三菱plc污水处理.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流三菱plc污水处理.精品文档.目录第一章 绪论11.1国内污水处理行业的发展11.2 生活污水的处理工艺21.3 SBR污水处理工艺31.4 本课题研究的主要内容4第二章 控制方案62.1 系统的总体设计62.2 工艺及控制要求分析82.2.1 格栅池82.2.2 调节池92.2.3 SBR反应池池92.2.4 除盐池92.3 PLC的I/O分配102.4 I/O设备确定及PLC的选型112.4.1 I/O设备确定112.4.2 PLC的选型112.5软件的介绍12第三章 PLC程序设计143.1系统外部接线图如图3.1所示143.2程序流程
2、图如图3.2所示153.3梯形图如图3.3所示163.4程序仿真图及系统说明19结束语24致谢25参考文献26摘要 随着我国国城市化进程的推动,中小城市(镇)数量的不断增多,由其带来的水污染问题日趋严重。序批式活性污泥法(简称SBR)符合中小城镇污水处理的基本要求,但必须实现自动控制,才能发挥其优势,使其具有更加广阔的应用前景。随着自动化技术、计算机技术的不断发展、完善,污水处理厂的自动化水平也相应提高。而PLC控制器以其技术成熟、通用性好、可靠性高、安装灵活、扩展方便、性能价格比高等一系列优点,在工业控制中得到了越来越广泛的应用。本文主要介绍了污水处理厂自动控制系统的组成、功能及如何利用PL
3、C实现自动控制。在污水处理中采用PLC控制系统改造后,提高了自动控制的可靠性,不仅减轻了工人的劳动强度,而且提高了污水处理厂的运行效率和运行效益,实现了污水厂生产管理的科学性。关键词:PLC 污水处理 SBR工艺The Sewage Treatment System Based on PLCAbstract Along with our countrys urbanization drive, small and medium-sized cities (town), the increasing number of water pollution problems brought by th
4、e increasingly serious. Sequencing batch type activated sludge (hereinafter referred to as the SBR) comply with small towns is the basic requirement of sewage disposal, but must achieve automatic control, to exert its advantages, make its have more broad application prospects. As automation technolo
5、gy, computer technology unceasing development, improve the level of automation, sewage treatment plants also increase. And with its mature technology of PLC controller, versatility, high reliability, good flexibility, expand convenient installation and performance to price higher series of advantage
6、s, in industrial control are getting more and more widely. This article mainly introduced the sewage treatment plant in automatic control system composition, function and how to make use of PLC automatic control, and introduces the system implementation problems encountered and their solutions. In s
7、ewage treatment using PLC control system after the transformation, improve the reliability of the automatic control, not only reduce the labor intensity of the workers, but also improve the operation efficiency of wastewater treatment plant with operation efficiency, realized the scientific producti
