毕业论文：基于PLC控制的污水处理系统.doc

基于PLC控制的污水处理系统摘要随着我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的组成、功能及如何利用PLC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，实现了污水厂生产管理的科学性 关键词：PLC污水处理 SBRI艺The Sewage Treatment System Based on PLC Abstract Along with our country's urbanization drive, small and medium-sized cities (town), the increasing number of water pollution problems brought by the 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 technology, 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 advantages, 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 sewage 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 production management of the wastewater treatment plant.Key words Sewage treatment PLC SBR process课题背景地球虽然有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。

全世界每天 约有200吨垃圾倒进河流、湖泊和小溪，每升废水会污染8升淡水世界上许多国家 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污水处理行业 概况：(1) 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2) 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理行业 仍处于发展的初级阶段3) 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，旦处理设施的负荷率低4) 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课题的意义和目的世界上任何国家的经济发展，都会推进社会进步、促进工农业生产能力，使人民的生活得 到进一步改善，尤其在工业革命之后，各国经济飞速发展，全球大量的不可再生资源(例 如石油)被利用。

如果这些污水无净化排出必定会给周围环境造成很大的污染，而且我国 是一个严重缺水的国家，已经被联合国列为世界上13个缺水国家之一目前我国约300 个城市缺水，其中严重缺水城市有50个，据中国经济信息网分析统计，全国按目前正常 需要，年缺水总量约为300亿~400亿立方米，因缺水造成的经济损失达2300亿元， 超过洪涝灾害水资源的匮乏和水资源的污染已经严重的影响了人民的日常生活，严重的 影响了全国的经济建设和发展特别是我国北方城市，如北京、天津、沈阳等城市水资源 更为短缺在这种情况下，污水更加不能随便外排，而是要净化之后合理利用我国污水 处理的电耗为0.365kWh/m3、日本为0.304 kWh/m3、美国为0.243kWh/m3,因此建设 符合我国具体情况的污水厂自动控制系统对降低污水处理成本、改善环境、建立可持续 发展社会、保持我国经济高速发展具有重要意义污水处理工艺流程SBR的结构及工作原理本论文中的污水处理采用SBR污水处理工艺，即序批式间歇活性污泥法SBR采用时 间分割的操作方式替代传统的空间分割方式，可以适应工业生产连续产生大量污水的特 点SBR废水处理系统分别由粗细格栅除污池、集水池、SBR反应池、储泥池、水泵、 鼓风机和电动阀门等部分组成，在粗细格栅除污池、集水池、SBR反应池、储泥池中分 别设置液位开关，用以检测水池与水箱中的液位。

本论文设计采用PLC技术，以期实现 污水处理过程的实时检测和控制，保障生产过程的连续性，降低劳动强度SBR处理周 期包括进水、生化反应（曝气）、沉淀、排放等工序，污水在SBR中按序列间歇地 进入每个反应工序曝气使好氧、缺氧和厌氧状态交替进行，最终达到脱碳、脱氨和脱氮 的目的此外还有保证SBR的用风量SBR污水处理在充氧阶段，SBR反应池去除有 机物的机理与普通活性污泥法相同不同点是，运行时，进水、反应、沉淀、排水、空载 排泥5个工序在同一 SBR反应池中周期性运行当污水进入反应池后，与池内空载期的 污泥混合，污水中的有机物被菌胶团吸附，并开始生物降解反应结束后经过沉淀期，上 部的水逐渐变清，利用滓水器将水排出，最后排出污泥污水处理工艺过程阐述⑴进水进水阀门打开，污水通过粗格栅，经过水泵，然后再经过细格栅过滤，污水到达集水池， 再根据控制要求，将集水池中的污水注入到SBR反应池⑵反应反应工序是SBR工艺最重要的一道工序当污水注入达到预定容积后，停止进水，空气 阀门打开，鼓风机启动，开始曝气，同时潜水搅拌机和回流污泥泵运 行，可开始反应操作, 如驱除BOD、硝化、磷的吸收以及反硝化等根据反应需要达到的程度，进行曝气和搅 拌，并决定反应时间的长短。

潜水搅拌机与曝气系统混合使用，使能耗大幅度降低，充氧 量明显提高，创建水流，加强搅拌功能，防止污泥沉淀，有效防止沉淀⑶沉淀当SBR池停止曝气以后，空气阀门关闭，同时潜水搅拌机、回流污泥泵也停 止运行 开始重力沉淀和泥水分离⑷排水 SBR池达到高水位，并经过沉淀工艺以后，上清液由滓水器缓慢排除池外当池水位达 到设定的最低水位时，滓水器停止运行同时，剩余污泥泵在滓水器停止运行后开始运行, 排泥至储泥池滓水器通过PLC可编程控制器实现自动控制，当SBR反应池的静置时 间结束且液位满足要求时，滓水器开始运行控制系统方案设计(1) SBR废水处理系统控制对象电动机均由交流接触器完成起、停控制，搅拌机要采用 正、反转控制2) 格栅除污池、集水池、SBR反应池、清水池等的液位检测开关，在选型时考虑抗干扰 性能，选用电极考虑耐腐蚀性3) 粗细格栅除污机、各个水泵、鼓风机电动机、搅拌机分别采用热继电器实现过载保护， 用以完成各个电动机系统的过载保护4) 鼓风机的控制要求在无负载条件下起动或停机，需要在曝气管路上设置空气阀5) 主电路用断路器，各负载回路和控制回路以及PLC控制回路采用熔断器，实现短路 保护。

6) 电控箱设置在控制室内控制面板与电控箱内的电器板用BVR型铜导线连接，电 控箱与执行装置之间采用端子板连接7) PLC选用继电器输出型8) PLC自身配有24V直流电源，外接负载时考虑其供电容量PLC接地端采用第三种 接地方式，提高抗干扰能力元器件介绍1. 可编程控制器的定义 可编程控制器简称PC ( Programmable Controller),它经历了可编程序矩阵控制器PMC、可编程序顺序控制器PSC、可编程序逻辑控制器PLC (Programmable Logic Controller) 和可编程序控制器PC几个不同时期为与个人计算机(PC)相区别，现在仍然沿用可编 程逻辑控制器这个老名字1987年国际电工委员会(International Electrical Committee)颁布的PLC标准草案中对 PLC做了如下定义："PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置它采用可以编 制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操 作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程PLC 及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而 设计。

2. PLC的特点1. 可靠性高，抗干扰能力强传统的继电器控制系统中使用了大量的中间继电器、时间继电器由于触点接触不良，容 易出现故障PLC用软件代替大量的中间继电器和时间继电器，仅剩下与输入和输出有关 的少量硬件，接线可减少到继电器控制系统的1/10-1/100,因触点接触不良造成的故障大 为减少高可靠性是电气控制设备的关键性能PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严 格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性例如三菱公司 生产的。