楊如意

摘要：目前，在我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的同時(shí)，其隱藏的污染問(wèn)題也相繼出現(xiàn)，最為嚴(yán)重的當(dāng)屬水污染問(wèn)題，隨著生態(tài)環(huán)境的不斷惡化，將會(huì)直接影響著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，如今，處理水污染的問(wèn)題已經(jīng)被提上日程，并且在處理的過(guò)程中要充分發(fā)揮出現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用能力，實(shí)現(xiàn)污水自動(dòng)化處理，提高污水處理的效率。在污水自動(dòng)化處理中，最為常用的就是基于PLC的自動(dòng)化污水處理技術(shù)。本文以MBBR污水處理工藝為例，介紹了基于PLC的污水處理控制系統(tǒng)，包括污水處理工藝流程、系統(tǒng)控制要求、系統(tǒng)硬件配置、以及控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，從而說(shuō)明PLC在污水自動(dòng)化處理過(guò)程中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：水污染處理;自動(dòng)化;PLC;MBBR工藝

一、水處理工藝流程

本文介紹的污水處理系統(tǒng)采用的是MBBR工藝，MBBR是移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器（Moving Bed Biofilm Reactor）的簡(jiǎn)稱，該工藝兼具傳統(tǒng)流化床和生物接觸氧化兩者的優(yōu)點(diǎn)，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，脫氮效果好，是一種經(jīng)濟(jì)高效的污水處理工藝。具有生化系統(tǒng)啟動(dòng)快、脫氮除磷效果好、剩余活性污泥少、投資運(yùn)行費(fèi)用低的特點(diǎn)。工藝流程圖如下：

生活污水首先進(jìn)入格柵，攔截掉大塊固體物，提高后續(xù)處理的可生化性，之后進(jìn)入污水調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)水質(zhì)水量，經(jīng)水泵提升至污水處理設(shè)備入水口，經(jīng)過(guò)緩沖池，緩沖池到預(yù)脫銷池通過(guò)氣提方式過(guò)水，保證后續(xù)工藝單元能連續(xù)進(jìn)水穩(wěn)定運(yùn)行。在缺氧條件下預(yù)脫硝區(qū)充分去除入流污水及回流污泥中的硝酸鹽和氧氣，保證厭氧區(qū)的嚴(yán)格厭氧環(huán)境，使得聚磷菌在厭氧區(qū)中釋放磷的效率大大提高，確保其在好氧池的吸磷效率得到了充分提升，通過(guò)將硝化液回流至缺氧池強(qiáng)化反應(yīng)器脫氮能力，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)氮、磷的高效去除能力。硝化液和污泥回流均采用氣提回流方式進(jìn)行。經(jīng)過(guò)微生物的充分降解，混合液流入澄清沉淀池進(jìn)行固液分離。上清液經(jīng)管道重力流排出，最終達(dá)標(biāo)排放，剩余污泥貯存于污泥池定期清理外運(yùn)。

二、系統(tǒng)控制要求

采用PLC控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)污水自動(dòng)化控制，保證污水嚴(yán)格按照工藝流程處理，系統(tǒng)設(shè)有手動(dòng)/自動(dòng)切換功能，可以隨時(shí)根據(jù)系統(tǒng)各設(shè)備的運(yùn)行狀況對(duì)系統(tǒng)的控制方式及工藝參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。在手動(dòng)方式下，可對(duì)各執(zhí)行元件（如：電磁閥，水泵）進(jìn)行獨(dú)立操作。同時(shí)系統(tǒng)還要實(shí)現(xiàn)對(duì)污水處理設(shè)備的運(yùn)行監(jiān)視、遠(yuǎn)程調(diào)控、智能化故障報(bào)警與診斷、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)分析、權(quán)限管理等功能。