8、on management of the wastewater treatment plant. Key words Sewage treatment PLC SBR process第一章 绪论1.1国内污水处理行业的发展地球虽然有70.8的面积为水所覆盖,但淡水资源却极其有限,人类真正能够利用的是江河湖泊以及地下水中的一部分,仅占地球总水量的0.26,而且分布不均。20世纪50年代以后,全球人口急剧增长,工业发展迅速。全球水资源状况迅速恶化,“水危机”日趋严重。一方面,人类对水资源的需求以惊人的速度扩大;另一方面,日益严重的水污染蚕食大量可供消费的水资源。 全世界每天约有200吨垃圾倒进河流
9、、湖泊和小溪,每升废水会污染8升淡水;所有流经亚洲城市的河流均被污染;美国40的水资源流域被加工食品废料、金属、肥料和杀虫剂污染;欧洲55条河流中仅有5条水质差强人意。20世纪,世界人口增加了两倍,而人类用水增加了5倍。世界上许多国家正面临水资源危机:12亿人用水短缺,30亿人缺乏用水卫生设施。 中国水资源人均占有量少,空间分布不平衡。随着中国城市化、工业化的加速,水资源的需求缺口也日益增大。在这样的背景下,污水处理行业成为新兴产业,目前与自来水生产、供水、排水、中水回用行业处于同等重要地位。 截至2005年底,全国661个设市城市中,已有383个城市建成污水处理厂792座,污水处理率由200
10、0年的34提高到52,并形成了适合国情的污水处理技术路线和管理机制。其中,有135个城市的污水处理率已达到或接近70,单厂处理规模达到每天100万立方米。 2007年,中国水污染治理投资达到3387.6亿元,比上年增加32%,占当年GDP的1.36%。中国水环境质量总体保持稳定。2007年,共取缔一级水源保护区内排污口942个,停建二级水源保护区内可能造成污染的建设项目1294个,限期治理931个。 截至2010年9月底,全国设市城市、县及部分重点建制镇(以下简称“城镇”)累计建成污水处理厂2631座,污水处理能力达到1.22亿立方米/日;全国正在建设的城镇污水处理项目达1849个,总设计能力
11、约4660万立方米/日。在全国设市城市中,已有593个城市建有污水处理厂,占设市城市总数的90.7%;累计建成污水处理厂1623座,形成污水处理能力1.04亿立方米/日;其中36个大中城市(直辖市、省会城市和计划单列市)建有污水处理厂376座,处理能力达4368万立方米/日。在县城及乡、镇中,全国已有933个县(含新疆生产建设兵团团级单位)建有污水处理厂,约占县城总数的52.1%;县城及乡、镇建有污水处理厂1008座,处理能力达1826万立方米/日。 虽然由于国家和各级政府对环境保护重视程度的不断提高,中国污水处理行业正在快速增长,污水处理总量逐年增加,城镇污水处理率不断提高。但目前中国污水处
12、理行业仍处于发展的初级阶段。 一方面,中国目前的污水处理能力尚跟不上用水规模的迅速扩张,管网、污泥处理等配套设施建设严重滞后。另一方面,中国的污水处理率与发达国家相比,还存在着明显的差距,且处理设施的负荷率低。 因此中国应完善污水处理的政策法规,建立监管体制,创建合理的污水处理收费体系,扶植国内环保产业发展,推进污水处理行业的产业化和市场化。污水处理行业是一个朝阳产业,发展前景十分广阔。中国将在“十一五”期间投资3000亿元以推进城市污水处理和利用,中国污水处理行业由此迎来高速发展期。1.2 生活污水的处理工艺生产废水及生活污水的循环利用,是节约用水和减少水资源开采的有效途径,既可利国利民,又
13、是减少生产成本的重要举措。同时为了响应实现工业废水零排放,努力建设节约型企业的号召,污水处理工程改造项目很必要。前处理也称为预处理技术,常用有格栅或格网、调节池、沉砂池、初沉池等。由于生活污水处理的核心是生化部分,因此我们称污水处理艺是特指这部分,如接触氧化法、SBR法、A/O法等。用生化法(包括厌氧和好氧)处理工生活污水在目前是最经济、最适用的污水处理工艺,根据生活污水的水量、水质及现场的条件而选择不同的污水处理工艺对投资及运行成具有决定性的影响。典型的生活污水处理完整工艺如下图1.1所示:污水前处理调节池生化池消毒出水污泥处理系统图1.1 典型污水处理流程图1.3 SBR污水处理工艺SBR
