基于PLC的SBR污水处理系统

目 录1 绪论 .32 系统总体设计 .43 控制系统设计 .53.1 格栅除污系统 .532 格栅除污机特点 .53.1.2 转鼓格栅除污机工作原理 .53.1.3 性能参数选择 .63.3 SBR 反应池 .63.3.1 SBR 工艺简介 .63.3.2 曝气系统 .63.4 排水系统 .73.5 系统所需设备仪表 .83.6 参量的选择与测量 .84 系统实现 PLC 部分 .104.1 PLC 选型 .104.2 SBR 控制系统流程图 .104.3 PLC 梯形图程序 .115 上位机与下位机的设计 .135.1 污水处理系统的上位机的监控系统 .135.2 下位机设计 .135.3 上位机与下位机之间的通信 .145.3.1 PLC 的通信功能 .145.3.2 PLC 的通信协议 .146 通讯网络控制 .186.1 中央控制室 .18结束语 .20参考文献 .210基于 PLC 的 SBR 污水处理系统摘 要经济的发展是一把双刃剑，近年来中国的经济飞速发展，成为世界第二大强国。人民的生活水品越来越高，逐步的迈向小康生活，然而 环境的污染越来越严重，尤其水资源的污染。人民的身体越来越差 ，如何处理水资源的污染非常重要。SBR 非常适合城镇的污水处理。快速 安全 可靠是其主要特点。同时采用 PLC 控制系统 采用自动控制 能够大大的缩小成本，减少劳动力。方便 快捷 是其主要优势。关键词：SBR，污水处理系统，自动控制1The SBR Sewage Treatment System Based on PLCAbstractEconomic development is a double edged sword, in recent years, Chinas rapid economic development has become the second largest world power. Water for the people living getting higher and higher, and gradually move towards a well-off life, but more and more serious environmental pollution, especially pollution of water resources. Peoples health is getting worse, how to deal with the pollution of water resources is very important. SBR wastewater treatment is ideal for the town. Fast safe and reliable are its main features. Meanwhile PLC control system with automatic control can greatly reduce costs and reduce labor. Convenient is its main advantage. Keywords: SBR, sewage treatment systems, automatic control21 绪论水和人们的生活，尤其是越来越多的人对水和生命的需求在现代社会的生产。然而，水资源是有限的。据了解，中国的水资源平均占有 2450 吨，其中淡水约占有 112 间，在世界 140 个国家（参与调查的国家） ，中国仅占世界的1/4,属于世界水资源最贫乏的国家之一。水资源在我国时空分布也很不均匀， 500 多个城市的全国短缺，其中多个严重缺水，尤其是严重缺水的中国北方，人均拥有量仅为 240 吨新鲜水。令人堪忧的是：水资源越来越贫乏，浪费却越来越恐怖。过度开发水资源在中国北方，已形成一个漏斗地形，水位下降，干涸，河流断流，生态恶化的湖泊。淡水资源的短缺已成为一个迫切需要解决我们的问题。序批式活性污泥法（序批式反应器，简称 SBR） ，满足中小城市（镇）污水处理，操作条件，小城市（镇）生活污水接近的基本特征的基本要求。 SBR 工艺设定调整，初级沉淀，曝气，二次沉淀，并在单元格中其他进程，根据不同业务的不同时间序列，在体内细胞，而不另建二沉池，也并非所有的流程都需要特殊的回报污泥泵房，污水处理工艺简单，容易使结构占地面积小，布局紧凑合理，节省投资。 