在生活污水處理系統(tǒng)中應(yīng)用PLC研究

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摘要隨著城市化水平的加速，生活污水問題日趨嚴(yán)重，對生活污水的處理設(shè)備研究也就越來越重要了。本文主要圍繞plc系統(tǒng)應(yīng)用于生活污水處理方面來進(jìn)行論述。簡述該系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)制，詳細(xì)介紹PLC系統(tǒng)在生活污水處理方面的工藝流程以及該系統(tǒng)在各子站發(fā)揮的功能。

關(guān)鍵詞生活污水；處理系統(tǒng)；PLC；功能

1系統(tǒng)概述

PLC系統(tǒng)是以工業(yè)級的以太網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的，其控制方式是采用先分散后集中的方式，整個(gè)系統(tǒng)的S7-300可編程控制器出自SIEMENS公司，該系統(tǒng)的主站通過遠(yuǎn)程子站ET-200和PROFIBUS連接起來。PLC系統(tǒng)的一級系統(tǒng)是有一臺工程師站與兩臺中央監(jiān)控計(jì)算機(jī)組成，該系統(tǒng)全部設(shè)在中央控制室。PLC系統(tǒng)的二級系統(tǒng)是由現(xiàn)場PLC控制子站組成，共有六個(gè)這樣的控制子站。PLC系統(tǒng)通過三級控制方式（PLC自動控制、就地手動控制以及遠(yuǎn)程手動控制）來實(shí)現(xiàn)全場的主要電氣設(shè)備控制。三種方式中就地手動控制方式優(yōu)先級最高，是控制權(quán)最高的控制方式，該控制方式中控制箱上設(shè)有自動以及手動的轉(zhuǎn)換開關(guān)。當(dāng)控制箱上的轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)到手動位置的時(shí)候，系統(tǒng)就只能通過人工在機(jī)旁手動來實(shí)現(xiàn)控制；自動控制方式需要提前編制好程序，運(yùn)行將控制箱上的轉(zhuǎn)換開關(guān)設(shè)置在自動檔的位置，系統(tǒng)就按照預(yù)先編好的程序?qū)崿F(xiàn)自動控制。由于控制方式的相互切換，所以現(xiàn)場的操作人員可以根據(jù)實(shí)際需要或具體情況進(jìn)行選擇，采用恰當(dāng)?shù)目刂品绞綄?shí)現(xiàn)控制。

2生活污水處理工藝流程

生活污水處理工藝已形成流水線式的生產(chǎn)過程，主要有分流排水渠、粗格柵、提升泵房、細(xì)格柵、渦流沉沙池、隔油沉淀池、MSBR池1、MSBR池2、污泥脫水間、濾池、清水池、回用水泵房、紫外消毒、貯水池等。不同的地區(qū)可采用不同的污水處理方式，根據(jù)這個(gè)地區(qū)的具體情況可采用相應(yīng)的污水處理方式。例如婁江污水處理廠根據(jù)當(dāng)?shù)氐倪M(jìn)水和出水的水質(zhì)特點(diǎn)，采用UNITANK工藝。污水處理廠交替式生物反應(yīng)池一共有四組，并且都有三個(gè)矩形的反應(yīng)池，這三個(gè)矩形反應(yīng)池中的池水相互連接、互相溝通。而且每一個(gè)反應(yīng)池里都配備了供氧的設(shè)施，采用表面曝氣的方式。污泥排放口和出水堰設(shè)在外邊兩側(cè)的邊池上，排放口固定，這樣設(shè)在側(cè)邊的池子既可以作曝氣池用，也可以充當(dāng)沉淀池，而中間的池子就只可以當(dāng)做曝氣池。進(jìn)水閘門可以控制進(jìn)入哪個(gè)池子及時(shí)序，污水進(jìn)入這樣的污水處理系統(tǒng)后，通過控制閘門來實(shí)現(xiàn)需求。污水進(jìn)入處理系統(tǒng)后，一個(gè)邊池作沉淀池使用，另外兩個(gè)池子處于曝氣的階段。如果污水從左側(cè)的池子進(jìn)去，那么這個(gè)矩形反應(yīng)池就用為曝氣池，中間的池子與左側(cè)曝氣池想通也用作曝氣池，那么右側(cè)的池子用作沉淀。經(jīng)過處理后的水流經(jīng)固定堰排除后，從左流向右方，然后關(guān)閉控制左測矩形池的進(jìn)水閘，打開中間矩形池的閘門。這個(gè)時(shí)候，左邊的矩形池不再曝氣，污水從中間流到右邊的反應(yīng)池內(nèi)。接著將中間的閘門關(guān)閉，右側(cè)池進(jìn)水，左側(cè)池就成為沉淀池，沉淀后的水左右流通切換幾個(gè)周期，最終達(dá)到污水處理的目標(biāo)。

