PLC下的石油化工污水處理系統設計研究

張庭圣 孫文龍

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PLC下的石油化工污水處理系統設計研究

張庭圣1孫文龍2

1.中電環保股份有限公司，江蘇 南京 210000 2.南京中電自動化有限公司，江蘇 南京 210000

當前石油化工產業處于持續發展階段，污水處理技術也在不斷地開發與應用。然而化工生產需要大量的水資源提供支持。所以為了節省水資源，減少污水處理費，開始通過污水處理系統的有效設計來提升污水處理效率，使其能夠回收再利用。基于PLC的石油化工污水處理系統在此背景下應運而生，其很大程度上能夠對污水實施智能化的處理，這樣不僅提高了水資源的利用率，而且還減少了系統運行的成本。

PLC；石油化工；污水處理系統

1 PLC下的石油化工污水處理系統概論

1.1石油化工污水處理系統

石油化工生產工藝主要有五種：裂解工藝、精煉工藝、分餾工藝、重整工藝、合成工藝。因參與生產過程需要排出大量的污水，而且污水的成分復雜，不僅有氨、氮、硫、酚、氰化物，而且還含有多環芳氫化合物、芳香胺類化合物，化學性質極不穩定，且含有毒性雜質，所以對石油化工污水進行處理化工生產中必不可少的一項環節。近年來，在石油化工污水處理過程中基本采用常規的石油化工污水處理工藝[1]。隨著國家對污水處理管理力度的不斷增加，對于石油化工污水處理系統也在不斷地推陳出新。以往的污水處理系統較為復雜，而且需要投入的成本較多，所以對于石油化工污水處理系統進行科學、合理的設計顯得尤為重要。

1.2 PLC系統

當前PLC控制系統在石油化工污水處理中有著廣泛的應用，其具備可操作性、抗干擾性、穩定性高等優良特性，而且此系統能夠利用通信接口實現網絡控制系統的構建，便于對操作系統進行遠程檢測及控制。本次研究的石油化工污水處理系統就是基于三菱PLC進行設計的，通過此系統來帶動污水處理工藝的智能化控制，從而提升水資源的利用率，減少污水處理所需的成本。

表1 PLC 控制系統I/O 分配表

2 PLC下的石油化工污水處理系統設計分析

2.1整體設計圖

圖1為石油化工污水處理系統的整體設計。首先A、B、C三類分別代表石油化工工藝裝置的不同級別。A類裝置在工藝生產中對于水質具有較高的要求，通常直接使用原水。B類裝置在工藝生產中對水質有著常規要求，通常使用A類工藝生產后的廢水，或經過工藝處理后的污水。C類裝置在工藝生產中對于水質沒有標準，既能取用A工藝排出的污水，又可使用B工藝排出的污水，而且為了能夠節約陳本，基本不會采用處理后的污水。同時為了促進水資源的有效利用，可將城市生活排放的污水進行使用。為了確保污水處理系統能夠實施有效的操作，在其中設置了S1-S10的控水開關及六個傳感器，其中1-4為流量傳感器、5-6為液位傳感器。而控水開關主要對原水、城市污水、工業污水的輸送進行控制；流量傳感器主要對污水的流量進行檢測，確保水資源的利用的有效性；液位傳感器主要對污水的容量進行檢測，以確保污水能夠合理使用的前提下減少處理所需的成本。

圖1 石油化工污水處理系統示意圖

對于石油化工污水處理系統的設計目標主要為了優化原水體積及污水排放體積，此過程主要利用傳感器2、3來完成，運用公式為：V水min=V原水min+V排放min；；

減少石油化工污水處理系統的成本，運用公式為：Cmin=V深度處理min+V排放前處理min。從此公式中可以看出，整個污水處理系統的成本投入受深度處理污水體積及排放前污水處理體積影響較大，可利用傳感器3、4實施監控。

而以上設計目標可通過以下方法來實現：首先在石油化工污水處理中，B類裝置主要應用A工藝排出的污水，除非A工藝排出量較少，否則盡量避免采用深度處理后的污水；C類裝置盡量使用B工藝排出的污水，從而減少構建輸送管道所需的成本，在特殊情況下才使用生活污水或A共以排出的污水。其次深度處理后的污水僅供B工藝使用，從而降低污水處理成本。對于C工藝排出的污水可進行有效的預處理，從而增強污水的處理能力，減少處理系統的運行成本。最后對于城市生活用水進行合理的回收利用，若A、B工藝排出的污水無法滿足B、C工藝的應用，才考慮使用生活污水，從而可大大節省排放前處理的成本。

2.2 PLC控制系統設計

為了確保石油化工污水處理系統能夠實施PLC控制，此環節主要應用了FX2N-48MR及FX2N-4AD單元，表1為I/O分配表。

當打開啟動鍵后，系統將開啟自動運行模式。此時該模式的指示燈亮起，系統根據已設置的方式進行自動操作。通過監視器便能夠了解污水處理系統的運行情況，便于對整個系統的用水進行全方位的監控，從而確定污水處理系統的運行效果能夠符合預先設計的目標[2]。還要在系統中添設兩個報警指示燈，分別監控城市生活污水及深度處理污水的容量，一旦出現供水不足等情況便會立即發出警報。

3 結束語

傳統的石油化工污水處理過程復雜、瑣碎，且對水質及工藝技術都有著嚴格的要求，運行過程還要投入大量的成本。隨著污水處理工藝的不斷優化及創新，有效的實現了石油化工污水處理的自動化操作，基于PLC技術上對是由化工污水處理系統進行了優化設計，使得處理過程更加的安全、穩定、環保。同時也進一步增強了污水處理的智能化應用水平。不僅增強了污水處理的效率，而且也提升化工廠的經濟效益。

[1]韓榮花.一種基于PLC的石油化工污水處理系統設計[J].遼寧化工，2013（6）：726-728.

[2]劉先春，李書臣，張洪林，等.PLC在污水處理控制系統中的應用[J].工業儀表與自動化裝置，2006（3）：49-51.

Research on the Design of Petrochemical Wastewater Treatment System under PLC

Zhang Tingsheng1Sun Wenlong2

1. CEC environmental protection Co., Ltd., Jiangsu Nanjing 210000 2. Nanjing CEC Automation Co., Ltd., Jiangsu Nanjing 210000

At present, the petrochemical industry is in the continuous development stage, and the sewage treatment technology is also developing and applying. However, chemical production needs a large amount of water resources to provide support. Therefore, in order to save water resources and reduce the cost of sewage treatment, the effective design of sewage treatment system is starting to improve the efficiency of sewage treatment, so that it can be recycled and reused. The petrochemical wastewater treatment system based on PLC came into being in this context. It can largely deal with the intelligent treatment of sewage, which not only improves the utilization of water resources, but also reduces the cost of system operation.

PLC; petrochemical; sewage treatment system

X703.3

A

1009-6434（2017）9-0071-03