PLC技術(shù)在污水處理系統(tǒng)中的應(yīng)用

薛金平

（山西潤(rùn)民環(huán)保工程設(shè)備有限公司山西太原030000）

PLC技術(shù)在污水處理系統(tǒng)中的應(yīng)用

薛金平

（山西潤(rùn)民環(huán)保工程設(shè)備有限公司山西太原030000）

隨著我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展與城市建設(shè)的不斷加快、人民生活水平的不斷提高，對(duì)環(huán)境的污染也在不斷的加劇，其中污水污染問題已引起社會(huì)各界的普遍關(guān)注?！笆濉逼陂g，我國(guó)污水處理技術(shù)取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，水污染問題得到妥善解決。但水污染形勢(shì)仍然嚴(yán)峻，所以“十三五”提出“加大環(huán)境治理力度，以提高環(huán)境質(zhì)量為核心，實(shí)行最嚴(yán)格的環(huán)境保護(hù)制度?！睉?zhàn)略規(guī)劃。實(shí)施工業(yè)水污染源全面達(dá)標(biāo)排放計(jì)劃。PLC技術(shù)以可編程邏輯控制器為核心，廣泛應(yīng)用于工業(yè)過程的參數(shù)檢測(cè)和設(shè)備控制，在污水處理領(lǐng)域也得到不斷深入的應(yīng)用，大大提高了污水處理系統(tǒng)的自動(dòng)化水平。本文結(jié)合某污水處理廠污水處理項(xiàng)目，詳細(xì)介紹了PLC技術(shù)在SBR污水處理工藝中的應(yīng)用，以期為同類污水處理廠的設(shè)計(jì)提供參考。

PLC技術(shù)；污水處理系統(tǒng)；SBR工藝

目前，我國(guó)大多數(shù)污水處理控制系統(tǒng)自動(dòng)化水平不高、安全性低、管理不當(dāng)，效率普遍低于世界先進(jìn)水平。污水處理系統(tǒng)中的設(shè)備啟?？刂?、數(shù)據(jù)通信和監(jiān)控管理是急需解決的主要問題。中國(guó)污水處理自控系統(tǒng)相對(duì)落后，污水處理成本居高不下，污水廠排放的處理過的污水的水質(zhì)不穩(wěn)定，所以如何建立有效的自控系統(tǒng)，優(yōu)化運(yùn)行效果，減少運(yùn)行費(fèi)用，具有重要意義。

SBR法，又稱序批式活性污泥法。早在1914年就被采用，但由于當(dāng)時(shí)自動(dòng)化水平較低，加之該工藝操作繁瑣、控制困難，在使用推廣過程中受到一定限制。近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)和自動(dòng)控制技術(shù)的飛速發(fā)展，SBR工藝的缺點(diǎn)得到很好的解決。同連續(xù)式活性污泥法相比，SBR具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，使得SBR法重新受到國(guó)內(nèi)外的重視。

1　污水處理廠工藝流程

1.1工藝流程圖

某污水處理廠主要用于處理該廠職工日常生活產(chǎn)生的生活污水，采用SBR為核心的處理工藝，處理流程如下圖所示。

圖1　污水處理廠工藝流程圖

1.2流程說明

生活污水經(jīng)收集管網(wǎng)流經(jīng)格柵槽，經(jīng)格柵攔截后，污水中的漂浮物混合較大顆粒的固體雜質(zhì)被去除，避免堵塞后續(xù)處理系統(tǒng)的管道、水泵等機(jī)械設(shè)備，保證后續(xù)處理系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)；調(diào)節(jié)池的主要作用是調(diào)節(jié)水量，對(duì)來(lái)水水量的不均勻性進(jìn)行緩沖，使污水能夠比較均勻地進(jìn)入后續(xù)處理單元。在調(diào)節(jié)池設(shè)進(jìn)水泵，將污水提升至SBR池；SBR池是本污水處理廠的核心構(gòu)筑物，污水中的BOD等主要污染物質(zhì)通過生物降解、沉降等作用被去除。SBR工藝包括進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、排水、待機(jī)5個(gè)階段[1]，從污水開始流入到待機(jī)時(shí)間結(jié)束為一個(gè)周期，一切過程都在SBR池內(nèi)完成，本文所述工程設(shè)4格SBR池，獨(dú)立運(yùn)行；在排水階段，經(jīng)過沉淀的上清液由設(shè)于SBR池內(nèi)的潷水器潷至清水池內(nèi)，清水池內(nèi)的水可回用或達(dá)標(biāo)排放。

在SBR池的待機(jī)階段，如污泥界面較高而產(chǎn)生的剩余污泥，則打開排泥閥門將剩余污泥排至污泥池內(nèi)，經(jīng)污泥脫水機(jī)壓濾形成泥餅后外運(yùn)處置。

2　PLC技術(shù)的應(yīng)用

2.1主要設(shè)備與儀表

本文以調(diào)節(jié)池、SBR池、鼓風(fēng)機(jī)的控制為研究對(duì)象對(duì)PLC在污水處理系統(tǒng)中的應(yīng)用展開研究，即本文的PLC技術(shù)的應(yīng)用范圍是指流程圖虛線框內(nèi)的儀表檢測(cè)及設(shè)備控制。其所涉及的儀表與設(shè)備如下表所示。