SBR 工艺具有很好的稳定性，能够脱去水中的氮和磷，是一个很高端的科技系统。 SBR 工艺这些优势展现了其强大的生命力和广阔的应用前景。同时， SBR 法本身也有一些缺点，主要表现为操作相对复杂，实现自动化控制高走。因此，设计一个可靠，高效节能，低成本的控制系统是必要的。可编程控制器是专为工业环境下应用，它可以使用的内存进行编程，PLC 具有：1 可靠性高，抗干扰能力强 ；2 通用灵活；3 编程简单方便；4 功能完善，有非常强的扩展能力；5 易维护的设计，建造，调试周期短。SBR 建立使用 PC 和 PLC 控制网络的基于 PLC 的控制网络。工控机作为上位机，PLC 作为下位机，运用这种系统操作，可以大大的提高系统的稳定性。PLC编程使用一个简单而实用的方法。接收中央系统的命令，可以传输数据与中央系统联系，实现全智能化，快速准确稳定的运行。不仅缩小成本减少劳动力，而且提高了工作效率。32 系统总体设计格栅 SBR 曝气沉沙 污水处理组成污水处理系统。处理后的水可以再循环，以满足回收废水的要求。 粗格栅，细格栅可以用来处理污水中的滤悬浮物。污染度严重的污水进入格栅曝气沉砂池后，预备曝气。发挥预曝光曝气沉砂池曝气，沉淀，水的数量和质量的监管。一个预曝气污水进入 SBR 池缺氧后后，需氧过程，如氮与磷此外，同时调节 PH 值，在标准反应污水通过滗析器排出。反应偶然放电过程中产生的过量污泥污水处理系统的工艺流程见图 1。污水 格栅 调节池SBR 反应池 排放脱水提升泵外运废渣 污泥 剩余污泥电动阀门图 1 工艺流程图43 控制系统设计3.1 格栅除污系统生活污水中含有固体悬浮物，如饭盒，死鱼等，不及时对悬浮物进行处理会对污水处理系统的设备造成损坏。格栅除污机主要作用是去除污水中杂物，防止设备受到损坏 2。32 格栅除污机特点1 设备采用格栅可以起到过滤的作用，滤去大的物体，起到防止阻塞2 设备采用不锈钢材质栅条 可用于高温高浓度液体筛选过滤。3 设备是彭形结构，面积大，利用率较高，缩减成本，性能佳的特性。4 设备不仅可以手动还可以自动，运用反冲喷嘴清洗格栅的堵塞杂物。3.1.2 转鼓格栅除污机工作原理格栅除污机 是由特殊齿轮组合而成。在电机减速运动的带动下，齿轮逆水而行。齿连运到设备的上部，槽轮及弯轨的指引，齿连之间会自动的清理，大部分因地球的引力落地。清扫器逆向运动自动清扫剩余的部分。耙齿链与格栅很相似，在水流方向上，在耙齿链轴上安装的耙齿间隙可以随机选择。耙齿可以清楚水中的悬浮物体，保证水顺利的通过。工作的过程可持续也可间断。图 3-1 格栅除污机原理53.1.3 性能参数选择根据实际需求，选择 GSGZ1000 型格栅除污机，电机功率 1.1kw。3.2 调节池调 节 池 起 到 了 越 来 越 重 要 的 地 位 。 污 水 的 水 流 量 不 可 能 永 恒 不 变 ， 人 们使 用 的 水 量 也 不 可 能 是 稳 定 的 。 他 们 都 具 有 随 机 性 ， 所 以 不 采 用 调 节 池 会 严重 影 响 污 水 处 理 设 备 。调 节 池 调 整 水 的 量 ， 甚 至 在 游 泳 池 水 ， 污 水 可 以 更 加 均 匀 地 进 入 后 续 处理 单 元 。 曝 气 池 系 统 的 设 施 ， 快 速 的 提 高 系 统 的 稳 定 性 ， 减 少 厌 氧 基 础 下 的污 水 恶 臭 ， 减 少 了 处 理 单 元 的 未 来 的 设 计 的 工 效 ， 潜 水 污 水 泵 设 置 为 污 水 池的 污 水 提 升 装 置 的 后 续 处 理3.3 SBR 反应池3.3.1 SBR 工艺简介SBR 是间断的控制系统污水处理。SBR 由曝气池沉淀池组成，这个系统会在一定的时间里充满污水，间断式的运做。通过处理和沉淀一定时间后，从池中排除一定精液。SBR 由充水反应沉淀排闲置组成。SBR 六 大 特 性 ：1 SBR 处 理 工 艺 由 曝 气 池 沉 淀 池 合 成 ， 不 需 要 调 节 池 ， 设 置 严 谨 ， 因 此 。基 建 运 行 管 理 费 用 大 大 减 少2 SBR 系 统 对 污 泥 的 沉 淀 效 率 高 ， 活 性 污 泥 菌 胶 团 多 ， 能 够 很 好 的 预 防 污泥 膨 胀 ， 出 水 的 水 质 比 较 好 。3 可 以 实 现 硝 化 ， 反 硝 化 ， 具 有 脱 氮 除 磷 功 效 。