PLC在生活污水處理系統中的應用探討

梁凌雁

中核新能核工業工程有限責任公司，山西太原 030012

PLC在生活污水處理系統中的應用探討

梁凌雁

中核新能核工業工程有限責任公司，山西太原 030012

隨著城市化水平的加速，生活污水問題日趨嚴重，對生活污水的處理設備研究也就越來越重要了。本文主要圍繞PLC系統應用于生活污水處理方面來進行論述。簡述該系統的運行機制，詳細介紹PLC系統在生活污水處理方面的工藝流程以及該系統在各子站發揮的功能。

生活污水；處理系統；PLC；功能

1 系統概述

PLC系統是以工業級的以太網絡為基礎的，其控制方式是采用先分散后集中的方式，整個系統的S7-300可編程控制器出自SIEMENS公司，該系統的主站通過遠程子站ET-200和PROFIBUS連接起來。PLC系統的一級系統是有一臺工程師站與兩臺中央監控計算機組成，該系統全部設在中央控制室。PLC系統的二級系統是由現場PLC控制子站組成，共有六個這樣的控制子站。

PLC系統通過三級控制方式（PLC自動控制、就地手動控制以及遠程手動控制）來實現全場的主要電氣設備控制。三種方式中就地手動控制方式優先級最高，是控制權最高的控制方式，該控制方式中控制箱上設有自動以及手動的轉換開關。當控制箱上的轉換開關轉到手動位置的時候，系統就只能通過人工在機旁手動來實現控制；自動控制方式需要提前編制好程序，運行將控制箱上的轉換開關設置在自動檔的位置，系統就按照預先編好的程序實現自動控制。由于控制方式的相互切換，所以現場的操作人員可以根據實際需要或具體情況進行選擇，采用恰當的控制方式實現控制。

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過程，主要有分流排水渠、粗格柵、提升泵房、細格柵、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。

不同的地區可采用不同的污水處理方式，根據這個地區的具體情況可采用相應的污水處理方式。例如婁江污水處理廠根據當地的進水和出水的水質特點，采用UNITANK工藝。污水處理廠交替式生物反應池一共有四組，并且都有三個矩形的反應池，這三個矩形反應池中的池水相互連接、互相溝通。而且每一個反應池里都配備了供氧的設施，采用表面曝氣的方式。污泥排放口和出水堰設在外邊兩側的邊池上，排放口固定，這樣設在側邊的池子既可以作曝氣池用，也可以充當沉淀池，而中間的池子就只可以當做曝氣池。進水閘門可以控制進入哪個池子及時序，污水進入這樣的污水處理系統后，通過控制閘門來實現需求。污水進入處理系統后，一個邊池作沉淀池使用，另外兩個池子處于曝氣的階段。如果污水從左側的池子進去，那么這個矩形反應池就用為曝氣池，中間的池子與左側曝氣池想通也用作曝氣池，那么右側的池子用作沉淀。經過處理后的水流經固定堰排除后，從左流向右方，然后關閉控制左測矩形池的進水閘，打開中間矩形池的閘門。這個時候，左邊的矩形池不再曝氣，污水從中間流到右邊的反應池內。接著將中間的閘門關閉，右側池進水，左側池就成為沉淀池，沉淀后的水左右流通切換幾個周期，最終達到污水處理的目標。

3 PLC各子站的功能

PLC系統的各個子站都有不同的功能，各子站按照現場布置來做劃分。整個系統分為1號PLC控制站、2號PLC控制站、3號PLC控制站、4號PLC控制站、5號和6號PLC控制站。

1號PLC控制站主要負責監控細格柵、粗格柵、提升泵房、隔油沉淀池及渦流沉沙池設備的運行狀態。當粗格柵滿足預設的時間周期，或者是滿足柵門前后水位差預設值的時候，則固液分離機就會啟動，這種分離機是回轉式的，也就是說依次開啟皮帶機、格柵除污耙，此步驟一般默認為兩次，當然也可以由程序來定。除此之外，1號PLC控制站還監控著分離機當前的控制方式、運行的信號收發以及綜合故障。細格柵也是通過柵門前后的水位差實現控制，當水位差到15cm的時候，細格柵會自動啟動3至8分鐘，螺旋壓榨機同時間運行。若細格柵停止，壓榨機會維持2到4分鐘的運行狀態。檢測到的旋流只有砂機是連續運轉的，而排水泵是間歇工作的，當排砂泵停止運轉后，砂水分離器保持3至5分鐘的運行狀態。

2號PLC子站中污水池里的電動碟閥和潛污泵相聯系，先開啟潛污泵，電動碟閥不打開，等潛污泵工作就緒后，再打開電動碟閥。啟動潛污泵需要滿足污水池中水位差超過-4m，若低于-5.1的話關閉潛污泵，將最高液位設置成-1.7m。2號PLC控制站除了可以檢測池內的液位，還可以檢測到提升泵現在所使用的控制方式、運行狀態以及各種故障。若集水池中的液位高達-3.8m，濾池潛污泵就會打開；若低于-4.4m，潛污泵會立即停止工作。清水池的液位低于最低水位的時候，回用泵中的水泵全部停止運行；而超過最高水位的時候就會開啟各個工作泵?；赜帽弥械乃呐_水泵設四個不同的液位線，可以避免只使用其中一臺泵。這里不僅可以檢測到清水池中的液位，也可以檢測到清水池中回用泵的控制方式、運行狀態以及各種故障。

3號控制站分布在脫水間。污泥池內的潛污泵可以根據液位自動開啟或關閉。4號PLC子站分布在濾池間，一共有八座濾池來控制過濾單元。每一座濾池都有一臺出水電動閥、一臺進水電動閥、一臺反洗進氣電動閥、一臺反洗進水電動閥以及一臺反洗排水電動閥。濾池運行時，進、出水電動閥打開，其它三臺電動閥則關閉。

5號子站和6號控制站是兩個集約化的生物處理系統，各自有一套控制系統并各成體系，分別是5號和6號分控站。該系統的控制室被建設在池的頂上，不僅能夠完成兩個系統的功能，還能夠自動接受中控計算機的指令，不需要到現場去進行人工操作。在控制部分，MSBR池的周期可以分為不同的時段，半周期時間設置成一個半小時或者兩個小時。在回流泵里可以通過變頻來調節回流量及比例，也可以實現對溶解氧的控制。

4 結論

隨著經濟的發展，污水處理系統不斷完善。PLC在生活污水的處理方面起到了至關重要的作用。自動化的監控系統對待復雜的工藝和功能分散的生活污水處理系統時，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程中的各種信息，而且也可以實現分散控制。這樣不僅能夠使得整個系統的更加優化，也能及時監測到各個子控制站出現的故障，也提高了生活污水處理系統的可靠性。

[1]OMRON CS1系列可編程控制器編程手冊[Z].

[2]馮生華.城市中小型污水處理廠的建設與管理[M].化學工業出版社.

[3]李日清，陳毅宏.PLC在生活污水處理系統中的應用[J].科技論壇，2009，19.

[4]劉新民，方然.PLC在婁江污水處理系統中的應用[J].制造業自動化，2007，29.

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A

1674-6708（2015）144-0065-01

梁凌雁，工作單位：中核新能核工業工程有限責任公司，研究方向：廢水處理技術研究