三、控制系統(tǒng)硬件配置

為滿足系統(tǒng)控制要求，必須配置相應(yīng)的電氣元器件：

四、控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

（1）、系統(tǒng)運(yùn)行模式： 觸摸屏上可切換手/自動(dòng)運(yùn)行模式

A）、手動(dòng)模式：手動(dòng)模式時(shí)，可在觸摸屏上單獨(dú)控制各執(zhí)行元器件（電磁閥、水泵等）的啟停。

B）自動(dòng)模式：

提升泵：在自動(dòng)模式下，提升泵通過(guò)調(diào)節(jié)池液位浮球開(kāi)關(guān)來(lái)控制，浮球開(kāi)關(guān)高液位時(shí)提升泵開(kāi)啟，污水由調(diào)節(jié)池進(jìn)入緩沖池，污水處理系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)行，浮球開(kāi)關(guān)低液位時(shí)提升泵關(guān)閉。

氣泵：在自動(dòng)模式下，提升泵啟動(dòng)后氣泵自動(dòng)啟動(dòng)，提升泵停止運(yùn)行24小時(shí)（氣泵停止設(shè)定值）后，氣泵進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，氣泵以一定的周期啟停，保證設(shè)備供養(yǎng)，確保系統(tǒng)內(nèi)微生物活性。

紫外線消毒器：提升泵啟動(dòng)后消毒器自動(dòng)啟動(dòng)，直到提升泵停止運(yùn)行且設(shè)備出水口停止出水后停止（也可通過(guò)時(shí)間設(shè)定）。

加藥泵、攪拌機(jī)：提升泵啟動(dòng)時(shí)加藥泵啟動(dòng)加藥，同時(shí)攪拌機(jī)啟動(dòng)，保證加藥均勻，提升泵停止時(shí)，加藥泵跟攪拌機(jī)停止。

硝化液回流閥：提升泵啟動(dòng)后按一定的周期間歇性啟停，。

備注：以上時(shí)間參數(shù)可在觸摸屏上設(shè)置，參數(shù)設(shè)置只用于自動(dòng)模式下，手動(dòng)模式下參數(shù)設(shè)置無(wú)效。

（2）、報(bào)警及保護(hù)

低液位報(bào)警：浮球開(kāi)關(guān)檢測(cè)到低液位時(shí)，發(fā)信號(hào)給PLC，PLC停止提升泵并發(fā)出低液位告警。

水泵、風(fēng)機(jī)故障報(bào)警：水泵、風(fēng)機(jī)發(fā)生故障時(shí)，變頻器將故障信號(hào)傳送給到PLC，PLC發(fā)出故障告警并停止系統(tǒng)運(yùn)行，直到故障解除后再重新運(yùn)行系統(tǒng)。

（3）、系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)控

通過(guò)PLC采集浮球開(kāi)關(guān)、電磁閥、水泵、風(fēng)機(jī)等元件狀態(tài)，并通過(guò)PLC通訊口將這些狀態(tài)上傳到后臺(tái)，同時(shí)后臺(tái)也可以通過(guò)PLC控制污水處理設(shè)備的運(yùn)行。

結(jié)束語(yǔ)：

目前，PLC控制器在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂(lè)等各個(gè)行業(yè)，PLC具有可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、使用靈活、通用性強(qiáng)、編程簡(jiǎn)單、容易掌握、接口簡(jiǎn)單、維護(hù)方便等特點(diǎn)，特別適合應(yīng)用在污水自動(dòng)化處理之中，并且PLC支持多種通訊方式，可將數(shù)據(jù)上傳到云平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視、遠(yuǎn)程設(shè)備調(diào)控、智能故障報(bào)警與診斷、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)分析等功能，實(shí)現(xiàn)“無(wú)人值守”式的污水自動(dòng)化處理。

參考文獻(xiàn)：

[1]蔡健.淺談污水處理系統(tǒng)的電氣控制措施[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2018（02）

[2]范建忠，劉愛(ài)琴，吳延偉，等.PLC 在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展前景[J].科技資訊，2018（12）