14、是序列间歇式活性污泥法(Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process)的简称,是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术,又称序批式活性污泥法.与传统污水处理工艺不同,SBR技术采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式,非稳定生化反应替代稳态生化反应,静置理想沉淀替代传统的动态沉淀。它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作,SBR技术的核心是SBR反应池,该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池,无污泥回流系统。正是SBR工艺这些特殊性使其具有以下特点:1、理想的推流过程使生化反应推动力增大,效率提高,池内厌氧、好氧处于交替状态
15、,净化效果好。 2、运行效果稳定,污水在理想的静止状态下沉淀,需要时间短、效率高,出水水质好。 3、 耐冲击负荷,池内有滞留的处理水,对污水有稀释、缓冲作用,有效抵抗水量和有机污物的冲击。 4、工艺过程中的各工序可根据水质、水量进行调整,运行灵活。 5、处理设备少,构造简单,便于操作和维护管理。 6、反应池内存在DO、BOD5浓度梯度,有效控制活性污泥膨胀。 7、SBR法系统本身也适合于组合式构造方法,利于废水处理厂的扩建和改造。 8、脱氮除磷,适当控制运行方式,实现好氧、缺氧、厌氧状态交替,具有良好的脱氮除磷效果。 9、工艺流程简单、造价低。主体设备只有一个序批式间歇反应器,无二沉池、污泥回
16、流系统,调节池、初沉池也可省略,布置紧凑、占地面积省。 由于上述技术特点,SBR系统进一步拓宽了活性污泥法的使用范围。就近期的技术条件,SBR系统更适合以下情况: (1)中小城镇生活污水和厂矿企业的工业废水,尤其是间歇排放和流量变化较大的地方。 (2)需要较高出水水质的地方,如风景游览区、湖泊和港湾等,不但要去除有机物,还要求出水中除磷脱氮,防止河湖富营养化。 (3)水资源紧缺的地方。SBR系统可在生物处理后进行物化处理,不需要增加设施,便于水的回收利用。 (4)用地紧张的地方。 (5)对已建连续流污水处理厂的改造等。 (6)非常适合处理小水量,间歇排放的工业废水与分散点源污染的治理。 本文所
17、研究的污水处理流程如图1.2所示污水格栅池调节池SBR生化池除盐出水污泥泵图1.2污水处理流程图1.4 本课题研究的主要内容本课题采用的处理工艺为:过滤 生化反应 除盐污水处理工艺,以处理生活污水为主,另有少量的工业废水,水中的COD(化学耗氧量)、BOD(生化耗氧量)含量分别为536 mgL、I 12 mgL。经处理COD为408 mgL,BOD为251 mgL,达到一级排放要求,为了实现污水工程的全自动运行,按生产工艺要求,采用PLC可编程控制器实现连锁集中控制。本课题研究了污水处理工艺及污水处理系统的组成,设计了基于 PLC的控制系统的,主要由以下内容组成:(1)介绍了国内的污水处理行业
18、的发展以及污水处理系统工艺流程;(2)选择PLC对污水处理控制系统进行设计和分析;(3)具体分析设计污水处理的软件系统。第二章 控制方案2.1 系统的总体设计本污水处理控制系统采用的可编程控制器为三菱FX2N型。控制系统的结构框图见图2.1,控制系统设有集中控制室(加药间低压配电室内),框图中的各设备可以在集中控制室内控制。在集中控制室的控制面板上有自动手动,自动控制位置时,污水站处于自动运行状态,此时启闭机打开,格栅井、调节池、生化池.污泥泵,除盐根据各自的液位控制器开动、停止,开始运行。控制柜正面如图2.2所示。监控计算机三菱FX2N-48MR操作站控制站站调节池电磁阀控制生化池电磁阀控制
19、生化池空压机控制除盐池电磁阀控制格栅池电磁阀控制图2.1 控制系统结构图控制面板高浓度报警HL5除盐池报警HL4反应池报警HL3调节池报警HL2格栅池报警HL1盐浓度AZ除盐池排水SB8反应池排水SB7空压机SB5调节池进水SB3格栅池进水SB2反应池进水SB4Sbr反应池液位LZ3调节池液位LZ2格栅池液位LZ1除盐池液位LZ4电源开关污泥泵SB6下液位除盐池排水反应池排水阀污泥泵图2.2 控制柜正面示意图在控制柜上除了有手动操作按钮外,还有各液位池的液位显示。本处理系统对液位的控制采用浮球液位传感器,浮球连续式液位传感器是利用浮球内磁铁随液位变化,来改变连杆内的电阻与磁簧开关,磁簧开关的间
20、隙愈小,精度愈高。分压信号可经过转换器转变成420mA或其它不同之标准信号。指示计可配合其它表头作远距离指示,是一种原理简单,可靠性极佳的液位指示计。除盐池中的盐浓度检测由余氯(自由氯)电极来完成,此电极可以直接输出4-20mA的模拟量信号,该信号可直接接数字显示仪表进行显示,两路继电器输出实现上下限控制,可以打开仪表面板设置上下限。液位监测系统接线如图2.3所示。图2.3液位监测系统接线示意图2.2 工艺及控制要求分析2.2.1 格栅池生活污水中含有大量的废渣,如果不经处理直接排入河中,不仅污染环境,而且会提高河床高度,阻塞河道。尤其是在雨季到来的时候,会对人民的生命造成极大的危害,给国家带
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