生活水處理自動化控制系統(tǒng)改造

于亮 周雨婷 蔡威

摘要：我國城市地區(qū)的人口聚集量較大，生活污水的排放量也比較大，要確保城市環(huán)境的整潔性，為人們提供一個美好的生活家園，就必須做好城市生活污水的治理工作。然而，就當前的現(xiàn)狀而言，我國很多城市的生活污水治理狀況都不是很樂觀，在實際治理的過程中還存在諸多問題，只有切實解決這些問題，才能改善城市居民的整體生活質量。本文針對自動化技術在污水處理過程中的應用，使得傳統(tǒng)污水處理方式得到改善，簡化運維人員操作過程，提高污水處理各單元處理結果的可視性，通過自動控制降低污水廠能耗。

關鍵詞：生活水;處理;自動化;改造

引言

近些年以來，我國的生態(tài)環(huán)境質量日趨下降，特別是很多城市地區(qū)，由于生活垃圾的大量堆積以及生活污水的隨意排放，導致人們的生活環(huán)境越來越差，生活污水未經(jīng)處理就直接排放將會造成極大的不良影響，不僅會污染周邊的土壤、水質等，同時還會增大城市地區(qū)的生態(tài)負擔，威脅城市生態(tài)系統(tǒng)的正常運轉。為了改進傳統(tǒng)的污水處理系統(tǒng)，以PLC為控制器，根據(jù)污水處理的工藝要求，制定系統(tǒng)總體方案，包括硬件設計和軟件設計，實現(xiàn)高效的污水處理工藝和PLC控制技術完美結合，為城市生活污水處理系統(tǒng)提供了自動化控制方案，節(jié)省了人力成本，提高系統(tǒng)的污水處理能力。

1城市生活污水的來源及特點

1.1城市生活污水的來源

一般來說，城市生活污水主要是從居民的日常生活中產(chǎn)生的，人們平常洗漱、做飯等都會消耗大量的水資源，同時也會排放出大量污水。同時，學校、醫(yī)院、旅館等場所也會產(chǎn)生大量的污水和廢水，包括洗滌廢水、下水道殘渣污水、雨水等。由此可見，城市生活污水的來源十分多樣化，要從根本上控制污染的出現(xiàn)面臨較大的困難。

1.2城市生活污水的特點

城市生活污水主要表現(xiàn)出下列特點：首先，污水中往往包含大量的懸浮物質，包括食物殘留的渣滓以及其他常見的生活垃圾等，這就導致很多污水的顏色往往非常深。另外，由于生活污水中包含的有機物質非常多，因此，一旦發(fā)生有機物質腐爛的問題，就會發(fā)出很刺鼻的味道，這對周邊居民的正常生活有著極大的負面影響，同時也會對生態(tài)環(huán)境造成十分嚴重的污染。其次，人們在洗衣過程中排放出的廢水，由于用了洗衣粉或洗衣液，通常有著很高的含氮量和含磷量，很可能致使水體過于營養(yǎng)化，醫(yī)院所排放的廢水則通常含有諸多可能致病的細菌或者微生物，此類廢水的危害也是非常大的。

2生活水處理自動化控制系統(tǒng)改造

2.1污水處理系統(tǒng)的改造方案

將PLC控制的處理系統(tǒng)作為核心系統(tǒng)，針對系統(tǒng)中的工藝以及控制情況進行分析對比。所設計的污水自動控制系統(tǒng)主要分成兩個部分，一是控制系統(tǒng)，二是硬件以及軟件設計。運用PLC進行控制，代替常規(guī)的控制系統(tǒng)，根據(jù)其他的檢測方式，對于水質進行檢測與分析。隨后將數(shù)據(jù)以某種形式傳送給PLC，接著運算水質的信號。外面的執(zhí)行機構也需要同時工作，在保證水質合格的同時還要進行調整。通過這種方式能完全實現(xiàn)污水自動化處理，當水質情況超過安全的范圍就會發(fā)出警報聲，這時就要進行排放出水。這是本設計中最大的優(yōu)點。

2.2污水處理系統(tǒng)的構成

（1）中水進水泵：污水處理的進水泵可將從工廠或者生活中排放的污水收集到調節(jié)池中。（2）調節(jié)池：調節(jié)池可對水質進行檢測和調節(jié)，通過測試污水水質的pH值，來進行相應的控制調節(jié)。調節(jié)池也起到控制污水水位的作用，可使污水處理量保持在有效范圍內(nèi)，使控制系統(tǒng)處于連續(xù)工作狀態(tài)。（3）好氧池：通過控制曝氣機來使液體具有足夠的含氧量，更好地對污水進行二次處理，盡快使污水進行分解有機物質的步驟。對比其他控制來說，好氧池控制部分極其重要，且操作最為復雜。（4）過濾器：可過濾液體中不易被肉眼觀察到的微小顆粒和雜質，將處理好的污水進行過濾，篩除雜質，反復對液體進行過濾和反洗步驟。并利用石英砂和活性炭材質吸收液體中的有害物質，對污水進行徹底清洗。（5）消毒池：過濾后的水還不能直接使用，要經(jīng)過消毒池進行藥物消毒后才能符合用水要求，添加藥物消毒可殺死水質中的細菌和微生物等有害物質，以達到國家用水標準。（6）儲水池：此時污水處理已基本完成，最后只要將處理好的水進行集中儲存，方便之后的調用，即整個污水處理控制過程結束。

2.3污水處理控制系統(tǒng)的硬件選擇

污水處理控制系統(tǒng)硬件的選擇主要是對核心硬件進行選型和設計，包括PLC硬件的選擇、液位傳感器的選擇、PLC程序設計?？刂坪诵臑镻LC硬件和采集信息的傳感器，最終用于實際的現(xiàn)場執(zhí)行設備。PLC控制系統(tǒng)：PLC適用范圍較廣，主要用于循環(huán)掃描、集中輸出，由外部信號和內(nèi)部程序按順序有序進行運行處理，且運行結果信息并不會被及時處理，而要先存放在存儲器單元，必須執(zhí)行完最后一步，系統(tǒng)才會對信號進行相關處理。從目前形式來看，PLC按規(guī)?？煞譃榇?、中、小型。大、中型PLC采用模塊分化式分布，以CPU為核心部件對模塊進行相關拓展，并對現(xiàn)場進行數(shù)據(jù)采集，針對實際情況加載相關控制模塊;小型PLC采用主機CPU和I/O模塊集中控制，由于I/O模塊主體規(guī)模不大，所以可通過拓展模塊進行拓展控制，裝載數(shù)據(jù)模塊由PLC類型和現(xiàn)場實際情況決定。

2.4污水處理控制系統(tǒng)的I/O設計

對PLC污水處理系統(tǒng)的設計需要考慮制作成本低、結構簡潔、制作簡單等方面，整體設計思路首先要對輸入輸出端進行設計，繪制I/O分配表，根據(jù)表格確定完整的設備原理圖，并進行合理的硬件原理圖設計。

結束語

一般對污水的處理包含了厭氧、好氧兩個階段，通過這兩個階段的處理，能夠將污水中極少數(shù)的碳水化合物和較多的可燃氣體提取出來，并且根據(jù)其他工藝進行回收再利用，這樣就能做到循環(huán)利用水資源。該控制系統(tǒng)不僅可以實時監(jiān)控數(shù)據(jù)信息，還能自動運行系統(tǒng)并修改相關數(shù)據(jù)，已達到設計目的。

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