微机污水处理控制系统

摘  要：本文阐述了针对工业废水、生活用污水处理过程中，为了保障出水水质符合标准，科学地缩短污水处理时间，提高运行可靠性，防止误操作，改进管理方法而开发的一套高效自动控制系统的设计方案，并已在实际运行中得到了验证。
    关键词：可编程序控制器  自动调节回路  监测系统  组态

1 前言
    城市工业废水排放，严重污染环境，破坏生态平衡，流入饮用水源区域，会影响居民的身体健康；工业排放污水必须经过严格处理。建立污水排放厂，投入污水处理项目，将会大大削减城市对环境的污染负荷，是建设现代化城市必须具备的配套项目。将微机自动控制引入污水处理过程，将会使整个处理过程提高效率，在先进设备及先进工艺处理过程中，减轻操作人员的工作负担、安排最佳运行方式、节约能源。
2 系统简介
    微机污水处理控制装置，是基于上位计算机的监控管理与稳定可靠的下位机PLC及就地分析监测仪表的严格配合，构成了一套性能完美、操作方便的控制系统，下面以乳品厂污水处理系统为例对污水处理系统的组成及功能进行具体的描述：
        PLC系统采用OMRON C200HG系列，系统由输入输出模块、电源模块、CPU组成；PLC系统与就地仪器仪表通过电缆相连，仪器仪表采集数据后传送至可编程序控制器PLC，在PLC中根据工艺要求编程，一方面通过RS422/432与上位机通讯进行数据传送，同时将数据具体的工艺要求自动进行调节和控制现场设备。
    上位计算机包括一台IPC610工控机、一台HP6L打印机，上位计算机软件采用组态王软件系统。在上位计算机中人机界面是以图形画面的方式显示全厂平面图及工艺流程图，有动态的实时参数值显示，如水的流量、PH值等，实时显示机泵运行状态和事故报警信息列表以及电气运行状态显示等可切换的动态画面，对各类工艺参数值做出实时趋势曲线和历史数据趋势曲线，同时，组态王软件系统可以与EXCEL、ACCESS等数据库管理软件进行DDE通讯，将数据传送至数据库中，以备将来移植到其他系统中供调度员分析比较，以便找出污水厂的最佳运行规律；操作方式是采用人机对话方式指导操作，在自动状态下，可用键盘鼠标器对有关设备进行运程控制（开停机操作、工艺流程的选择等）；并且可以自动生成生产报表（班、日、月），定时或根据需要进行打印，供生产管理之用；计算机系统本身可在线诊断各类故障部位及发出声、光报警。为了直观显示污水厂工艺过程全貌、方便管理和培训，在中心控制室配有大型模拟盘，显示全厂工艺流程图和主要参数值以及主要设备运行状态，显示过程由PLC控制完成。

3 主要功能
3.1 工作流程：
3.2 控制程序和自动调节回路
    根据工艺流程的要求，在PLC中编制出符合现场运行规范的工艺控制程序，进行相应的自动调节和信息反馈。具体的控制依据及各工艺流程需要控制的设备简述如下：
        (1）粗细格栅运行的程序控制
    格栅运行由格栅前后的水位差来自动控制，但当超过一定时限后转由时间控制器控制，并按先启动压榨机、螺旋输送机，然后启动格栅除污耙的控制顺序进行，停运时顺序相反。
        (2）进水泵房的优化控制
    泵房污水泵的开启根据集水池的水位值自动控制运行泵的轮值。计时累积及备用泵的自动投入均可自动选择或人为重新设定。
        (3）旋流沉砂池搅拌器的控制
    中心控制室的管理计算机对旋流沉砂池搅拌器进行运程开/停控制。
        (4）配水井的控制
    中心控制室的管理计算机对配水井和配泥井的电动提板闸进行远程控制。
        (5）厌氧池的控制
    中心控制室对厌氧池混合搅拌器远程控制开/停。
        (6）曝气池供氧量调节和控制
    曝气池供氧量调节系统的任务是将曝气池的溶氧值维持在允许的范围内，以保证曝气池维持在工作所确定的微生物生存环境，达到去除原污水中污染物的目的，并在此基础上，尽可能节省能耗。主调量为安装在氧化沟中的溶氧仪所测量的溶氧值，用曝气池的溶氧值来调节鼓内总出风口管上的调节阀的开度，然后根据鼓风机总出风管的压力变化来调节鼓风机运行台数或鼓风机导片的角度，以调节供氧量。
        (7）初次沉淀池和二次沉淀池的控制
    中央控制室的管理计算机对初沉池和二沉池的刮泥机进行远程开停控制。现场PLC依据安装在现场的污泥界面计值控制沉淀池出泥管的电动浆液阀的开度。
        (8）回流污泥量调节系统和控制
    回流污泥量调节的任务是为了保证生化处理系统混合液浓度维持在一定的范围内。被调节量为活性污泥回流到厌氧池中污泥量。超声波流量计安装在回流污泥管道上。
    回流污泥量依据进水量的百分比来调节回流污泥泵运行台数和变频调速的组合来实现。
    剩余污泥量依据污泥均质池的液位来调节剩余污泥管上的调节阀的开度。
        (9）污泥浓缩脱水机房的控制
    现场PLC依据进泥量和污泥浓度的乘积控制加药泵的变频调速机构调节加药量进行闭环控制，对融药管的液位及药量进行监测。对浓缩机及离心脱水机、加药系统和螺旋输送器状态进行远程监控。
4 结束语
    本系统经过现场实践运行，证明系统设计合理，保证出水水质符合一下标准：GB8978-1996《污水综合排放标准》、CJ3025-1993《城市污水处理厂污水污泥排放标准》、CJ18-1986《污水排入下水道标准》等，改善了劳动条件，同时分析各种事故原因，得到了用户的一致好评。