【正文】 ..................................... 21 總體流程設(shè)計 ................................................................................................ 21 手動模式 .............................................................................................. 21 自動模式 .............................................................................................. 22 曝氣過程控制的任務(wù) .................................................................................... 29 氯氣投加環(huán)節(jié) ................................................................................................ 30 絮凝劑投加環(huán) ................................................................................................ 30 PID 控制 ......................................................................................................... 31 PLC 和變頻器通訊 ........................................................................................ 31 第 5 章 調(diào)試和運行結(jié)果 ........................................................................................... 33 程序 ................................................................................................................ 33 硬件系統(tǒng)的調(diào)試 ............................................................................................ 34 軟件系統(tǒng)的調(diào)試 ............................................................................................ 34 運行結(jié)果 ........................................................................................................ 34 第 6 章 結(jié) 論 ............................................................................................................. 35 參考文獻 ..................................................................................................................... 37 答謝辭 ......................................................................................................................... 38 附錄 ............................................................................................................................. 40 摘 要 目前，我國大多數(shù)污水處理控制系統(tǒng)自動化水平不高、安全性低、管理不當，效率普遍低于世界標準。中國污水處理自控系統(tǒng)相對落后，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)化運行效果，減少運行費用，具有重要意義。文章首先介紹了基于 PLC 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、工作原理以及設(shè)計 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。 關(guān)鍵詞：污水處理， PLC，工藝流程 Abstract At present, our country most sewage treatment control system automation level is not high, safety is low, the improper management, efficiency generally lower than the world standard. Sewage treatment system of aeration process control, data munication and monitoring management is the main problem to solve. China39。然而，水資源是有限的。而且我國水資源時空分布極不均衡，全國500 多個城市缺水，其中多個嚴重缺水，北方地區(qū)缺水現(xiàn)象尤其嚴重，人均擁有淡水量僅有 240 噸。我國北方地區(qū)水資源的超采，己形成漏斗地勢、水位下降 、湖泊干涸、河水斷流、生態(tài)惡化。 我國淡水資源不斷減少，而且污染現(xiàn)象較為嚴重。但是我國工業(yè)用水耗費高，重復(fù)利用水少，中水使用率不高，有關(guān)資料顯示，我國的工業(yè)用水重復(fù)利用率平均為 40%~50%。耗水量高、重復(fù)利用率低、污染嚴重是我國工業(yè)系統(tǒng)水資源利用的突出問題。據(jù)統(tǒng)計，由于水質(zhì)污染，我國已有大約 3 億人的飲水發(fā)生不安全現(xiàn)象，其中 億人的飲水是超標水。這些現(xiàn)象都是水污染產(chǎn)生的嚴重后果，因此工業(yè)污水處理項目的實施已經(jīng)刻不容緩。并且工業(yè)污水處理過程中，經(jīng) 過厭氧和好氧處理，污水中的熱量、沼氣等再生能源可以為工業(yè)生產(chǎn)提供二次能源，真正實現(xiàn)變廢為寶、循環(huán)經(jīng)濟的目的。在工廠的工業(yè)污水處理過程中，污水來源的不穩(wěn)定以及工廠中各種污水的成分的復(fù)雜性，對工業(yè)污水處理的工藝和控制方式提出了非常高的要求?！