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基于S7-300PLC的小型SBR废水处理控制系统设计

信息来源:gkong.biz  时间:2010-04-21  浏览次数:125

  作者:李妍 李茜单位:陕西科技大学
  本文在叙述了SBR废水处理技术的原理及工艺的基础上,主要介绍了应用PLC设计的整个控制系统,较好的实现了SBR废水处理的工艺要求及控制要求,获得了满意的效果。
  1 引言
  序批式活性污泥法简称S B R(Sequencing Batch Reactor)工艺,是近十几年来活性污泥处理系统中较引人注目的一种废水处理工艺。自20世纪80年代起,国外将此工艺逐步应用于工业化生产。近年来,国内对SBR工艺的应用也日益增多。从我国及美国、日本、加拿大等国家的应用情况看,SBR是一种高效、经济、可靠、管理简便、适合于中小水量污水处理的工艺,是符合我国国情的活性污泥法,有广阔的应用前景。
  2 工艺流程说明
  SBR废水处理技术是一种高效废水回用的处理技术。本设计采用的技术可对校园生活用水进行处理,经过处理后的中水可以用来浇灌绿地、花木、冲洗厕所及车辆等,从而达到节约水资源的目的。
  废水经隔油池去除油脂后经格栅进入凋节池,经提升泵进入水解池酸化水解后进入SBR反应池。污水进入反应池前,该池处于闲置状态,此时池内留有沉淀下来的活性污泥。污水注满后进行曝气操作,该池能有效地调节污水水质。曝气后,停止曝气动作,使混合液处于静止状态,进行泥水分离,沉淀时间为6-8h,沉淀效果良好。反应池中沉淀后的上清液经泵到清水池,留下活性污泥,作为下一个操作周期的菌种。当反应池内活性污泥过多时,排放污泥进入污泥浓缩池,污泥经浓缩后定期运走,进行干化处理。浓缩池内上清液回流至废水入口。
  SBR废水处理技术是一种高效废水回用的处理技术。本设计采用有时仪技术对校园生活用水进行处理,经过处理后的中水可以用来浇灌绿地、花木、冲洗厕所及车辆等,从而达到节约水资源的目的。
  在设计SBR废水处理系统方案时,充分考虑到现实生活中校园生活区较为狭小的特点,设计中力求达到设备体积小,性能稳定、工程投资收的目的。由于在废水处理过程中环境温度对菌群代谢产生的作用直接影响了废水处理效果,故设计中采用地埋式砖混结构的处理池来降低温度对处理效果的影响。同时由于SBR废水处理技术具有工艺参数变化大、硬件设计选型与设备调试比较复杂的特点,因此在处理系统中采用了先进的PLC控制技术作为系统的控制核心,以提高SBR废水处理的效率,方便操作和使用。
  SBR废水处理系统分别由废水处理池、清水池、中水水箱、电气控制箱以及水泵、罗茨风机、电动阀门和电磁阀等部分组成。在废水处理池、清水池、中水水箱中分别设置了液位开关,用以检测水池与水箱中的水位。
  污水处理的第一阶段,当污水池中的水位处于低水位或无水状态(又称为待纳水状态)时,电动阀会自动开启纳入污水。当污水池纳入的污水执政长水(高水位)时。电动法自动关闭,污水池中污水呈微氧和厌氧状态。
  在污水处理的第二阶段,采用了能将解大分子污染物的曝气法,可是无水脱色、除臭、平衡菌群的PH值并对污染物进行高效除污,即好氧处理过程。整个好氧时间一般需要2-3h(曝气时间)。在曝气管路上设计了安装了排空电磁阀,当电动阀门自动关闭后,排空电磁阀开启,、罗茨风机延时启动(空载),排空电磁阀关闭,污水池开始曝气。当爆气处理结束后,排空电磁阀再次开启,罗茨风机停机(空载),排空电磁阀延时关闭。曝气风机须在无负荷条件下启动和停止,能起到保护电机和风机的作用。一般经过0.5的水质沉淀,PLC下达启动清水(1#泵)指令,将沉淀后的水泵入到清水池。当清水池中的水位升至正常液面(高水位)时,1#清水泵自动停止运行。这时2#清水泵自行启动向吕水箱泵水,当水箱内达到高水位时(正常液面),2#清水泵自动停止运行,这是中水箱内的水全部完成处理过程。
  如上所述,当中水箱内水位降至低水位时(正常液面),2#清水泵又自动启动向中水箱泵水。当污水池中的水位降至低水位时(正常液面),电动阀门会自动打开继续向污水池纳入污水。如此循环往复。
  由于SBR废水处理技术针对污水的水质不同而选用的生物菌群不同,工艺要求也有所不同,因而要求的电气控制系统应具有参数可修正的功能,以满足废水处理要求。SBR废水处理系统示意图如图1。
  3 选用动力设备要求
  再SBR废水处理系统中所使用的动力设备(水泵、罗茨风机、电动阀),均采用三相交流异步电动机。电动机应选配Y型系列防水防潮型,电磁阀(220VAC)的选也应符合防水要求。
  (4)电动阀: 阀体D97A1X5—10ZB-125mm电动装置LQ20-l,380V/60W(三相),转矩200N·m,转速1r/min.
  4 总体设计
  4.1总体设汁方案说明
  (1)本方案中的控制对象电动机均有交流接触器完成开、停控制,只有电动阀电机需采用正、反向控制。
  (2)污水池、清水池、中水水箱中的水位检测开关,在选型和安装硬件以及编程时应考虑抗干扰性性能。选用的电极还应考虑耐腐蚀性。
  (3)电动阀上的驱动电机,其内部设有过载保护开关,一般为常闭触点
  作为电动阀的过载保护信号,在设计PLC的控制电路时应考虑信号的逻辑关系。其流程图如图2。
  5 小结
  SBR是一种高效、经济、可靠、管理简便、适合于中小水量污水处理的丁艺,是符合我国国情的活性污泥法,有广阔的应用前景。

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