基于欧姆龙PLC的污水处理系统设计(3)

废水温度过高而引起的危害叫做热污染，废水温度过高，使水体溶解氧浓度降低，相应含氧量随之减少，另一方面，水温升高会导致生物耗氧速度加快，促使水中溶解氧更快耗尽，水质恶化。因此必须控制废水温度，一般废水温度控制在35℃以内。

2.2 污水处理的基本工艺方法

现代污水处理技术，按原理可分为物理处理法、化学处理法和生物化学处理法三类[3]。如下图2-1所示。

一级处理，又称物理处理。主要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质，物理处理法大部分只能完成一级处理的要求。经过一级处理的污水，可去除50%的悬浮物，BOD一般可去除30%左右，达不到排放标准。

二级处理，又称生化处理。主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质(BOD.COD物质)，去除率可达90%以上，污水中BOD值可降至20-30mg/L，使有机污染物达到排放标准。

三级处理，又称深度处理。进一步处理难降解的有机物，氮和磷等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等。主要方法有生物脱氮除磷法、混凝沉淀法、砂率法、活性炭吸附法、离子交换法和电渗分析法等。

未处理污水及雨水格栅+沉砂池栅渣与沉沙卫生填埋上层清液污泥处置或再利用雨水处理处理后雨水排入水体一级处理出水适合排入敏感性较差的水体污泥处理二级处理出水适合排入通用水体三级处理出水设和排入敏感性水体及农用消毒工艺流程线到受纳水体到污泥处置出水适合排入游泳水体（稀释/自然死亡能达到细菌标准）高级处理出水适合于质量要求高的再利用

图2-1 污水的三级处理

2.3 本系统采用的工艺介绍

本文设计的污水处理系统采用A2/O (厌氧-缺氧-好氧) 工艺，A2/O工艺是20

世纪70年代由美国专家在厌氧-好氧除磷工艺（A/O）的基础上开发出来的[4]，它具有同步脱氮除磷功能。由于将脱氮除磷统一在一个系统中，所以简化了污水处理的操作，又增加了处理工艺的功能。该工艺为污水回用和资源化开辟了新的途径，具有良好的环境效益和经济效益。它是生物脱氮除磷工艺中应用较多的一种方法。其总体工艺流程图如图2-2所示。

污水处理流程：污水进入厂区,先通过进水井（让厂能处理的污水进入厂区进行处理）进入粗格栅（打捞较大的渣滓）到进水泵房（提升污水的高度）到细格栅（打捞较小的渣滓）到曝气沉沙池（在旋流的离心力作用下，这些密度较大的砂粒被甩向外部沉入集砂槽，而密度较小的有机物随水流向前流动被带到下一处理单元。另外，在水中曝气可脱臭，除泡以及加速污水中油类和浮渣的分离，改善水质，有利于后续处理，还可起到预曝气作用）到生化池（采用A2/O法去除污水里的BOD5、SS和以各种形式的氮或磷）进入终沉池（排除剩余污泥和回流污泥）进入D型滤池（进一步减少SS，使出水达到国家一级标准）进入紫外线消毒（杀灭水中的大肠杆菌）然后出水。生化池、终沉池出的污泥一部分作为生化池的回流污泥，剩下的送入污泥脱水间脱水外运。

鼓风机房污水进水井粗格栅进水泵房细格栅曝气沉砂池厌氧缺氧好氧二沉池紫外线消毒出水A2/O生化反应池污泥回流泵房污泥贮池脱水机房泥饼外运卫生填埋

图2-2 城市污水处理工艺流程图

2.4 本章小结

本章首先介绍了污水处理的主要指标，然后介绍了污水处理的基本工艺方法，最后对本系统采用工艺进行了介绍，阐述了整个工艺流程。

第三章 城市污水处理控制系统方案设计

3.1 设计原则

污水处理控制系统的设计要结合我国国情，设计时按照以下原则进行：

(1) 严格执行环境保护的各项规定，确保经处理后的污水的排放水质达到有关排

放标准；

(2) 采用的系统应技术先进、运行可靠、操作维护管理简单； (3) 在保证处理效果的前提下尽量降低工程投资和运行成本； (4) 采用的系统必须是开放的，可扩展的。

3.2 设计思想

根据污水处理的工艺要求及现场环境，本系统主要采用了工业控制计算机(IPC)+可编程控制器(PLC)+现场检测仪表的监控模式。本控制系统通过现场检测仪表采集工艺参数，PLC作为主要现场控制单元，根据污水处理工艺流程读取现场仪表信号及各被控设备状态信号，同时将控制信号传至各控制设备。利用IPC作为上位机，进行复杂的数据处理。通过工业以太网将各控制站、中央控制室的工程师站相连，形成一个完整的通讯网络，实现监控。整个自动化监控系统完成数据采集、处理、监视及对现场设备进行控制的功能。

3.3 系统构成

3.3.1系统结构图

整个系统由中央控制室、各分布PLC控制站和现场仪表及电控柜构成三级 监控网络。系统结构如图3-1所示。

工业控制计算机以太网交换机PLC1PLC2PLC3阀门风机离心泵温度计传感器

图3-1系统结构图

3.3.2 各单元功能描述 一、中央控制级

中央控制级工业控制计算机构成，既能完成系统组态、调试及控制参数的在线修改和设置等，又能完成对整个污水处理厂的数据采集、监控，报表及打印等功能。 二、分布式控制站

监控系统共设PLC1-PLC3 三个分布控制站，现场PLC完成对各点信号的采集及控制。现场PLC站通过工业以太网与中央控制室的工控机连接。当控制模式选择置于“远程”位置时，操作人员将不能利用电气控制柜或电控箱上的启/停按钮对设备进行运行/停止操作，此时设备的控制权交给工业控制计算机控制，PLC将根据操作员站的控制指令，由PLC控制程序“自动”或“手动”控制设备的运行。 三、现场控制柜及仪表系统

各现场控制柜具有两部分功能，一是进行现场的手动操作，二是与各个PLC站连接，将各设备状态信号传送到PLC的相关采集模块。现场手动操作具有比分布控制站和中央控制室更高的优先权，只有将状态选择开关打到自动状态，远程控制程序才起作用。仪表系统用来连续测量污水处理厂工艺流程中的主要工艺参数，并将测量数据送入计算机数据采集及监控系统。整个污水厂的过程检测仪表分散设置于各个工艺处

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