【正文】 啟動(dòng)按鈕、潛水?dāng)嚢铏C(jī)啟動(dòng)按鈕、污泥回流泵按鈕、曝氣機(jī)工頻、變頻按鈕，以及變頻加速減速按鈕等。 利用 PLC作為控制器的工業(yè)污水處理系統(tǒng)主要涉及兩個(gè)方面 ：一是信號(hào)輸入；二是控制輸出信號(hào)。與各類人機(jī)界面的通信可完成 PLC控制系統(tǒng)的監(jiān)視，同時(shí)使用戶可通過操作界面功能控制 PLC 系統(tǒng)。為實(shí)現(xiàn)工業(yè)污水處理技術(shù)的簡(jiǎn)易、高效、低能耗的功能， 并且實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的控制過程，采用 PLC 作為核心控制器是個(gè) 比 較好的方案。 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(duì)城市污水的凈化 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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的水質(zhì)。 （ 3） PLC 系統(tǒng)： PLC 是可編程邏輯控制器的簡(jiǎn)稱，用它作為處理系統(tǒng)的控制器，實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的功能要求，也可 以 利用計(jì)算機(jī)作為其上位機(jī)，通過網(wǎng)絡(luò)連接PLC，對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。 （ 2） 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)： 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)是由 DCS 和 PLC 發(fā)展而來的，是基于現(xiàn)場(chǎng)總線的自動(dòng)控制系統(tǒng)。 （ 1） DCS 系統(tǒng)： DCS 是集散控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱，又稱 分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，是由計(jì)算機(jī)技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)、測(cè)量控制技術(shù)、通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等相互滲 透形成的。污水經(jīng)沉淀池處理最后到達(dá)脫水環(huán)節(jié)， 在 離心式脫水機(jī)作用下進(jìn)行脫水處理后排出清水。潛 水?dāng)?拌機(jī)的作用是推進(jìn)水流，是氧化溝的污水和活性污泥處于劇烈攪拌充分混合接觸，使生化反應(yīng)更加充分，以最大程度地分解污水中的有害成分。對(duì)污水進(jìn)行除油、消毒、調(diào)整 PH 值的處理。在除砂池系統(tǒng)中細(xì)格柵和轉(zhuǎn)鼓清污機(jī)進(jìn)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(jìn)入氧化溝反應(yīng)池。 （ 3） 間歇曝氣，間歇排水的自動(dòng)化程度要求高。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 9 該工藝的 缺點(diǎn)： （ 1） 與連續(xù)流污水處理工藝相比，設(shè)備的閑置率較高。 （ 4） SBR 工藝具有去除 BOD 和脫氮除磷的功能。 （ 2） 此工藝用于工業(yè)廢水處理，不需要設(shè)置調(diào)節(jié)池。整個(gè)過程對(duì)于單個(gè)操作單元而言是間歇進(jìn)行的，但是通過多個(gè)單元組合調(diào)度后又是連續(xù)的，在運(yùn)行上實(shí)現(xiàn)了有序和間歇操作相結(jié)合。其反應(yīng)機(jī)理及去除污染物的機(jī)理與傳統(tǒng)的活性污泥法基本相同，只是運(yùn)行操作方式不盡相同。 （ 3） A 段受制因素也較多。 該工藝的 缺點(diǎn)： （ 1） A 段產(chǎn)泥率高，增加了污泥處理的費(fèi)用。 （ 5） 投資少，能耗少，此工藝適合分步建設(shè)，可以緩沖建設(shè)資金上的困難。 （ 3） A 段 的負(fù)荷較高，抗沖擊能力較強(qiáng)，對(duì) PH 值和有毒物質(zhì)的緩沖能力較強(qiáng)，水力停留時(shí)間較短，細(xì)菌繁殖較快。 