PLC在生活污水處理系統(tǒng)中的應(yīng)用探討

梁凌雁

中核新能核工業(yè)工程有限責(zé)任公司，山西太原 030012

PLC在生活污水處理系統(tǒng)中的應(yīng)用探討

梁凌雁

中核新能核工業(yè)工程有限責(zé)任公司，山西太原 030012

隨著城市化水平的加速，生活污水問(wèn)題日趨嚴(yán)重，對(duì)生活污水的處理設(shè)備研究也就越來(lái)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(lái)進(jìn)行論述。簡(jiǎn)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。

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(jí)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(guò)遠(yuǎn)程子站ET-200和PROFIBUS連接起來(lái)。PLC系統(tǒng)的一級(jí)系統(tǒng)是有一臺(tái)工程師站與兩臺(tái)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(jí)系統(tǒng)是由現(xiàn)場(chǎng)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(guò)三級(jí)控制方式（PLC自動(dòng)控制、就地手動(dòng)控制以及遠(yuǎn)程手動(dòng)控制）來(lái)實(shí)現(xiàn)全場(chǎng)的主要電氣設(shè)備控制。三種方式中就地手動(dòng)控制方式優(yōu)先級(jí)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(dòng)以及手動(dòng)的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)。當(dāng)控制箱上的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)到手動(dòng)位置的時(shí)候，系統(tǒng)就只能通過(guò)人工在機(jī)旁手動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)控制；自動(dòng)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(kāi)關(guān)設(shè)置在自動(dòng)檔的位置，系統(tǒng)就按照預(yù)先編好的程序?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)控制。由于控制方式的相互切換，所以現(xiàn)場(chǎng)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(guò)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(mén)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(guò)控制閘門(mén)來(lái)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(guò)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(cè)矩形池的進(jìn)水閘，打開(kāi)中間矩形池的閘門(mén)。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(mén)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)。

3 PLC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(chǎng)布置來(lái)做劃分。整個(gè)系統(tǒng)分為1號(hào)PLC控制站、2號(hào)PLC控制站、3號(hào)PLC控制站、4號(hào)PLC控制站、5號(hào)和6號(hào)PLC控制站。

1號(hào)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(mǎn)足預(yù)設(shè)的時(shí)間周期，或者是滿(mǎn)足柵門(mén)前后水位差預(yù)設(shè)值的時(shí)候，則固液分離機(jī)就會(huì)啟動(dòng)，這種分離機(jī)是回轉(zhuǎn)式的，也就是說(shuō)依次開(kāi)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(lái)定。除此之外，1號(hào)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(hào)收發(fā)以及綜合故障。細(xì)格柵也是通過(guò)柵門(mén)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(huì)自動(dòng)啟動(dòng)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(huì)維持2到4分鐘的運(yùn)行狀態(tài)。檢測(cè)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(hào)PLC子站中污水池里的電動(dòng)碟閥和潛污泵相聯(lián)系，先開(kāi)啟潛污泵，電動(dòng)碟閥不打開(kāi)，等潛污泵工作就緒后，再打開(kāi)電動(dòng)碟閥。啟動(dòng)潛污泵需要滿(mǎn)足污水池中水位差超過(guò)-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(hào)PLC控制站除了可以檢測(cè)池內(nèi)的液位，還可以檢測(cè)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(huì)打開(kāi)；若低于-4.4m，潛污泵會(huì)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(guò)最高水位的時(shí)候就會(huì)開(kāi)啟各個(gè)工作泵?；赜帽弥械乃呐_(tái)水泵設(shè)四個(gè)不同的液位線，可以避免只使用其中一臺(tái)泵。這里不僅可以檢測(cè)到清水池中的液位，也可以檢測(cè)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(hào)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(dòng)開(kāi)啟或關(guān)閉。4號(hào)PLC子站分布在濾池間，一共有八座濾池來(lái)控制過(guò)濾單元。每一座濾池都有一臺(tái)出水電動(dòng)閥、一臺(tái)進(jìn)水電動(dòng)閥、一臺(tái)反洗進(jìn)氣電動(dòng)閥、一臺(tái)反洗進(jìn)水電動(dòng)閥以及一臺(tái)反洗排水電動(dòng)閥。濾池運(yùn)行時(shí)，進(jìn)、出水電動(dòng)閥打開(kāi)，其它三臺(tái)電動(dòng)閥則關(guān)閉。

5號(hào)子站和6號(hào)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(hào)和6號(hào)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(dòng)接受中控計(jì)算機(jī)的指令，不需要到現(xiàn)場(chǎng)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(guò)變頻來(lái)調(diào)節(jié)回流量及比例，也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)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(dòng)化的監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)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(guò)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(cè)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。

[1]OMRON CS1系列可編程控制器編程手冊(cè)[Z].

[2]馮生華.城市中小型污水處理廠的建設(shè)與管理[M].化學(xué)工業(yè)出版社.

[3]李日清，陳毅宏.PLC在生活污水處理系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].科技論壇，2009，19.

[4]劉新民，方然.PLC在婁江污水處理系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].制造業(yè)自動(dòng)化，2007，29.

TP3

A

1674-6708（2015）144-0065-01

梁凌雁，工作單位：中核新能核工業(yè)工程有限責(zé)任公司，研究方向：廢水處理技術(shù)研究