基于PLC控制系統的污水處理技術應用

王嘉煒 鄧若飛（北京航天試驗技術研究所，北京 100074）

基于PLC控制系統的污水處理技術應用

王嘉煒 鄧若飛（北京航天試驗技術研究所，北京 100074）

以某工廠生產廢水的處理系統為例，針對污水處理系統控制系統變量多、系統復雜、運行環境差的特點，設計了一套基于西門子PLC的污水處理控制系統和上位機人機界面，保證了系統的穩定自動運行。通過現場調試及系統目前良好的運行狀態，證明了該系統的正確性和可靠性。

PLC；污水處理；控制系統

由于我國輕工業的迅速發展，大量工廠在追求高效經濟發展的生產過程中產生了大量的工業廢水，對此類污水的處理成為了社會普遍關注的重點內容，經濟效益與環境保護的共同發展已成為人們研究的熱點問題。

本文針對某工廠生產過程中產生的廢水，通過分析其成分，建立適用的污水處理系統，運用PLC控制系統對其進行控制，保證系統的自動穩定運行。

1 污水成分分析及處理工藝

污水處理部分主要處理的是廠內的辦公廢水和生產廢水，通過對水樣進行分析得出，生產廢水水量較大，所排污水的特點表現為，COD濃度不高，生產廢水在循環使用的過程中，積累了較高的懸浮物。對于此類污水的最佳處理方法是絮凝+氣浮+過濾的處理工藝。

在本工程中由于懸浮物較高，氣浮浮渣產生量相對較大，浮渣排進污泥濃縮池，濃縮后的浮渣污泥進入板框壓濾機將污泥壓成泥餅外運。

圖1.污水處理工藝流程圖

如圖所示，污水經管線收集進調節池，調節池設有預曝氣系統，用于攪拌，達到均勻水質和防止沉淀的目的。調節池內的潛污泵將污水提升到氣浮池，氣浮池內PAC、PAM，由氣浮的作用將懸浮物存到污泥濃縮池，氣浮出水進入多介質過濾器過濾后進入中水回用池。中水回用池將經過紫外消毒燈消毒后的中水送至各用水點。污泥濃縮池的污泥用泵送進壓濾機壓成泥餅，外運安全填埋，壓濾液回調節池進行再處理[1]。

2 各工藝段設備與功能

調節池：對將要進入系統進行處理的污水進行集中，同時對污水進行均質均量。

氣浮設備：氣浮設備是在水中通入或產生大量的微細氣泡，使空氣以高度分散的微小氣泡形式附著在懸浮物顆粒上，造成密度小于水的狀態，利用浮力原理使其浮在水面，從而實現固-液分離的目的。

污泥濃縮池：污泥在此處濃縮，集中處理。

多介質過濾器：分為砂濾和碳濾，能有效去除水體中的懸浮物、膠體、泥沙等雜質，降低水的濁度，達到水質澄清的目的。

回用水池用來調節水量，同時各池均有液位系統，用來反饋當前的水量信號，達到精確控制和保護設備的功能。

3 控制系統組成與實現功能

本污水處理SCADA（Supervisory Control and Data Acquisition）系統采用三種控制方式：現場手動控制、自動控制和遠程控制。現場手動控制是指通過設備旁的開關手動控制設備的開啟和關閉；自動控制是指由現場PLC站按照程序以及工藝流程參數，全自動執行控制設備的任務；計算機遠程控制是指由中心控制室通過SCADA系統網絡對遠端設備的工藝參數和現場設備運行狀態進行監視，并且可遠程操控現場設備。相應的系統的硬件主要包括現場設備及儀表、下位機和上位機三部分。

PLC站選用西門子公司的S7-300系列PLC為主控制器，CPU選用CPU315-2DP，根據現場控制需要選取相應的SM322（DO16）和SM334（AI4/AO2）作為擴展模塊，軟件采用模塊化編程結構。按照污水處理工藝流程，污水處理是按照一定順序逐步進行的，各個階段處理工藝和控制要求都不同。根據各階段的控制要求，把整個污水處理流程分為若干個功能塊[2]。

中央控制室由一臺工控機通過以太網與PLC相連，采用WinCC軟件完成上位機的組態，操作人員通過上位機運行界面可以直觀的了解現場污水處理工藝參數和設備運行情況，也可以根據實際生產需要發出控制指令，由PLC根據程序進行過程控制。主要實現功能：①顯示流量、壓力、液位和報警信號②顯示動態工藝流程圖③進行工藝參數設置④報警提示⑤顯示和存儲實時數據[3]。

4 結語

本系統根據污水處理的工藝要求，以西門子PLC為控制核心，用工控機配以WinCC組態軟件實現遠程監控，整個系統簡單、控制功能完善，安裝調試方便，滿足了污水處理廠自動化控制的需求。

[1]張斐,馬少華,任志明,等.一體化設備在醫院污水處理中的應用[J].化學工程與裝備,2015(5):227-229.

[2]胡健.西門子S7-300PLC應用教程[M].機械工業出版社,2007.

[3]王樂新,張曉冉.基于PLC的污水處理控制系統[J].工業控制計算機,2012,25(4):14-15.