常規(guī)SBR工藝流程是由進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、出水和閑置等5個(gè)過程組成。但常規(guī)SBR工藝存在著周期長(zhǎng)、潷水器出水堰口短、出水流速大易帶泥等缺點(diǎn)，故將其改良成新型SBR工藝。新型SBR工藝采用固定堰出水，其進(jìn)水與出水可同時(shí)進(jìn)行，以進(jìn)水（出水）、生化反應(yīng)、靜沉三個(gè)過程為一周期。上述過程都在一個(gè)設(shè)有曝氣系統(tǒng)的反應(yīng)池內(nèi)進(jìn)行，周而復(fù)始，達(dá)到生化降解的目的。為保證新型SBR工藝各工序過程正常循環(huán)運(yùn)行并對(duì)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制與調(diào)整，需依賴可靠的自動(dòng)控制系統(tǒng)和精確的過程儀表，由于PLC運(yùn)行可靠、應(yīng)用靈活便捷，因此在新型SBR工藝中得到廣泛應(yīng)用。因水泵風(fēng)機(jī)的價(jià)格與電動(dòng)閥的價(jià)格相當(dāng)，因此機(jī)電設(shè)備與處理池?cái)?shù)一一對(duì)應(yīng)，共用1臺(tái)備用設(shè)備，少用電動(dòng)閥，這樣既簡(jiǎn)化了控制環(huán)節(jié)又節(jié)省了投資。

　　1、PLC控制系統(tǒng)的選型及應(yīng)用

　　1工藝過程

　　根據(jù)污水量、水質(zhì)指標(biāo)及對(duì)出水水質(zhì)的要求，采用以下工藝流程：

　　其中：根據(jù)對(duì)實(shí)際出水的要求，可以適當(dāng)對(duì)工藝的工序進(jìn)行增減，以達(dá)到最優(yōu)的性價(jià)比，如某污水處理站（1000m3/d）由于將出水直接用作景觀水，對(duì)出水水質(zhì)要求較高，因此可選用全部工藝的工序；而某污水處理廠（5000m3/d）處理出水只需滿足排放標(biāo)準(zhǔn)，則可適當(dāng)減少處理工序。

　　2控制系統(tǒng)的構(gòu)成

　　根據(jù)以上工藝流程配備的設(shè)備和儀表，選取PC機(jī)+PLC控制器構(gòu)成全廠（站）的自動(dòng)控制系統(tǒng)。根據(jù)控制系統(tǒng)所控制的設(shè)備數(shù)量，確定I/O點(diǎn)數(shù)。主要設(shè)備包括進(jìn)水泵、鼓風(fēng)機(jī)、電動(dòng)閥門、過濾進(jìn)水泵和反沖洗水泵等，其中每臺(tái)水泵和風(fēng)機(jī)需數(shù)字輸入（DI）：3點(diǎn)、數(shù)字輸出（DO）：1點(diǎn)，電動(dòng)閥門需DI：4點(diǎn)、DO：2點(diǎn)。另液位浮球根據(jù)需要每個(gè)需DI：1點(diǎn)。模擬輸入（AI）點(diǎn)數(shù)根據(jù)選用的儀表數(shù)量確定，其控制點(diǎn)數(shù)一般少于500點(diǎn)。目前PLC技術(shù)發(fā)展迅速，其功能齊全，控制點(diǎn)數(shù)可擴(kuò)展，并可帶各種通訊接口，為其在SBR工藝中應(yīng)用提供了可靠保證。小城鎮(zhèn)或小區(qū)污水量少、構(gòu)筑物布置緊湊、投資少，因此選用一個(gè)PLC站實(shí)現(xiàn)全部設(shè)備的監(jiān)控，再配一臺(tái)帶以太網(wǎng)卡的PC就可實(shí)現(xiàn)全廠（站）的監(jiān)控。

　　3控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)

　　工程按照新型SBR工藝的要求，采用先進(jìn)的自控設(shè)備達(dá)到基本無(wú)人值守的目的，且現(xiàn)場(chǎng)具備良好的人機(jī)對(duì)話界面，控制程序標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化。系統(tǒng)中主要控制設(shè)備PLC不僅能夠采集各水泵、風(fēng)機(jī)、電動(dòng)閥門、液位開關(guān)的運(yùn)行狀態(tài)，檢測(cè)進(jìn)水流量，同時(shí)可按程序全自動(dòng)控制污水處理過程，并通過彩色觸摸屏顯示所有設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，使整個(gè)運(yùn)行操作更加簡(jiǎn)潔、方便。上位機(jī)可以對(duì)歷史記錄進(jìn)行存儲(chǔ)，包括用電量、處理量，并定時(shí)打印日?qǐng)?bào)表、月報(bào)表及年報(bào)表，以備檢查和成本核算。

