毕业设计论文—基于PLC的污水处理控制系统设计-精品(3)

2018-11-22 18:28

洛阳理工学院毕业设计 (论文)

(3)A2/O法。A2/O法也是在传统活性污泥法的基础上发展起来的一种污水处理工艺,其中A2,即A-A,前一个A代表Anaerobic(厌氧的),后一个A代表Anoxic(缺氧的);O代表(好氧的)。A2/O是一种厌氧—缺氧—好氧污水处理工艺。A2O法的除磷脱氮效果非常好,非常适合用于对除磷脱氮有要求的污水处理。因此,在对除磷脱氮有特别要求的污水处理厂,一般首选A2/O工艺。其工艺流程图如图2-3所示。

图2-3 A2/O法工艺流程图

(4)A/B法。A/B法是吸附生物降解法的简称,该工艺没有初沉淀,将曝气池分为高低负荷两段,并分别有独立的沉淀和污泥回流系统。高负荷段停留时间约为20~40min,以生物絮凝吸附作用为主,同时发生不完全氧化反应,去除BOD达50%以上。B段与常规活性污泥法相识,负荷较低。AB法中A段效率很高,并有较强的缓冲能力。B段起到出水把关作用,处理稳定性较好。对于高浓度的污水处理,AB法具有很好的适用性,并有较高的节能效益。尤其在采用污泥消化和沼气利用工艺时,优势最为明显。但是,AB法污泥产量较大,A段污泥有机物含量极高,因此必须添加污泥后续稳定化处理,这样就将增加一定的投资和费用。另外,由于A段去除了较多的BOD,造成了碳源不足,难以实现脱氮工艺的要求。对于污水浓度低 的场合,B段也比较困难,也难以发挥优势。

总体而言,AB法工艺较适合于污水浓度高,具有污泥消化等后续处理设施的大中规模的污水处理厂,且有明显的节能效果,而对于有脱氮要求的污水处理厂,一般不宜采用。

(5)SBR法。SBR法是歇式活性污泥法的简称,是一种按照一定的时间顺序间歇式操作的污水生物处理技术,也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。其反应机理及去除污染物的机理与传统的活性污泥法基本相同,只是运行操作方式不尽相同。SBR法与传统的水处理工艺的最大区别在于它是以时间顺序来分割流程各单元,以时间分割操作代替空间分割操作,非稳态生化反应代替生化反应,静置理想沉淀代替动态沉淀等。整个过程对于单个操作单元而言是间歇进行的,但是通过多个单元组合调度后又是连续的,在运行上实现了有序和间歇操作相结合。

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2.3 本设计系统污水处理工艺及描述

本污水处理工艺流程图如下图2-4所示:

栅液处理城市污水格栅中途提升泵房沉沙处理沉沙池污泥处理沉淀池二级污水二沉池集水井加氯加药间粗格栅二沉池配水井污水提升泵房厌氧好氧生化池计量井油格栅旋流沉沙池吸砂机除砂砂水分离间接触池计量槽初沉池污泥聚合铝污泥泵站鼓风机房污泥贮池配水井小网格反应池小间距斜板沉淀池V型滤池清水池送水泵房出水厂区污水管氯气

2-4 工艺流程图

从工厂排出的原污水必须先经过格栅处理,目的是通过格栅作用,把污水中带有的大块的杂质截留下来,防止造成后面管道的堵塞。继而经过一次沉沙池去除污水中裹携的砂、石与大块颗粒。再经过沉淀池进行一次沉淀处理,将水中的悬浮物尽可能的沉淀去除,大体能去除50%的悬浮物,25%左右的BOD。再经过粗格栅处理,为了能让污水顺利的通过后续的设备,这样就要求提高水头的高度,使水头经过一定的重力加速度,产生一定的动能。又经过油格栅,将油污去除。通过初沉池将污泥再次过滤,经过曝气池处理,使微生物的新陈代谢,把污染物分解成CO2和H2O,曝气的目的就是让气相与液相产生更大的接触面,加快微生物的新陈代谢能力。再一次经过提升泵房提高水头的高度,使水头经过一定的重力加速度,产生一定的动能。经过化学处理后,配合泥浆制备,把从废水中沉淀出来的污泥进行处理。首先采取污泥浓缩、有机物浓缩、重力浓缩等方法。然后再进行泛氧中温消化。而对于重金属超标的污泥,经过脱水处理后要妥善处理,一般需要填埋,主要是为了不造成二次污染。最后通过二次沉淀池把污水中残留的有机物沉淀掉,这样污水就变成了可以循环使用的净水了。

