基于S7-300 PLC的小型SBR廢水處理控制系統(tǒng)設(shè)計

 本文在敘述了SBR廢水處理技術(shù)的原理及工藝的基礎(chǔ)上，主要介紹了應(yīng)用PLC設(shè)計的整個控制系統(tǒng)，較好的實現(xiàn)了SBR廢水處理的工藝要求及控制要求，獲得了滿意的效果。
　　
　　1 引言
　　 序批式活性污泥法簡稱SBR（Sequencing Batch Reactor）工藝，是近十幾年來活性污泥處理系統(tǒng)中較引人注目的一種廢水處理工藝。自20世紀(jì)80年代起，國外將此工藝逐步應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)。近年來，國內(nèi)對SBR工藝的應(yīng)用也日益增多。從我國及美國、日本、加拿大等國家的應(yīng)用情況看，SBR是一種高效、經(jīng)濟(jì)、可靠、管理簡便、適合于中小水量污水處理的工藝，是符合我國國情的活性污泥法，有廣闊的應(yīng)用前景。
　　2 工藝流程說明
　　 SBR廢水處理技術(shù)是一種高效廢水回用的處理技術(shù)。本設(shè)計采用的技術(shù)可對校園生活用水進(jìn)行處理，經(jīng)過處理后的中水可以用來澆灌綠地、花木、沖洗廁所及車輛等，從而達(dá)到節(jié)約水資源的目的。
　　 廢水經(jīng)隔油池去除油脂后經(jīng)格柵進(jìn)入凋節(jié)池，經(jīng)提升泵進(jìn)入水解池酸化水解后進(jìn)入SBR反應(yīng)池。污水進(jìn)入反應(yīng)池前，該池處于閑置狀態(tài)，此時池內(nèi)留有沉淀下來的活性污泥。污水注滿后進(jìn)行曝氣操作，該池能有效地調(diào)節(jié)污水水質(zhì)。曝氣后，停止曝氣動作，使混合液處于靜止?fàn)顟B(tài)，進(jìn)行泥水分離，沉淀時間為6-8h，沉淀效果良好。反應(yīng)池中沉淀后的上清液經(jīng)泵到清水池，留下活性污泥，作為下一個操作周期的菌種。當(dāng)反應(yīng)池內(nèi)活性污泥過多時，排放污泥進(jìn)入污泥濃縮池，污泥經(jīng)濃縮后定期運走，進(jìn)行干化處理。濃縮池內(nèi)上清液回流至廢水入口。
　　 SBR廢水處理技術(shù)是一種高效廢水回用的處理技術(shù)。本設(shè)計采用有時儀技術(shù)對校園生活用水進(jìn)行處理，經(jīng)過處理后的中水可以用來澆灌綠地、花木、沖洗廁所及車輛等，從而達(dá)到節(jié)約水資源的目的。
　　 在設(shè)計SBR廢水處理系統(tǒng)方案時，充分考慮到現(xiàn)實生活中校園生活區(qū)較為狹小的特點，設(shè)計中力求達(dá)到設(shè)備體積小，性能穩(wěn)定、工程投資收的目的。由于在廢水處理過程中環(huán)境溫度對菌群代謝產(chǎn)生的作用直接影響了廢水處理效果，故設(shè)計中采用地埋式磚混結(jié)構(gòu)的處理池來降低溫度對處理效果的影響。同時由于SBR廢水處理技術(shù)具有工藝參數(shù)變化大、硬件設(shè)計選型與設(shè)備調(diào)試比較復(fù)雜的特點，因此在處理系統(tǒng)中采用了先進(jìn)的PLC控制技術(shù)作為系統(tǒng)的控制核心，以提高SBR廢水處理的效率，方便操作和使用。
　　 SBR廢水處理系統(tǒng)分別由廢水處理池、清水池、中水水箱、電氣控制箱以及水泵、羅茨風(fēng)機(jī)、電動閥門和電磁閥等部分組成。在廢水處理池、清水池、中水水箱中分別設(shè)置了液位開關(guān)，用以檢測水池與水箱中的水位。
　　 污水處理的第一階段，當(dāng)污水池中的水位處于低水位或無水狀態(tài)（又稱為待納水狀態(tài)）時，電動閥會自動開啟納入污水。當(dāng)污水池納入的污水執(zhí)政長水（高水位）時。電動法自動關(guān)閉，污水池中污水呈微氧和厭氧狀態(tài)。
　　 在污水處理的第二階段，采用了能將解大分子污染物的曝氣法，可是無水脫色、除臭、平衡菌群的PH值并對污染物進(jìn)行高效除污，即好氧處理過程。整個好氧時間一般需要2-3h（曝氣時間）。在曝氣管路上設(shè)計了安裝了排空電磁閥，當(dāng)電動閥門自動關(guān)閉后，排空電磁閥開啟，、羅茨風(fēng)機(jī)延時啟動（空載），排空電磁閥關(guān)閉，污水池開始曝氣。當(dāng)爆氣處理結(jié)束后，排空電磁閥再次開啟，羅茨風(fēng)機(jī)停機(jī)（空載），排空電磁閥延時關(guān)閉。曝氣風(fēng)機(jī)須在無負(fù)荷條件下啟動和停止，能起到保護(hù)電機(jī)和風(fēng)機(jī)的作用。一般經(jīng)過0.5的水質(zhì)沉淀,PLC下達(dá)啟動清水（1#泵）指令，將沉淀后的水泵入到清水池。當(dāng)清水池中的水位升至正常液面（高水位）時，1#清水泵自動停止運行。這時2#清水泵自行啟動向呂水箱泵水，當(dāng)水箱內(nèi)達(dá)到高水位時（正常液面），2#清水泵自動停止運行，這是中水箱內(nèi)的水全部完成處理過程。
　　 如上所述，當(dāng)中水箱內(nèi)水位降至低水位時（正常液面），2#清水泵又自動啟動向中水箱泵水。當(dāng)污水池中的水位降至低水位時（正常液面），電動閥門會自動打開繼續(xù)向污水池納入污水。如此循環(huán)往復(fù)。
　　 由于SBR廢水處理技術(shù)針對污水的水質(zhì)不同而選用的生物菌群不同，工藝要求也有所不同，因而要求的電氣控制系統(tǒng)應(yīng)具有參數(shù)可修正的功能，以滿足廢水處理要求。SBR廢水處理系統(tǒng)示意圖如圖1。
　　
　　
　　3 選用動力設(shè)備要求
　　 再SBR廢水處理系統(tǒng)中所使用的動力設(shè)備（水泵、羅茨風(fēng)機(jī)、電動閥），均采用三相交流異步電動機(jī)。電動機(jī)應(yīng)選配Y型系列防水防潮型，電磁閥（220VAC）的選也應(yīng)符合防水要求。
　　
　　
　　
　　
　　 （4）電動閥： 閥體D97A1X5—10ZB-125mm電動裝置LQ20-l，380V／60W（三相），轉(zhuǎn)矩200N