表1　　PLC控制系統(tǒng)的主要儀表與設(shè)備

2.2控制過程

2.2.1調(diào)節(jié)池控制

調(diào)節(jié)池設(shè)有高、中、低三段水位，由調(diào)節(jié)池液位計(jì)Y1監(jiān)測(cè)，液位計(jì)采用壓力變送式液位計(jì)，能監(jiān)測(cè)到液位的連續(xù)變化。當(dāng)調(diào)節(jié)池處于低液位時(shí)，進(jìn)水泵P101和P102都停止工作；當(dāng)調(diào)節(jié)池處于中液位時(shí)，P101和P102交替工作，交替時(shí)間8h；當(dāng)調(diào)節(jié)池處于高液位時(shí)，P101和P102都啟動(dòng)，同時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)并彈出“調(diào)節(jié)池高液位”對(duì)話框。當(dāng)4個(gè)SBR池都不處于進(jìn)水狀態(tài)時(shí)，P101和P102都停止工作，發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)并彈出“無(wú)進(jìn)水狀態(tài)的SBR池”對(duì)話框。

2.2.2SBR池控制

SBR池包括進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、排水、待機(jī)5個(gè)工作狀態(tài)的控制，以下SBR池1為例就5個(gè)狀態(tài)的控制分別進(jìn)行描述，其他3個(gè)SBR池的控制與SBR池1相同。

（1）進(jìn)水。當(dāng)由Y201監(jiān)測(cè)到的SBR池1液位較低時(shí)，打開其所對(duì)應(yīng)的的進(jìn)水管上的進(jìn)水閥V101，向池內(nèi)注入調(diào)節(jié)池內(nèi)的污水，當(dāng)SBR池1液位達(dá)到設(shè)定的高液位時(shí)，關(guān)閉進(jìn)水閥V101，進(jìn)水階段結(jié)束。

（2）反應(yīng)。進(jìn)水階段結(jié)束后，進(jìn)入反應(yīng)階段。打開進(jìn)氣閥V201并開始計(jì)時(shí)，向SBR池1內(nèi)通入壓縮空氣進(jìn)行曝氣，根據(jù)設(shè)于SBR池1內(nèi)的溶氧儀Y301監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)調(diào)整進(jìn)氣閥V201的開度，使SBR池1內(nèi)溶解氧保持在設(shè)定范圍內(nèi)，當(dāng)進(jìn)氣閥V201打開時(shí)間累積達(dá)到3h后，反應(yīng)階段完成，關(guān)閉進(jìn)氣閥V201。

（3）沉淀。當(dāng)進(jìn)氣閥V201關(guān)閉后，進(jìn)入沉淀階段并開始計(jì)時(shí)，SBR池1內(nèi)混合液在靜止?fàn)顟B(tài)下進(jìn)行泥水分離，當(dāng)沉淀時(shí)間達(dá)到1.5h后，沉淀階段結(jié)束。

（4）排水。在排水階段，潷水器M101以預(yù)先設(shè)定好的速度下沉，將SBR池1內(nèi)的上清液潷至清水池內(nèi)，當(dāng)SBR池1液位計(jì)Y201監(jiān)測(cè)到的液位降低到設(shè)定的低液位值時(shí)，潷水器電機(jī)反轉(zhuǎn)，將潷水器向上提升，當(dāng)提升接觸到行程開關(guān)時(shí)，潷水器M101停機(jī)，排水階段結(jié)束。

（5）閑置。排水完成后，進(jìn)入閑置階段，根據(jù)需要，將閑置階段時(shí)間設(shè)為0.5h。如果SBR池1的污泥界面儀Y401監(jiān)測(cè)到的污泥界面高于設(shè)定值，說明池內(nèi)存在剩余污泥，打開排泥閥V301，將池內(nèi)污泥排出，直至監(jiān)測(cè)到的污泥界面下降至設(shè)定界面之下，關(guān)閉排泥閥V301停止排泥。閑置階段結(jié)束后，進(jìn)入下一周期，開始下一周期的進(jìn)水階段。

2.2.3、鼓風(fēng)機(jī)控制

鼓風(fēng)機(jī)M201和M202的控制主要是調(diào)整鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，當(dāng)所有處于曝氣狀態(tài)的SBR池的進(jìn)氣閥全開時(shí)，監(jiān)測(cè)到的溶解氧仍較低時(shí)，可調(diào)快鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，直到溶解氧達(dá)到設(shè)定值。反之則調(diào)慢鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。鼓風(fēng)機(jī)M201和M201交替工作，交替周期12h。

3　結(jié)語(yǔ)

對(duì)采用SBR工藝的污水處理系統(tǒng)利用PLC自動(dòng)化控制技術(shù)后，克服了SBR工藝存在的工序繁瑣、控制操作困難、運(yùn)行不穩(wěn)定等缺點(diǎn)，充分發(fā)揮了SBR工藝對(duì)水質(zhì)水量變化適應(yīng)性強(qiáng)、抗沖擊負(fù)荷好、運(yùn)行靈活、出水水質(zhì)好、占地小等優(yōu)點(diǎn)，大大提高了污水處理廠的自動(dòng)化水平，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，收到的較好的環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益?？梢?，PLC技術(shù)在污水處理系統(tǒng)中具有良好的應(yīng)用前景。

[1]楊增吉,等.SBR工藝分析及其在處理造紙廢水中的實(shí)際應(yīng)用[J].黑龍江造紙,2006,3:64-65.