基于PLC控制的自動化污水處理系統

楊如意

摘要：目前，在我國社會經濟高速發展的同時，其隱藏的污染問題也相繼出現，最為嚴重的當屬水污染問題，隨著生態環境的不斷惡化，將會直接影響著我國社會經濟的可持續發展，如今，處理水污染的問題已經被提上日程，并且在處理的過程中要充分發揮出現代科學技術的應用能力，實現污水自動化處理，提高污水處理的效率。在污水自動化處理中，最為常用的就是基于PLC的自動化污水處理技術。本文以MBBR污水處理工藝為例，介紹了基于PLC的污水處理控制系統，包括污水處理工藝流程、系統控制要求、系統硬件配置、以及控制系統的實現，從而說明PLC在污水自動化處理過程中的應用。

關鍵詞：水污染處理;自動化;PLC;MBBR工藝

一、水處理工藝流程

本文介紹的污水處理系統采用的是MBBR工藝，MBBR是移動床生物膜反應器（Moving Bed Biofilm Reactor）的簡稱，該工藝兼具傳統流化床和生物接觸氧化兩者的優點，運行穩定可靠，抗沖擊負荷能力強，脫氮效果好，是一種經濟高效的污水處理工藝。具有生化系統啟動快、脫氮除磷效果好、剩余活性污泥少、投資運行費用低的特點。工藝流程圖如下：

生活污水首先進入格柵，攔截掉大塊固體物，提高后續處理的可生化性，之后進入污水調節池調節水質水量，經水泵提升至污水處理設備入水口，經過緩沖池，緩沖池到預脫銷池通過氣提方式過水，保證后續工藝單元能連續進水穩定運行。在缺氧條件下預脫硝區充分去除入流污水及回流污泥中的硝酸鹽和氧氣，保證厭氧區的嚴格厭氧環境，使得聚磷菌在厭氧區中釋放磷的效率大大提高，確保其在好氧池的吸磷效率得到了充分提升，通過將硝化液回流至缺氧池強化反應器脫氮能力，進一步實現對氮、磷的高效去除能力。硝化液和污泥回流均采用氣提回流方式進行。經過微生物的充分降解，混合液流入澄清沉淀池進行固液分離。上清液經管道重力流排出，最終達標排放，剩余污泥貯存于污泥池定期清理外運。

二、系統控制要求

采用PLC控制系統實現污水自動化控制，保證污水嚴格按照工藝流程處理，系統設有手動/自動切換功能，可以隨時根據系統各設備的運行狀況對系統的控制方式及工藝參數進行調整。在手動方式下，可對各執行元件（如：電磁閥，水泵）進行獨立操作。同時系統還要實現對污水處理設備的運行監視、遠程調控、智能化故障報警與診斷、統計數據及數據分析、權限管理等功能。

三、控制系統硬件配置

為滿足系統控制要求，必須配置相應的電氣元器件：

四、控制系統的實現

（1）、系統運行模式： 觸摸屏上可切換手/自動運行模式

A）、手動模式：手動模式時，可在觸摸屏上單獨控制各執行元器件（電磁閥、水泵等）的啟停。

B）自動模式：

提升泵：在自動模式下，提升泵通過調節池液位浮球開關來控制，浮球開關高液位時提升泵開啟，污水由調節池進入緩沖池，污水處理系統開始運行，浮球開關低液位時提升泵關閉。

氣泵：在自動模式下，提升泵啟動后氣泵自動啟動，提升泵停止運行24小時（氣泵停止設定值）后，氣泵進入待機狀態，氣泵以一定的周期啟停，保證設備供養，確保系統內微生物活性。

紫外線消毒器：提升泵啟動后消毒器自動啟動，直到提升泵停止運行且設備出水口停止出水后停止（也可通過時間設定）。

加藥泵、攪拌機：提升泵啟動時加藥泵啟動加藥，同時攪拌機啟動，保證加藥均勻，提升泵停止時，加藥泵跟攪拌機停止。

硝化液回流閥：提升泵啟動后按一定的周期間歇性啟停，。

備注：以上時間參數可在觸摸屏上設置，參數設置只用于自動模式下，手動模式下參數設置無效。

（2）、報警及保護

低液位報警：浮球開關檢測到低液位時，發信號給PLC，PLC停止提升泵并發出低液位告警。

水泵、風機故障報警：水泵、風機發生故障時，變頻器將故障信號傳送給到PLC，PLC發出故障告警并停止系統運行，直到故障解除后再重新運行系統。

（3）、系統狀態監控

通過PLC采集浮球開關、電磁閥、水泵、風機等元件狀態，并通過PLC通訊口將這些狀態上傳到后臺，同時后臺也可以通過PLC控制污水處理設備的運行。

結束語：

目前，PLC控制器在國內外已廣泛應用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽車、輕紡、交通運輸、環保及文化娛樂等各個行業，PLC具有可靠性高、抗干擾能力強、使用靈活、通用性強、編程簡單、容易掌握、接口簡單、維護方便等特點，特別適合應用在污水自動化處理之中，并且PLC支持多種通訊方式，可將數據上傳到云平臺，實現遠程設備運行狀態監視、遠程設備調控、智能故障報警與診斷、統計數據及數據分析等功能，實現“無人值守”式的污水自動化處理。

參考文獻：

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