捌呶濉焙汀鞍宋濉惫リP(guān)項目在氧化塘、土地處理和復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)等自然處 理技術(shù)方面的研究較多，以這些成果為設(shè)計依據(jù)，建立了一些氧化塘、土地處理等污水示范工程。研究成果己被應(yīng)用于大批工業(yè)污水處理廠。經(jīng)過“七五 ‖、“八五”和“九五”期間的努力，我國在工業(yè)污水處理技術(shù)方面取得了較大的成就?，F(xiàn)階段，我國工業(yè)污水處理的工作重點已經(jīng)從工藝技術(shù)的研究轉(zhuǎn)移到具體項目的實施。工業(yè)污水處理設(shè)施中，城市排水管線和工業(yè)污水處理廠的興建和運行在水污染控制中發(fā)揮著骨干作用。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。 課題的背景 未來 10 年，中國工業(yè)污水處理項目工程建設(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。在這種形勢下工業(yè)污水處理自動化控制系統(tǒng)無疑是一個具有巨大的社會效益、環(huán)境效益及經(jīng)濟效益的研究課題。其中處理過的污水還可以循環(huán)再利用，由于我國是一個水資源匱乏的國家，而且時空分布上極不均勻，許多地區(qū)和城市嚴重缺水。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。 研究目的和意義 世界任何國家的經(jīng)濟發(fā)展，都會推進社會進步、促進工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能力，使人民生活得到進一步改善，但是也隨之帶來不同程度的環(huán)境污染，污水也是造成環(huán)境污染的來源之一。我國是一個嚴重缺水的國家，雖然我國年平均水資源總最為 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)合國列為世界上 13 個缺水國家之一。據(jù)中 國經(jīng)濟信息網(wǎng)分析統(tǒng)計，全國按目前正常需要，年缺水總里約為 300 億～ 400 億立方米，因缺水造成的經(jīng)濟損失每年達 2300 億。水資溝的匱乏和水資源的污染，己經(jīng)嚴重的影響了人民的日常生活，嚴重的影響了我國的經(jīng)濟建設(shè)和發(fā)展。 課題主要設(shè)計的內(nèi)容 本課題主要設(shè)計的內(nèi)容是工業(yè)工業(yè)污水處理 工藝及工業(yè)污水處理系統(tǒng)的組成和 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計 ,主要由以下內(nèi)容組成： 常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 3 （ 1）介紹了工業(yè)污水處理的基本內(nèi)容，包括工業(yè)污水處理的發(fā)展現(xiàn)狀以及工業(yè)污水處理的工藝流程； （ 2）介紹了 PLC 的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，并對工業(yè)污水處理控制系統(tǒng)進行設(shè)計分析； （ 3）具體分析設(shè)計工業(yè)污水處理的硬件系統(tǒng)； （ 4）具體分析設(shè)計工業(yè)污水處理的軟件系統(tǒng)； （ 5）工業(yè)污水處理系統(tǒng)的調(diào)試與運行。這些污水除含有碳水化 合物、蛋白質(zhì)、氨基酸、動植物脂肪、尿素、氨、肥皂和合成洗滌劑等物質(zhì)外，還含有細菌、病毒等使人致病的微生物。 污水污染物可根據(jù)化學(xué)性質(zhì)和物理形態(tài)進行不同的分類。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)。有機物的種類很多，其共性是在微生物的作用下被降解時，都要消耗水中的溶解氧，所以在工程實際中，采用以下的幾個綜合污染指標來表述：生物化學(xué)需氧量或生化需氧量 （ Biochemical Oxygen Demand, BOD） mg/L、化學(xué)需氧量 (Chemical Oxygen Demand, COD) mg/L、總有機碳 (Total Organic Carbon) mg/L、總需氧量 (Total Oxygen Demand) mg/L。能較精確地描述污水的生化需氧量，但其測定的時間太長，需20 天?；瘜W(xué)需氧量 (COD)的特點是能夠精確的表示污水中有機物的含量，并且測定時間短，但它不能像 BOD 那樣表示出微生物氧化的有機物量。因此，在選擇工業(yè)污水處理工藝的時候必需要認真考慮當?shù)匚鬯那闆r，以及實際的工業(yè)污水處理的環(huán)境。這些方法根據(jù)實際情況，可以單一使用，也可以針對不同的污水混合使用。常用的工業(yè)污水處理工藝有以下幾種。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。該工藝的優(yōu)點有：有機物去除率高，污泥負荷高，池的容積小，耗電省，運行成本低。 （ 2） A/O 法。 A/O 法是一種缺氧 好氧生物工業(yè)污水處理工藝。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。 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）。 A2O 法的除磷脫氮效果非常好，非常適合用于對除磷脫氮有要求的工業(yè)污水處理。其工藝流程圖如圖 所示。 A/B 法是吸附生物降解法的簡稱，該工藝沒有初沉淀，將曝氣池分為高低負荷兩段，并分別有獨立的沉淀和污泥回流系統(tǒng)。 B 段與常規(guī)活性污泥法相識，負荷較低。 B 段起到出水把關(guān)作用，處理穩(wěn)定性較好。尤其在采用污泥消化和沼氣利用工藝時，優(yōu)勢最為明顯。另外，由于 A 段去除了較多的 BOD，造成了碳源不足，難以實現(xiàn)脫氮工藝的要求。 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。 SBR 法 是歇式活性污泥法的簡稱，是一種按照一定的時間順序間歇式操作的污水生物處理技術(shù)，也是一種按間歇曝氣方式來運行的活性污泥工業(yè)污水處理技術(shù)，又稱序批式活性污泥法。 SBR 法與傳統(tǒng)的水處理工藝的最大區(qū)別在于它是以時間順序來分割流程 各單元，以時間分割操作代替空間分割操作，非穩(wěn)態(tài)生化反應(yīng)代替生化反應(yīng)，靜置理想沉淀代替動態(tài)沉淀等。 本設(shè)計系統(tǒng)工業(yè)污水處理工藝及描述： 本工業(yè)污水處理工藝流程圖如下圖 24所示： 圖 24 工藝流程圖 常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 7 污水由進水系統(tǒng)通過粗格柵和清污機進行初步排除大塊雜質(zhì)物體，到達除砂池中。在該氧化 溝系統(tǒng)中進行生化處理，分解污水中的有害物質(zhì)，此環(huán)節(jié)用到一些化學(xué)藥劑來加強處理效果，如復(fù)合堿、氯氣、油絮凝劑等。同時在該系統(tǒng)中設(shè)置有溶解氧儀超聲波檢測器，通過它對污水中的含氧量進行檢測，根據(jù)其反饋到 PLC 的值來控制曝氣機變頻器的運行，改變污水中溶解氧的含量。經(jīng)處理的污水進入沉淀池中，在刮泥機的作