 門 圖 提升泵 PLC 硬件接線圖 細(xì)格柵 PLC 控制程序 細(xì)柵格的主要作用是過濾掉較小的雜質(zhì)，為后序的沉淀池工藝做準(zhǔn)備。 (3)當(dāng)處于超高液位時候開啟全部泵包括備用泵同時報警。工作方式有兩種：手動和自動，手動方式優(yōu)先級高于自動方式。一旦格柵除污機(jī)啟動至少工作 10分鐘才允許停機(jī)。具體控制要求如下： (1)自動方式是根據(jù)粗柵格前后液位差來啟動格柵除污機(jī)，當(dāng)前后液位差低于 （說明污物增多）開啟 1格柵除污機(jī)。 （ 3）軟件設(shè)計：分配、定義 PLC 的 I/O 口；根據(jù)狀態(tài)流程圖和電氣控制原理圖進(jìn)行編程 預(yù)處理區(qū) PLC 控制程序 本系統(tǒng)預(yù)處理區(qū) PLC 控制程序主要包括粗柵格區(qū)、提升區(qū)、細(xì)柵格區(qū)和沉淀區(qū)四個子區(qū)域的自動控制程序。污泥處理區(qū)也按照污泥處理的工藝要求實(shí)現(xiàn)對污泥脫水機(jī)、輸送機(jī)的控制。編程時可以自由選擇。該軟件提供了在 線和離線編程的功能，可以對 PLC 在線上載或下載。污泥處理區(qū)主要包括對輸送機(jī)、濃縮脫水一體機(jī)以及一些經(jīng)出水閥門。因此采用三臺 PLC作為下位機(jī)，實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備的控制。由于 PC 機(jī)配置比較高，可以及時處理控制過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，可以滿足工藝要求。下位機(jī)采用 PLC 作為現(xiàn)場控制站，主要實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備的控制、數(shù)據(jù)采集和反饋功能。因此檢測反應(yīng)池中氧氣的濃度是十分必要的，以便保證反應(yīng)池中的有氧和無氧反應(yīng)的進(jìn)行徹底，提高出水質(zhì)量。因?yàn)?PH 值得大小會嚴(yán)重的影響反應(yīng)程度以及污泥的效果。可用于測量各種容器或管道內(nèi)液體的液位高低和流量大小，也可用于水泵、水庫、江河的水位測量尤其適用于污水、有腐蝕性的場合。 所以經(jīng)對比從實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性等各個方面來看，選用德國西門子的 S7300 完成本次課題設(shè)計。由于 S7300 是模塊中小型 PLC，在一個系統(tǒng)中最多可擴(kuò)展 32 個不同的應(yīng)用模塊，可以滿足絕大多數(shù)的應(yīng)用場合，甚至能完成冗 余，可以滿足工藝控制要求，所以不必選擇 S7400 來增加成本。 ：可以通過通訊處理器連接 AS－ 1 接口、 PROFIBUS 和工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)和點(diǎn)到點(diǎn)的通訊系統(tǒng)，或通過集成在 CPU 中的多點(diǎn)接口 (MPI)連接編程器、 PC 機(jī)、人機(jī)界面系統(tǒng)及其它 SIMATIC S7/M7/C7 等自動化系統(tǒng)。它的主要特點(diǎn)有： ：極其快速的指令處理大大縮短循環(huán)周期。 強(qiáng)大的診斷功能可以提高機(jī)器和工廠的可靠。 ，大量的集成功能和無機(jī)柜操作可以減小機(jī)器體積。在所有的模式中，都可以通過 MPI 接口與其他設(shè)備通信。 S7300PLC 是模擬是中小型的 PLC，電源 CPU 盒其他模塊都是獨(dú)立的，可以通過 U形總線把電源（ PS）、 CPU 和其他模塊緊密的固定在 S7300 的標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌上。 (3)靈活性：不必為每套設(shè)備配置專用的控制裝置，只需改變程序就可。一般由輸入模塊的濾波時間、輸出模塊的滯后時間、掃描方式引起。 (1)掃描周期： PLC 是以循環(huán)掃描來工作的，每一次掃描所用的時間稱為掃描周期。 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(kuò)沖其功能的原則設(shè)計。 CPU 所在的機(jī)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(jī)架就是 I/O 單元。 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(jī)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。 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(shí)施部分。 (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(jī)采用局域網(wǎng)方式通信及傳輸，當(dāng)需要改變或擴(kuò)充系統(tǒng)功能時，可將新 增計算機(jī)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(jī)的工作。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)。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。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。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。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。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(diǎn)。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。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。 (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。 （ 4）用地緊張的地方。 SBR 工藝優(yōu)點(diǎn)：污水適應(yīng)性強(qiáng)，建設(shè)費(fèi)用較低。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(jī)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。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。 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。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(jī)物水解為有機(jī)酸，使大分子有機(jī)物分解為小分子有機(jī)物，不溶性的有機(jī)物轉(zhuǎn)化 成可溶性有機(jī)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(jī)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(shí)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。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。 、級儀器的維護(hù)方面存在很多的技術(shù)問題。 ，實(shí)施對水質(zhì)的實(shí)時監(jiān)控大大的提高了檢測精度。 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。 對于大規(guī)模污水處理廠來說，主要指氧化塘處理和土地處理法，它們都具有運(yùn)行費(fèi)用低，外加能源消耗少及管理簡單的優(yōu)點(diǎn)，在我國一些城市也被因地制宜的采用。另一方面，中國的污水處理率與發(fā)達(dá)國家相比較，還存在著差距。其次，對環(huán)境保護(hù)要求的日益提高，對工業(yè)污水的排放和生活污水的處理都在努力的追趕世界上的發(fā)達(dá)國家，并爭取與國際標(biāo)準(zhǔn)接軌。能否解決污水廠的能耗問題，合