A/B 法的優(yōu)點(diǎn)： （ 1） 不設(shè)初次沉淀池， A， B作為各自對(duì)立的處理過程，均有各自獨(dú)立的污泥回流系統(tǒng)，因此易于培養(yǎng)各自有力的微生物群體，所以處理效果比較穩(wěn)定。對(duì)于污水濃度低的場(chǎng)合， B段也比較困難，也難以發(fā)揮優(yōu)勢(shì)。但是， A/B法污泥產(chǎn)量較大， A段污泥有機(jī)物含量極高，因此必須添加污泥后續(xù)穩(wěn)定化處理，這樣就將增加一定的投資和費(fèi)用。對(duì)于高濃度的工業(yè)污水處理， A/B法具有很好的適用性，并有較高的節(jié)能效益。 A/B法中 A段效率很高，并有較強(qiáng)的緩沖能力。高負(fù)荷段停留時(shí)間約為 20～ 40min，以生物絮凝吸附作用為主，同時(shí)發(fā)生不完全氧化反應(yīng)，去除 BOD 達(dá)50%以上。 （ 3） 進(jìn)入沉淀池的處理水要保持一定的濃度的溶解氧，減少停留的時(shí)間，防止產(chǎn)生厭氧狀態(tài)和污泥釋放磷的現(xiàn)象的出現(xiàn)，但是溶解氧的濃度不能太高，要防止循環(huán)混合液對(duì)缺氧反應(yīng)器的干擾，這點(diǎn)難以控制。 該工藝的 缺點(diǎn)： （ 1） 除磷效果難以再次提高，污泥增長(zhǎng)有一定的限度，不易提高，特別是 P/BOD值高時(shí)更加如此。 （ 2） 在厭氧 (缺氧 )，好氧交替運(yùn)行條件下，絲狀細(xì)菌不能大量的繁殖，無污泥膨脹現(xiàn)象的發(fā)生， SVI的值一般小于 100。因此，在對(duì)除磷脫氮有特別要求的城市工業(yè)污水處理廠，一般首選 A2/O 工藝。 A2/O 是一種厭氧 — 缺氧 — 好氧工業(yè)污水 處理工藝。 其不足之處是 : （ 1） 該系統(tǒng)的脫氮率一般在 85﹪左右； （ 2） 處理水中含有一定濃度的硝酸氮，如沉淀池運(yùn)行不當(dāng)，不 及時(shí)排泥，會(huì)產(chǎn)生反硝化反應(yīng)，污泥上浮，出水水質(zhì)惡化； （ 3） 要提高脫氮率，必須加大內(nèi)循環(huán)比，將導(dǎo)致：一是運(yùn)行費(fèi)用增加；而是內(nèi)循環(huán)液帶入大量溶解氧，使反硝化池內(nèi)難以保持理想的缺氧狀態(tài)，影響硝化反應(yīng)。河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 6 但是此硝化 反硝化反應(yīng)系統(tǒng)需要得到很好的控制，這樣就對(duì)該工藝提出了更高的管理要求，這也成為了該工藝的一大缺點(diǎn)。 A/O法是一種缺氧 好氧生物工業(yè)污水處理工藝。 該工藝的缺點(diǎn)有： （ 1） 曝氣池首端有機(jī)物負(fù)荷高，耗氧速率較高，為了避免由于缺氧而形成厭氧狀態(tài)，進(jìn)水的有機(jī)物濃度不過高，則曝氣池的容積大，占用的土地比較多，基建費(fèi)用較高； （ 2） 耗氧速率沿池長(zhǎng)是變化的，而供養(yǎng)速率難于與其相吻合，在池前可能出現(xiàn)好氧速率高于供養(yǎng)速率，在池后又可能出現(xiàn)溶解氧過剩的現(xiàn)象，從而影響處理效果； （ 3） 對(duì)進(jìn)水水質(zhì) ，水量變化的適應(yīng)性較低，運(yùn)行結(jié)果容易受到水質(zhì)，水量變化的影響，脫氮除磷效果不太理想。常用的工業(yè)污水處理工藝有以下幾種 ： 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 5 1） 傳統(tǒng)活性污 泥法 ： 傳統(tǒng)活性污泥處理法是一種最古老的工業(yè)污水處理工藝，其工業(yè)污水處理的關(guān)鍵組成部分為沼氣池與沉淀池，主要處理部分關(guān)系框圖如圖21所示： 曝 氣 池 （ 微 生物 吸 附 有 機(jī) 物轉(zhuǎn) 化 為 無 機(jī)物 ）沉 淀 池 （ 活 性污 泥 下 沉 ）原 污 水清 水 流 出回 流 活 性 污 泥圖 21傳統(tǒng)活性污泥法工藝流程圖 污水中的有機(jī)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(jī)物，并且在曝氣池中被氧化成無機(jī)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。這些方法根據(jù)實(shí)際情況，可以單一使用，也可以針對(duì)不同的污水混合使用。因此，在選擇工業(yè)污水處理工藝的時(shí)候必需要認(rèn)真考慮當(dāng)?shù)匚鬯那闆r，以及實(shí)際的工業(yè)污水處理的環(huán)境?