PLC技術在污水處理系統中的應用

薛金平

（山西潤民環保工程設備有限公司山西太原030000）

PLC技術在污水處理系統中的應用

薛金平

（山西潤民環保工程設備有限公司山西太原030000）

隨著我國的經濟發展與城市建設的不斷加快、人民生活水平的不斷提高，對環境的污染也在不斷的加劇，其中污水污染問題已引起社會各界的普遍關注。“十二五”期間，我國污水處理技術取得了長足進步，水污染問題得到妥善解決。但水污染形勢仍然嚴峻，所以“十三五”提出“加大環境治理力度，以提高環境質量為核心，實行最嚴格的環境保護制度。”戰略規劃。實施工業水污染源全面達標排放計劃。PLC技術以可編程邏輯控制器為核心，廣泛應用于工業過程的參數檢測和設備控制，在污水處理領域也得到不斷深入的應用，大大提高了污水處理系統的自動化水平。本文結合某污水處理廠污水處理項目，詳細介紹了PLC技術在SBR污水處理工藝中的應用，以期為同類污水處理廠的設計提供參考。

PLC技術；污水處理系統；SBR工藝

目前，我國大多數污水處理控制系統自動化水平不高、安全性低、管理不當，效率普遍低于世界先進水平。污水處理系統中的設備啟停控制、數據通信和監控管理是急需解決的主要問題。中國污水處理自控系統相對落后，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不穩定，所以如何建立有效的自控系統，優化運行效果，減少運行費用，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，但由于當時自動化水平較低，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，隨著計算機和自動控制技術的飛速發展，SBR工藝的缺點得到很好的解決。同連續式活性污泥法相比，SBR具有許多獨特的優點，使得SBR法重新受到國內外的重視。

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

生活污水經收集管網流經格柵槽，經格柵攔截后，污水中的漂浮物混合較大顆粒的固體雜質被去除，避免堵塞后續處理系統的管道、水泵等機械設備，保證后續處理系統的正常運轉；調節池的主要作用是調節水量，對來水水量的不均勻性進行緩沖，使污水能夠比較均勻地進入后續處理單元。在調節池設進水泵，將污水提升至SBR池；SBR池是本污水處理廠的核心構筑物，污水中的BOD等主要污染物質通過生物降解、沉降等作用被去除。SBR工藝包括進水、反應、沉淀、排水、待機5個階段[1]，從污水開始流入到待機時間結束為一個周期，一切過程都在SBR池內完成，本文所述工程設4格SBR池，獨立運行；在排水階段，經過沉淀的上清液由設于SBR池內的潷水器潷至清水池內，清水池內的水可回用或達標排放。

在SBR池的待機階段，如污泥界面較高而產生的剩余污泥，則打開排泥閥門將剩余污泥排至污泥池內，經污泥脫水機壓濾形成泥餅后外運處置。

2　PLC技術的應用

2.1主要設備與儀表

本文以調節池、SBR池、鼓風機的控制為研究對象對PLC在污水處理系統中的應用展開研究，即本文的PLC技術的應用范圍是指流程圖虛線框內的儀表檢測及設備控制。其所涉及的儀表與設備如下表所示。

表1　　PLC控制系統的主要儀表與設備

2.2控制過程

2.2.1調節池控制

調節池設有高、中、低三段水位，由調節池液位計Y1監測，液位計采用壓力變送式液位計，能監測到液位的連續變化。當調節池處于低液位時，進水泵P101和P102都停止工作；當調節池處于中液位時，P101和P102交替工作，交替時間8h；當調節池處于高液位時，P101和P102都啟動，同時發出聲光報警信號并彈出“調節池高液位”對話框。當4個SBR池都不處于進水狀態時，P101和P102都停止工作，發出聲光報警信號并彈出“無進水狀態的SBR池”對話框。

2.2.2SBR池控制

SBR池包括進水、反應、沉淀、排水、待機5個工作狀態的控制，以下SBR池1為例就5個狀態的控制分別進行描述，其他3個SBR池的控制與SBR池1相同。

（1）進水。當由Y201監測到的SBR池1液位較低時，打開其所對應的的進水管上的進水閥V101，向池內注入調節池內的污水，當SBR池1液位達到設定的高液位時，關閉進水閥V101，進水階段結束。

（2）反應。進水階段結束后，進入反應階段。打開進氣閥V201并開始計時，向SBR池1內通入壓縮空氣進行曝氣，根據設于SBR池1內的溶氧儀Y301監測到的數據調整進氣閥V201的開度，使SBR池1內溶解氧保持在設定范圍內，當進氣閥V201打開時間累積達到3h后，反應階段完成，關閉進氣閥V201。

（3）沉淀。當進氣閥V201關閉后，進入沉淀階段并開始計時，SBR池1內混合液在靜止狀態下進行泥水分離，當沉淀時間達到1.5h后，沉淀階段結束。

（4）排水。在排水階段，潷水器M101以預先設定好的速度下沉，將SBR池1內的上清液潷至清水池內，當SBR池1液位計Y201監測到的液位降低到設定的低液位值時，潷水器電機反轉，將潷水器向上提升，當提升接觸到行程開關時，潷水器M101停機，排水階段結束。

（5）閑置。排水完成后，進入閑置階段，根據需要，將閑置階段時間設為0.5h。如果SBR池1的污泥界面儀Y401監測到的污泥界面高于設定值，說明池內存在剩余污泥，打開排泥閥V301，將池內污泥排出，直至監測到的污泥界面下降至設定界面之下，關閉排泥閥V301停止排泥。閑置階段結束后，進入下一周期，開始下一周期的進水階段。

2.2.3、鼓風機控制

鼓風機M201和M202的控制主要是調整鼓風機轉速，當所有處于曝氣狀態的SBR池的進氣閥全開時，監測到的溶解氧仍較低時，可調快鼓風機轉速，直到溶解氧達到設定值。反之則調慢鼓風機轉速。鼓風機M201和M201交替工作，交替周期12h。

3　結語

對采用SBR工藝的污水處理系統利用PLC自動化控制技術后，克服了SBR工藝存在的工序繁瑣、控制操作困難、運行不穩定等缺點，充分發揮了SBR工藝對水質水量變化適應性強、抗沖擊負荷好、運行靈活、出水水質好、占地小等優點，大大提高了污水處理廠的自動化水平，降低了勞動強度，提高了勞動生產率，收到的較好的環境效益、經濟效益和社會效益。可見，PLC技術在污水處理系統中具有良好的應用前景。

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