基于plc的监控系统设计—污水处理毕业论文

基于plc的监控系统设计—污水处理毕业论文内容摘要：

间完全独立 ,没有信息的交换。 并且各个控制单元由于其内部资源的限 制 ,只是实现了简单的时间控制和逻辑控制。 通过对比 ,不难看出整体上和国外相比我国污水的自控系统仍然存在很大的差距 ,但是我国的应用前景却非常广泛、潜力很大。 第 2 章 污水处理概述 污水处理概述 城市污水、生活污水、生产污水或工业企业局部处理后的生产污水 ,往往都排入城市排水系统 ,故把生活污水和生产污水的混合污水叫做城市污水。 这些污水除含有碳水化合物、蛋白质、氨基酸、动植物脂肪、尿素、氨、肥皂和合成洗涤剂等物质外 ,还含有细菌、病毒等使人致病的微生物。 经处理后的污水 ,最后出路有三种 :排放水体。 灌 溉田地。 重复使用。 水处理的目的不外乎三种 : 1 去除水中影响使用水质的杂质以及污泥的处置 ,这是最主要的内容。 2 为了满足用水的要求 ,在水中加入新的成分以改变水的化学性质 ,如食用水中加氟以防止龋齿病 ,循环冷却水中加缓蚀剂以控制腐蚀和结垢等。 3 改变水的物理性质的处理 ,如水的冷却 ,降低水的粘滞度等。 污水处理工艺技术的现状及发展 我国现有城市污水处理厂 80%以上采用的是活性污泥法 ,其余采用一级处理、强化一级处理、稳定塘法及土地处理法等。 “七五”、“八五”、“九五”国家 科技攻关课题的建立与完成 ,使我国在污水处理新技术、污水再生利用新技术、污泥处理新技术等方面都取得了可喜的科研成果 ,某些研究成果达到国际先进水平同时 ,借助于外贷城市污水处理工程项目的建设 ,国外许多新技术、新工艺、新设备被引进到我国 ,AB 法、氧化沟法、A/O 工艺、 A/A/O 工艺、 SBR 法在我国城市污水处理厂中均得到应用。 污水处理工艺技术由过去只注重去除有机物发展为具有除磷脱氮功能。 国外一些先进、高效的污水处理专用设备也进入了我国污水处理行业市场 ,如格栅机、潜水泵、除砂装置、刮泥机、曝气器、鼓风机、污泥泵、脱水机 、沼气发电机、沼气锅炉、污泥消化搅拌系统等大型设备与装置。 我国 80 年代以前建设的城市污水处理厂大部分采用普通曝气法活性污泥处理工艺 ,由于该工艺主要以去除 BOD5和 SS为主要目标 ,对氮磷的去除率非常低。 为了适应水环境及排放要求 ,一些污水处理厂正在进行改造 ,增加或强化脱氮和除磷功能。 AB 法污水处理工艺于 80 年代初开始在我国应用于工程实践。 由于其具有抗冲击负荷能力强、对 PH 值变化和有毒物质具有明显缓冲作用的特点 ,故主要应用于污水浓度高、水质水量变化较大 ,特别是工业污水所占比较高的城市污水处理厂。 目前氧化沟工艺是我国采用较多的污水处理工艺技术之一。 应用较多的有奥贝尔氧化沟工艺 ,由我国自行设计、全套设备国产化 ,已有成功实例。 DE 型氧化沟和三沟式氧化沟在中高浓度的中小型城市污水处理中也有应用。 采用卡罗塞尔氧化沟工艺的城市污水处理厂大部分为外贷项目。 多种类型的 SBR工艺在我国均有应用 ,如属第二代 SBR工艺的 ICEAS工艺 ,属第三代的 CAST 工艺、 UNITANK 工艺等。 随着我国对水环境质量要求的提高 ,使得新建城市污水处理厂必须考虑氮磷的去除问题。 由此开发了改良 A/A/O 工艺和回流污泥 反硝化生物除磷工艺 ,并已开始在实际工程中应用。 如泰安污水处理厂、青岛李村河污水处理厂、天津北仓污水处理厂、北京清河污水处理厂等。 目前我国新建及在建的污水处理厂所采用的工艺中 ,各种类型的活性污泥法仍为主流 ,占 90%以上 ,其余则为一级处理、强化一级处理、生物膜法及与其他处理工艺相结合的自然生态净化法等污水处理工艺技术。 从国情出发 ,我国城市污水处理发展趋势 : 1 氮、磷营养物质的去处仍为重点也是难点。 2 工业废水治理开始转向全过程控制。 3 单独分散处理转为城市污水集中处理。 4 水质控制指标越来越严。 5 由单纯工艺技术研究转向工艺、设备、工程的综合集成与产业化及经济、政策、标准的综合性研究。 6 污水再生利用提上日程。 7 中小城镇污水污染与治理问题开始受到重视。 污水处理工艺流程 污水处理就是采用各种技术与手段 ,将污水中所含的污染物质分离去除、回收利用 ,或将其转化为无害物质 ,使水得到净化。 现代污水处理技术 ,按原理可分为物理处理法、化学处理法和生物化学处理法三类。 生物化学处理是利用微生物处理污水中的有机污染物的一种工艺。 