；瘜W(xué)需氧量 (COD)的特點(diǎn)是能夠精確的表示污水中有機(jī)物的含量，并且測(cè)定時(shí)間短，但它 不能像 BOD 那樣 能 表示出微生物氧化的有機(jī)物量。 雖然 BOD20能較精確地描述污水的生化需氧量，但測(cè)定的時(shí)間比較 長(zhǎng)，需 要 20天。 好氧有機(jī)污染物的性質(zhì)穩(wěn)定，在微生物的作用下，借助微生物的新陳 代謝功能 降解為無機(jī)物，如二氧化碳、水、硝酸根離子等穩(wěn)定的無機(jī)物。按化學(xué)性質(zhì)，污水中的污染物質(zhì)可分為無機(jī)性物質(zhì)和 有機(jī)性物質(zhì)，其化學(xué)元素以 碳 、氮、磷為主。經(jīng)處理后的污水，最后排出途徑 有三種： ① 排放水體； ② 灌溉田地； ③ 重復(fù)使用。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 4 2 工業(yè)污水處理控制系 統(tǒng)總體介紹 工業(yè)污水處理基本概念 城市污水、生活污水、生產(chǎn)污水 以及 經(jīng)過工業(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)?，F(xiàn)在，這些國(guó)家的工業(yè)污水處理水平又有了進(jìn)一步提高，興建了一批具有脫氮除磷功效的設(shè)施，對(duì)水體質(zhì)量 的 改善和水環(huán)境 的 保護(hù)起 到 了重大的作用。至 70 年代末，美國(guó)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，英河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 3 國(guó)、法國(guó)、德國(guó)更耗費(fèi)了巨額資金興建了 7000 至 8000 座城市工業(yè)污水處理廠。 國(guó)際上，大規(guī)模的水污染治理是在第二次世界大戰(zhàn) 以 后，隨著 50年代經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展帶來的 60年代日益嚴(yán)重性的環(huán)境污染而展開的。目前在水污染治理技術(shù)上，我國(guó)已能提供下列工藝技術(shù)傳統(tǒng)活性污泥法技術(shù)、各種新型活性污泥工藝如： SBR 法和氧化溝技術(shù)、酸化水解好氧技術(shù)和多種類型的穩(wěn)定塘技術(shù)等，這些污水治理技術(shù)已經(jīng)在水體污染、改善水體環(huán)境方面發(fā)揮了突出的作用，標(biāo)志著我國(guó)工業(yè)污水處理事業(yè)發(fā)展到了一個(gè)嶄新的階段 。污水廠污泥處置問題在“九五 ” 科技攻關(guān)中受到重視，并配套開發(fā)成套 的污泥處理 技術(shù) 。在人工處理技術(shù)方面，“八五”對(duì)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(jìn)行了深入研究。 工業(yè)污水 處理的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀 我國(guó)工業(yè)污水處理技術(shù)從“七五”國(guó)家科技攻關(guān)開始逐步進(jìn)行研究。水資源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。目前我國(guó)約 300 個(gè)城市缺水，其中嚴(yán)重缺水的城市有 5O個(gè)。這個(gè)污染源的出現(xiàn)引起了世界各國(guó)政府的關(guān)注，治理水污染的課題被列入世界環(huán)保組織的工作日程。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)前工業(yè)污水處理控制系統(tǒng)提供有效的自控方法。其中處理過的污水還可以循環(huán) 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。在這種形勢(shì)下工業(yè)污水處理自動(dòng)化控制系統(tǒng)無疑是一個(gè)具有巨大的社會(huì)效益、環(huán)境效益以及經(jīng)濟(jì)效益的研究課題。 未來 10 年，中國(guó)工業(yè)污水處理項(xiàng)目工程建設(shè)投資將超過 2500 億元，其中工業(yè)污水處理設(shè)備投入約 300 億元。隨著環(huán)境保護(hù)的呼聲越來越高，工業(yè)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。