3PLC各子站的功能

PLC系統(tǒng)的各個(gè)子站都有不同的功能，各子站按照現(xiàn)場布置來做劃分。整個(gè)系統(tǒng)分為1號PLC控制站、2號PLC控制站、3號PLC控制站、4號PLC控制站、5號和6號PLC控制站。1號PLC控制站主要負(fù)責(zé)監(jiān)控細(xì)格柵、粗格柵、提升泵房、隔油沉淀池及渦流沉沙池設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)粗格柵滿足預(yù)設(shè)的時(shí)間周期，或者是滿足柵門前后水位差預(yù)設(shè)值的時(shí)候，則固液分離機(jī)就會啟動，這種分離機(jī)是回轉(zhuǎn)式的，也就是說依次開啟皮帶機(jī)、格柵除污耙，此步驟一般默認(rèn)為兩次，當(dāng)然也可以由程序來定。除此之外，1號PLC控制站還監(jiān)控著分離機(jī)當(dāng)前的控制方式、運(yùn)行的信號收發(fā)以及綜合故障。細(xì)格柵也是通過柵門前后的水位差實(shí)現(xiàn)控制，當(dāng)水位差到15cm的時(shí)候，細(xì)格柵會自動啟動3至8分鐘，螺旋壓榨機(jī)同時(shí)間運(yùn)行。若細(xì)格柵停止，壓榨機(jī)會維持2到4分鐘的運(yùn)行狀態(tài)。檢測到的旋流只有砂機(jī)是連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的，而排水泵是間歇工作的，當(dāng)排砂泵停止運(yùn)轉(zhuǎn)后，砂水分離器保持3至5分鐘的運(yùn)行狀態(tài)。2號PLC子站中污水池里的電動碟閥和潛污泵相聯(lián)系，先開啟潛污泵，電動碟閥不打開，等潛污泵工作就緒后，再打開電動碟閥。啟動潛污泵需要滿足污水池中水位差超過-4m，若低于-5.1的話關(guān)閉潛污泵，將最高液位設(shè)置成-1.7m。2號PLC控制站除了可以檢測池內(nèi)的液位，還可以檢測到提升泵現(xiàn)在所使用的控制方式、運(yùn)行狀態(tài)以及各種故障。若集水池中的液位高達(dá)-3.8m，濾池潛污泵就會打開；若低于-4.4m，潛污泵會立即停止工作。清水池的液位低于最低水位的時(shí)候，回用泵中的水泵全部停止運(yùn)行；而超過最高水位的時(shí)候就會開啟各個(gè)工作泵。回用泵中的四臺水泵設(shè)四個(gè)不同的液位線，可以避免只使用其中一臺泵。這里不僅可以檢測到清水池中的液位，也可以檢測到清水池中回用泵的控制方式、運(yùn)行狀態(tài)以及各種故障。3號控制站分布在脫水間。污泥池內(nèi)的潛污泵可以根據(jù)液位自動開啟或關(guān)閉。4號PLC子站分布在濾池間，一共有八座濾池來控制過濾單元。每一座濾池都有一臺出水電動閥、一臺進(jìn)水電動閥、一臺反洗進(jìn)氣電動閥、一臺反洗進(jìn)水電動閥以及一臺反洗排水電動閥。濾池運(yùn)行時(shí)，進(jìn)、出水電動閥打開，其它三臺電動閥則關(guān)閉。5號子站和6號控制站是兩個(gè)集約化的生物處理系統(tǒng)，各自有一套控制系統(tǒng)并各成體系，分別是5號和6號分控站。該系統(tǒng)的控制室被建設(shè)在池的頂上，不僅能夠完成兩個(gè)系統(tǒng)的功能，還能夠自動接受中控計(jì)算機(jī)的指令，不需要到現(xiàn)場去進(jìn)行人工操作。在控制部分，MSBR池的周期可以分為不同的時(shí)段，半周期時(shí)間設(shè)置成一個(gè)半小時(shí)或者兩個(gè)小時(shí)。在回流泵里可以通過變頻來調(diào)節(jié)回流量及比例，也可以實(shí)現(xiàn)對溶解氧的控制。

4結(jié)論

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，污水處理系統(tǒng)不斷完善。PLC在生活污水的處理方面起到了至關(guān)重要的作用。自動化的監(jiān)控系統(tǒng)對待復(fù)雜的工藝和功能分散的生活污水處理系統(tǒng)時(shí)，采用先分散后集中的控制方式，不僅能夠集中管理污水處理過程中的各種信息，而且也可以實(shí)現(xiàn)分散控制。這樣不僅能夠使得整個(gè)系統(tǒng)的更加優(yōu)化，也能及時(shí)監(jiān)測到各個(gè)子控制站出現(xiàn)的故障，也提高了生活污水處理系統(tǒng)的可靠性。

參考文獻(xiàn)

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作者：梁凌雁 單位：中核新能核工業(yè)工程有限責(zé)任公司