[01414614]城市居民生活污水处理自动控制系统

1、课题来源与背景 本设计系统涉及污水处理系统控制、运行操作、监视管理等。随着我国经济的快速发展和城市化的进程加快,水污染已成为不容忽视的事实,日益膨胀的城镇每天产生的大量生产生活污水是水污染的元凶之一。而我国是一个水资源严重缺乏的国家,人均径流量不到 3000 立方米,用水缺口达 1000 多亿立方米。水污染治理的相对滞后、受污染的水体逐年增加又加剧了水资源的短缺,这样的恶性循环使水资源的供需矛盾越来越突出,成为制约经济发展的重要因素。因此,水污染治理成为缓解这一矛盾的重要措施,而增加城市污水处理比例和将城市污水处理之后再回用是其中的一个重要途径并且越来越受到人们的关注。与我国现阶段国情相适应的满足排放要求、处理效果好、基建和运行费 用低的污水厂势在必行。污水处理是一个非常复杂的系统,整个过程的可变因素很多,有水量、浓度、温度、气量、微生物状态、机械运行情况等,需要一种高级的控制系统,使之能对生产过程出现的各种数据给予采集、计算,得出运行状态是否正常的结论,并能给操作人员以有益的提示。而自动化控制技术、计算机技术、工业自动化组态软件等相关技术的快速发展使污水处理系统实现真正的自动化成为可能。 2、技术原理及性能指标 该设计,主要应用PLC原理,运动控制系统中变频调速及自动控制原理等的相关内容进行设计。采用可编程控制器控制,实现了全自动化,提高了系统的可靠性。本控制系统以三沟式氧化沟为核心的污水处理工艺,由工控机与可编程控制器组成的自动控制系统,实现了对污水处理自动控制。用组态王开发监控系统,对整个生产过程集中监测和远程控制。实时了解污水处理现场的设备运行状态、所需参数值及现场设备是否有报警、故障等信息。系统设置了3个现场控制站,均通过以太网相连接,实现了上、下位机及站与站之间的数据交换。现场控制站均采用西门子 S7-300 系列 PLC 作为现场控制及数据采集单元,通过现场的流量计、液位计等仪表对污水的流量、液位、溶解氧浓度等变量进行数据采集,并根据工艺要求对格栅机、污水提升泵、转刷、电动出水堰门、污泥泵等现场设备进行控制。本工程污水中 BOD5在 200mg/L 左右,要求出水的 BOD5低于 10mg/L,并且要求NH3-N 去除率达 70.4%～81.5%,总 P 的去除率达 85.7%。根据已有运行经验得知,这种水质的污水选用三沟交替工作式氧化沟处理工艺、并结合化学除磷的操作单元进行处理,能取得较好效果。 3、技术的创造性与先进性 通过由组态软件 开发的监控系统和由工控机、S7-300 系列 PLC 组成的控制系统,对粗格栅间、污水提升泵房、细格栅间、旋流沉砂池、氧化沟、污泥调节池、污泥脱水间、消毒间等各处理工艺段的参数进行采集、处理,对现场设备进行实时操作,并根据污水处理工艺要求对生化池反应进行控制,实现全过程的自动控制。 4、技术的成熟程度,适用范围和安全性 本发明技术成熟可靠,适用于工业控制、环境保护与水污染处理等相关行业,安全性与可靠性高。 5、应用情况及存在的问题 本发明目前已在水污染处理方面得到应用,能够提高水处理全过程的自动控制程度和安全可靠性。 6、历年获奖情况 无