眾多跡象表 明 ，水資源的短缺無疑將成為制約經(jīng)濟(jì)持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展的 障礙 ，因此世界各國(guó)越來越重視水處理和水的再利用，通過各種技術(shù)進(jìn)一步提高供水質(zhì)量，提高經(jīng)濟(jì)效益。氣象學(xué)家預(yù)測(cè)， 2100 年全球變暖加劇，地表將有 1/3 的面積變?yōu)樯衬?，那時(shí)，干旱將威脅全球一半的人類的生存。嚴(yán)重的環(huán)境污染使有限的水資源日益減少、水質(zhì)日益惡化，無疑是“雪上加霜”。目前全國(guó)城市污廢水的處理率（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。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)要求越來越高。 關(guān)鍵詞 ： 污水處理 PLC 工藝流程 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） II Abstract At present, the majority of our sewage treatment control system automation level is not high, low security, mismanagement, efficiency is generally lower than the world treatment system in the aeration process control, data munications and monitoring and management are the main issues that need to be resolved. China sewage treatment automatic control system is relatively backward, the high cost of sewage treatment, sewage plant39。文章首先介紹 PLC 在 污水處理 控制系統(tǒng)的 工藝及相關(guān)流程，控制系統(tǒng) 硬件結(jié)構(gòu) 及設(shè)計(jì) 、工作原理以及設(shè)計(jì) PLC 控制系統(tǒng)的基本原則和步驟，來說明 PLC 在污水處理過程中的應(yīng)用。中國(guó)污水處理自控系統(tǒng)相對(duì)落后，污水處理成本居高不下，污水廠排放的處理過的污水的水質(zhì)不穩(wěn)定，所以如何建立有效的自控系統(tǒng) 、 優(yōu)化運(yùn)行效果 、 減少運(yùn)行費(fèi)用，具有 重 要意義。河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I 摘要 目前，我國(guó)大多數(shù)污水處理控制系統(tǒng)自動(dòng)化水平不高、安全性低、管理不當(dāng)，效率普遍低于世界標(biāo)準(zhǔn)。污水處理系統(tǒng)中的曝氣過程控制、數(shù)據(jù)通訊和監(jiān)控管理是急需解決的主要問題。 本文介紹了 工廠 污水處理的基本工藝和流程，并通過研究設(shè)計(jì)一套基于 PLC 控制的污水處理系統(tǒng)。先根據(jù)污水處理要求設(shè)計(jì)了設(shè)備的電器控制與自動(dòng)控制線路，主要包括設(shè)備的啟停、狀態(tài)信號(hào) 、 故障信號(hào)、和信號(hào)采集等，最后按照工藝要求設(shè)計(jì) PLC 控制系統(tǒng)，其中包括 PLC的選型、系統(tǒng)資源配置以及按照污水處理工藝編制 PLC程序。s treated effluent quality of instability, how to establish effective automatic control system to optimize the operating results, and reduce operating costs is of great significance. This paper introduces the basic techniques and processes of plant sewage treatment, and a sewage treatment system based on PLC control study design. The article first introduces the PLCbased sewage treatment process and related process control system