4 操 作 很 容 易 ， 多 种 运 行 方 式 并 存 ， 通 过 调 节 方 式 改 变 各 阶 段 运 行 时 间 。5 耐 冲 击 负 荷 强 ， 由 于 高 浓 度 污 水 是 逐 渐 进 入 反 应 器 ， 进 反 应 器 的 原 污水 占 感 应 器 的 左 右 ， 具 有 稀 释 作 用 。326 智 能 化 优 越 ， 运 用 电 动 阀 液 位 计 电 动 计 时 器 及 可 编 程 序 控 制 器 等 自动 仪 表 ， 使 得 工 艺 智 能 化 ， 由 中 心 控 制 室 控 制 。3.3.2 曝气系统多年来对曝气的研究。能耗问题一直未能解决 对曝气系统的改革与创兴迫6在眉睫。曝气设备络绎不绝的出炉,总体上可以分两种：第 1 种是运用空气喷嘴产生空气泡将氧气传输进水溶液的方法,另称为射流曝气。第 2 种是通过手动方式搅动污水产生气泡,称谓机械曝气系统.微孔曝气，曝气扩散头的布局和曝气系统具有节能的作用。相较于传统的方式，现在的创新起到了很好的节能减排的作用。这个改变节能达到 21%。算上混合用能,节能耗 13%,自动控制系统运用于污水处理系统。这个系统只有一个 SBR 反应池和一个曝气机来实现自动控制，在每个反应周期内，曝气机在相应的时间段内运行，并根据 SBR 反应池内水质调整曝气量，实现节能运行。3.4 排水系统合理的控制排水，不仅把反应器的有效容积的优势，出水悬浮物 SS 键或控制。如果漏过多或过快速排水，水会在排水更多 SS 的后半部分被夹带，因而不仅影响有机物质的治疗效果和影响磷的处理效果。研究表明，如果污泥至 6的总磷含量（一般为 6至 8） ，如果 SS10mg / L 时，磷在水中的浓度使出 0.6毫克/升。合理的容量控制，排水需要提升，以确定一个合理的深度。排水工作不仅与深度 h 的深度，而且还对污泥浓度和相关的特征。在工程应用中 H 值为一般不超过反应器的总高度的 40。排水结束后，进入空闲阶段。在空闲周期中，活性污泥重新激活，以用于下一个循环作准备，同时不时根据污泥浓度污泥。空闲期时随机性的，根据废水流量的大小来确定的空闲运行到下一个循环重新开始。此系统运用旋转式滗水器，它拥有良好的性能，能通过滗水过程中使水呈现层叠的状态，下滑速度平稳，使出水量保持稳定。结构：滗水器驱动器由电机，减速器组成;蜗轮，蜗杆，丝杆升降装置组成的;四连杆机构，支管和水管排水，出水堰槽，浮标和排渣装置，根据轴承等组成的水。滗水器通过旋转驱动器和四连杆机构，以直螺纹向上，向下运动转化为旋转运动堰沥去上清液倒出。排渣装置浮在水面上，水下堰前面和侧面，形成浮渣的水面积，浮标漂浮在水面上，并能自动调节堰之间的距离。驱动机构采用优质电机和减速机，也可以采用进口精密伺服电机和驱动器。提升提升机构由蜗轮丝杆完成，拖放功能。机架和中间部件为不锈钢棒及其他水面焊接，热镀锌。水下部分和标准件为 304 不锈钢，排水管，排水干线等酸洗，钝化。7工作过程：在曝气和沉淀阶段，滗水器位于主曝气区的最高液位之上。滗水时，下降到水面以下进行排水当水位下降到最低水位，滗水器返回到初始位置。性能特点：滗水器不仅能够自动变速而且调整的范围广。水位下降均匀不变与设备运行速度相同。滗水行动速度是随机变化的。与滑块升降装置不同，与气动或液压的升降装置也不相同。可以防止水中杂物进入出水堰。水下转动的部件密封性很好，使用寿命非常长，更换简易。滗水器采用限位释放。以防止仪器受到损害。驱动机器稳定，耗能低，节能减排。3.5 系统所需设备仪表实现系统的智能化必备几种仪器：（1)液位计：主要用来测量水位的高低，这个系统采用超声波液位计可以防止水中的杂质对其的影响，超声波测量的方式是 发出信号到水的表面，计算其来回所需要的时间，从而知道水面的高度。此方式快捷 智能 精准 高速。格栅前明渠内，调节池内和 SBR 反应池内分别需要一个液位计。(2)污泥浓度计：主要功能是检测污泥的混合度，用来调整运行所需要的时间。(3) pH 计：主要功能是量出水性的酸碱度，当处于不正常的的范围时需要调节，防止水中的微生物发生死亡，影响处理效果选用 LP-3000C 型 pH 计，该表解析度 0.02pH，精确度等级0.04pH。(4)溶解氧(DO)仪：主要功能是测量溶解氧的含量在这个系统有着不可替代的作用，曝气机鼓风量是根据它来调整。薄膜法和碘量法是溶解氧测定的主要方法，薄膜电极法是这次实验的方法。(5)氧化还原电位检测仪：。以氧化还原电位测定的值作为脱磷除氮的依据，调整控