该工艺运行 费用较低 ,得到了广泛的应用 ,目前已成为城市污水处理的主体工艺。 该法有活性污泥法和生物膜法两种 ,前者多用于城市污水 ,后者多用于处理高浓度有机污水与污水处理过程中生产的污泥。 城市污水处理按处理程度不同可分为预处理、一级处理、二级处理、深度处理和污泥处理及处置。 预处理 :主要包括格栅和沉砂池。 其主要作用是截留大块物质、砂石 ,以保证后续设备的正常运行。 一级处理 :主要是初次沉淀池。 目的是将污水中悬浮状态的固体污染物质尽可育出或沉降去除 ,经过一级处理后的污水 ,可去除 50%左右的悬浮物 ,污水五日需氧 量一般只能去除 30%左右 ,达不到排放标准。 二级处理工艺 :主要有曝气池和二沉池构成。 它是城市污水处理厂的核心 ,一般采用生物处理方法中的活性污泥法 ,主要去除水中呈胶体和溶解状态的有机污染物。 经二级处理后 ,有机污染物质的去除率可达 90%以上 ,污水中污水五日需氧量值可降至 20mg/L~30mg/L,有机污染物达到排放标准。 深度处理 :通用的工艺有混凝沉淀和过滤。 主要目的是为了满足高标准的受纳水体要求或用于工业等特殊用途 ,它是城市污水处理未来发展的方向。 污泥处理和处置 :主要包括浓缩、消化、脱水、堆肥或卫生填埋。 SBR 污水处理工艺概述 序批式活性污泥法 ,简称 SBR。 早在 1914 年 ,这种处理系统就被采用 ,但由于当时的自动化水平较低 ,操作困难且工作量大 ,特别是后来随着城市和工业废水处理规模的日趋扩大 ,这个缺点更加突出 ,间歇式活性污泥法逐渐被连续式活性污泥法取代。 近年来 ,随着计算机和自动控制技术的飞速发展 ,这一弊端得到很好的解决。 同连续式活性污泥法相比 ,SBR 具有许多独特的优点 ,使得间歇式活性污泥法日益受到国内外的重视。 SBR 反应池去 除有机物的机理在充氧时与普通活性污泥法相同 ,不同之处是运行按流入、反应、沉淀、排放、待机五个工序 ,依次在同一 SBR 反应池中周期性运行。 从废水流入开始到待机时间结束为一个周期 ,一切过程都在一个设有曝气或搅拌装置的 SBR 反应池内进行 ,不必另设沉淀池和污泥回流泵等装置。 间歇式活性污泥曝气法在流态上虽然属完全混合式 ,但在有机物降解方面 ,则是时间上的推流。 SBR 工艺是一种简易、快速且低耗的废水生物处理工艺。 它主要有以下几个方面的特点 :工艺简单、造价低。 时间上具有理想的推流式反应器的特性。 运行方式灵活 ,可脱氮除 磷。 具有较强的耐冲击负荷的能力。 良好的污泥沉降性能 ,不易产生污泥膨胀现象。 第 3 章 设计方案的确定 PLC 控制系统的设计分析 PLC 的结构 PLC 实质是一种专用于工业控制的计算机 ,其硬件结构基本上与微型计算机相同。 根据结构形式的不同 ,PLC 的基本结构分为整体式和模块式结构两类。 1 整体式结构的 PLC 整体式又称箱体式结构的 PLC 由中央处理器 CPU、存储器、输入 /输出 I/O单元、电源电路和通信端口等组成 ,并将这些组装在同一机体内。 这种结构的特点是结构简单、体积 小、价格低、输入 /输出点数固定、实现的功能和控制规模固定 ,但灵活性能较低。 基本结构框图如图所示 : 整体式结构图 2 模块式结构的 PLC 模块式又称组合式结构的 PLC 是将中央处理器 CPU、存储器、输入 /输出I/O 单元、电源和通信端口等分别做成相应的模块、应用时将这些模块根据控制要求插在机架上 ,各模块间通过机架上的总线互相联系。 其中 PLC 的 CPU 和存储器设计在一个模块上 ,有时把电源也放在这一模块上 ,该模块在总线上的安装位置一般是固定的 ,模块式的 PLC 安装完成后 ,需进行登记 ,以便 PLC 对安装在总线上 的各模块进行地址确认。 模块式的特点是系统构成的灵活性高。 可以构成不同控制规模和功能的 PLC,但同时价格也比较高。 基本结构如图所示 : 结构式模块图 PLC 的工作原理 PLC 与继电器构成的控制装置的重要区别之一就是工作方式不同 ,继电器控制是并行运行方式 ,即如果输出线圈通电或断电 ,该线圈的触点立即动作 ,只要形成电流通路 ,就有可能有几个电器同时动作。 而 PLC 则不同 ,它采用循环扫描技术 ,只有该线圈通电或断电 ,并且必须当程序扫描到该线圈时 ,该线圈触点才会动作 ,而且每次只能执行一条指令 ,这也就是 PLC 以“串行”方式工作的 ,这种工。