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2.4 污水处理系统控制形式

早期的控制系统多采用继电器——接触器控制系统,但随着电子技术的飞速发展,控制要求的不断提高,该类控制方法已不能满足现代工业污水处理系统的控制要求,因此已逐渐被淘汰,取而代之的是DCS、现场总线控制、PLC等控制方。

(1)DCS系统。DCS是集散控制系统的简称,又称为分布式计算机控制系统,是由计算机技术、信号处理技术、测量控制技术、通信网络技术等相互渗透形成的。由计算机和现场终端组成,通过网络将现场控制站、检测站和操作站、控制站等连接起来,完成分散控制和集中操作、管理的功能,主要是用于各类生产过程,可提高生产自动化水平和管理水平,其主要特点如下:采用分级分布式控制,减少了系统的信息传输量,使系统应用程序比较简单。实现了真正的分散控制,使系统的危险性分散,可靠性提高。扩展能力较强。软硬件资源丰富,可适应各种要求。实时性好,响应快。

(2)现场总线控制系统。现场总线控制系统是由DCS和PLC发展而来的,是基于现场总线的自动控制系统。该系统按照公开、规范的通信协议在智能设备之间,以及智能设备与计算机之间进行数据传输和交换,从而实现控制与管理一体化的自动控制系统,其优点:可以用计算机丰富的软件、硬件资源。响应快,实时性好。通信协议公开,不同产品可互连。

(3)PLC系统。PLC是可编程逻辑控制器的简称,用它作为处理系统的控制器,实现控制系统的功能要求,也可利用计算机作为其上位机,通过网络连接PLC,对生产过程进行实时监控,其特点如下:编程方便,开发周期短,维护容易。通用性强,使用方便。控制功能强。模块化结构,扩展能力强。 2.5 污水处理系统的功能要求

工业污水处理系统的主要功能是完成对城市污水的净化的作用,将城市中排除的污水通过该系统处理后,输出符合国家标准的水质。长期以来,工业污水处理技术虽然经过了迅速发展,但仍滞后于城市发展的需要,工业污水处理率低、设备运转率低等极大地影响了城市发展。为实现工业污水处理技术的简易、高效、低能耗的功能, 并且实现自动化的控制过程,采用PLC作为核心控制器是个较好的方案。

PLC作为工业污水处理系统的控制系统使得设计过程变得更加简单,可实现的功能变得更多。与各类人机界面的通信可完成PLC控制系统的监视,同时使用户可通过操作界面功能控制PLC系统。由于PLC的CPU强大的网络通信能力,使

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得工业污水处理系统的数据传输与通信变得可能,并且也可实现其远程监控。 利用PLC作为控制器的工业污水处理系统主要涉及两个方面:一是信号输入;二是控制输出信号。

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第3章 控制系统的整体设计方案

3.1 控制系统的设备组成及控制方式

3.1.1 控制系统的设备及组成 1、主要设备

活性污泥法的曝气方式可分为两大类:鼓风曝气及机械曝气两大类。鼓风曝气系统的主要设备是鼓风机及扩散系统。小污水厂的鼓风机一般采用罗茨风机及小型离心 风机。分散系统一般采用微孔曝气器。但必须是适应于间歇曝气的运行方式。鼓风机往往安装在SBR池旁边,以减少管路系统的造价。由于污水厂较小,一般不设 鼓风机房,仅在鼓风机上设罩棚。这主要适用于厂矿企业内的污水处理厂,不严格控制噪音的情况。如果污水厂毗临生活小区,若采用鼓风曝气则必须建鼓风机房, 同时还要有相应的降噪措施,这样情况下宜采用机械曝气方式。(如表1)

2、 粗格栅、细格栅、提升泵房的设备控制

粗格栅、细格栅的控制分为现场控制和远程控制两种模式。远程控制模式由PLC和上位机实现,它包括微机手动和微机自动,而微机自动控制方式为:(1)水位差控制方式,通过格栅机运行液位差计的测量值用来反映格栅阻塞程度,并


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