一、 概述
1.1污水處理簡介
1、概況:相關資料顯示,美國平均每1萬人擁有1座污水處理廠,英國和德國則每7000~8000人就擁有1座污水處理廠,而中國每150萬人才擁有一座污水處理廠。所以在中國污水處理是迫切的,而污水處理的市場也呈現出一派蓬勃的景象。
2、常用的污水處理工藝:污水處理的方法主要有物理、化學、物理化學以及生物等幾種。這些方法根據實際情況,可以單一使用,也可以針對不同的污水混合使用。目前,污水處理的方法一般以生物處理方法為主輔以物理處理法和化學處理法。常用的工藝有以下幾種:
(1)傳統活性污泥法。最古老的污水處理工藝,關鍵組成部分為曝氣池與沉淀池。污水中的有機物在曝氣池停留的過程
圖1
中,曝氣池中的微生物吸附污水中的大部分有機物,并且在曝氣池中被氧化成無機物,然后在沉淀池中微生物絮體下沉,經過一段時間后,就可以輸出清水,同時為了保持曝氣池中污泥的濃度,沉淀池中經過沉淀后的一部分活性泥需要回流到曝氣池中。
該工藝的優點有:有機物去除率高;污泥負荷高;池的容積??;耗電省,運行成本低。
該工藝的缺點有:普通曝氣法占地多,因而建設投資大;僅能滿足污水處理標準中的相關指標;容易產生污泥膨脹現象;磷和氮的去除率低。
(2)A/O法。在傳統活性污泥法的基礎上發展起來的一種污水處理工藝,其中A代表Anocix(缺氧的),O代表Oxic(好氧的)。A/O法是一種缺氧—好氧生物污水處理工藝。該工藝通過增加好氧池與缺氧池所形成的硝化—反硝化反應系統,很好地處理了污水中的氮含量,具有明顯的脫氮效果。但是硝化—反硝化反應系統需要得到很好的控制,這樣就對該工藝提出了更高的管理要求,這也形成了該工藝的一大缺點。
(3)氧化溝法。是活性污泥法的一種變形,屬于低負荷、延時曝氣活性污泥法。廢水和活性污泥的混合液在環狀的曝氣渠道中不斷地循環流動,因此又被稱為“循環曝氣池”。氧化溝法具有處理工藝及構筑物簡單、無初沉淀池和污泥硝化池、有機物去除率較高、脫氮、除磷(溝前增設厭氧池)、剩余污泥少且容易脫水、處理效果穩定等優點,但存在負荷低、占地大、耗電大、運轉費用偏高的缺點,適用于中小規模的低負荷污水處理廠??筛鶕嬛锊煌譃椋嚎斎麪栄趸瘻戏?、奧貝爾氧化法和一體化氧化溝法。
另外還有A2/O法,A/B法, SBR法及UNITANK法,在這里就不詳盡介紹,,如需了解詳細,請查閱相關專業資料。
3、污水處理系統控制形式
(1)DCS系統。是集散控制系統的簡稱,又稱為分布式計算機控制系統,是由計算機技術、信號處理技術、測量控制技術、通信網絡技術等相互滲透形成的。有計算機和現場終端組成,通過網絡將現場控制站、檢測站和操作站、控制站等連接起來,完成分散控制和集中操作、管理的功能,主要是用于各類生產過程,可提高生產自動化水平和管理水平,其主要特點如下:
①采用分級分布式控制,減少了系統的信息傳輸量,使系統應用程序比較簡單。
②實現了真正的分散控制,使系統的危險性分散,可靠性提高。
③擴展能力較強。
④軟硬件資源豐富,可適應各種要求。
⑤實時性好,響應快。
(2)現場總線控制系統。是由DCS和PLC發展而來的,是基于現場總線的自動控制系統。該系統按照公開、規范的通信協議在智能設備與計算機之間進行數據傳輸和交換,從而實現控制與管理一體化的自動控制系統,其優點如下所示:
①可利用計算機豐富的軟硬件資源。
②響應快,實時性好。
③通信協議公開,不同產品可互連。
(3)PLC系統??删幊踢壿嬁刂破饔糜谔幚硐到y的控制器,實現控制系統的功能要求,也可利用計算機作為上位機,通過網絡連接PLC,對生產過程進行實時監控,其特點如下:
①編程方便、開發周期短、維護容易。
②通用性強,使用方便。
③控制能力強。
④模塊化結構,擴展能力強。
二、 系統設計
1、 污水處理系統的工作原理
(1) 控制系統總體框架圖:如圖2所示,NA400 PLC為核心控制器,通過檢測操作板按鈕的輸入、各類傳感器的輸入以及相關模擬量的輸入,完成相關設備的運行、停止和調速控制。
圖2
(2) 工作過程:在手動狀態下,各類設備的控制是根據操作面板的按鈕輸入來控制,無邏輯限制,即可不根據傳感器的狀態進行控制。在自動方式下,進行閉環控制,系統根據檢測到外部傳感器的狀態對設備進行啟挺控制,其工作過程如圖3
① 接通電源,啟動自動控制方式,啟動潛水攪拌器和刮泥機。
② 運行粗、細格柵機,進行間歇運行,即運行一段時間然后停止一段時間,循環運行。
③ 根據反饋回來的液位差狀態控制清污機的運行和停止。
④ 進水泵房中的潛水泵根據