　　2、工藝過程控制要點(diǎn)

　　污水經(jīng)格柵自動(dòng)流入調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)起停液位控制，其高液位與低液位之間的污水體積等于水泵0.5h的流量，將液位控制信號(hào)與水泵控制相連，同時(shí)也將液位信號(hào)傳到上位機(jī)等待處理命令。根據(jù)新型SBR工藝各工序的特點(diǎn)，編制了主程序及標(biāo)準(zhǔn)子程序。主程序分為SBR主程序和濾池主程序。

　　標(biāo)準(zhǔn)子程序設(shè)置與SBR池?cái)?shù)相對(duì)應(yīng)，池?cái)?shù)為3～6個(gè)，所以設(shè)6個(gè)SBR標(biāo)準(zhǔn)子程序及濾池標(biāo)準(zhǔn)子程序。

　　211SBR主程序

　　主程序控制設(shè)定運(yùn)行參數(shù)及標(biāo)準(zhǔn)子程序的運(yùn)行。

　　開始運(yùn)行主程序時(shí)，首先輸入工藝所需設(shè)定的各項(xiàng)參數(shù)及指令符號(hào)，指令符號(hào)可在面板上直接修改。設(shè)定數(shù)據(jù)輸入后，主程序開始自動(dòng)運(yùn)行，K1=0時(shí)不修改數(shù)據(jù)；K1=1時(shí)需重新輸入數(shù)據(jù)。N個(gè)SBR池輪換周期性運(yùn)轉(zhuǎn)。每個(gè)周期首先執(zhí)行SBR1子程序，在執(zhí)行前需將轉(zhuǎn)SBRx子程序指令修改成轉(zhuǎn)SBR1子程序指令。當(dāng)計(jì)數(shù)器n1≥0時(shí)，各SBR子程序執(zhí)行時(shí)間間隔恰是SBR進(jìn)水時(shí)間T0.當(dāng)執(zhí)行完1個(gè)SBR子程序后n1+1存入n1，當(dāng)間隔時(shí)間t1等于T0后，將轉(zhuǎn)SBRx子程序修改成轉(zhuǎn)SBRx+1子程序，當(dāng)n1<N時(shí)轉(zhuǎn)去執(zhí)行下一個(gè)SBR標(biāo)準(zhǔn)子程序；當(dāng)n1=N時(shí)，重新開始下一周期運(yùn)行。

　　212SBR標(biāo)準(zhǔn)子程序（以SBR1為例）

　　每個(gè)SBR標(biāo)準(zhǔn)子程序包括3個(gè)分子程序：進(jìn)水分子程序、曝氣分子程序、排泥分子程序。

　�、賁BR1進(jìn)水分子程序

　　執(zhí)行SBR1進(jìn)水分子程序時(shí)，工作計(jì)時(shí)器t11清零，首先判斷進(jìn)水泵是否處于故障狀態(tài)，若故障已經(jīng)排除或者沒有故障則開始判斷調(diào)節(jié)池中水位是否達(dá)到啟動(dòng)水位（若故障未排除則轉(zhuǎn)入下一個(gè)處理單元），若到達(dá)啟動(dòng)水位則判斷是否啟用備用泵。如不需啟用備用泵則啟動(dòng)自身進(jìn)水泵。若調(diào)節(jié)池中水位達(dá)到停止水位，停水泵（計(jì)時(shí)器t11累加計(jì)時(shí)），達(dá)到啟動(dòng)水位時(shí)繼續(xù)啟動(dòng)進(jìn)水泵。若未達(dá)到停泵水位時(shí)停泵則檢查泵是否有故障，無(wú)故障時(shí)判斷計(jì)時(shí)器t11是否達(dá)到T0，未達(dá)到時(shí)計(jì)時(shí)器累加計(jì)時(shí)，繼續(xù)進(jìn)水，達(dá)到時(shí)停進(jìn)水泵，轉(zhuǎn)曝氣子程序；泵有故障時(shí)則發(fā)出故障信號(hào)，記憶器y11置1，判斷能否啟用備用泵，能啟用時(shí)y10≥1轉(zhuǎn)到調(diào)節(jié)池達(dá)到啟動(dòng)水位否，不能啟動(dòng)時(shí)判斷進(jìn)水時(shí)間是否達(dá)到T0，未達(dá)到時(shí)計(jì)時(shí)器t11繼續(xù)累加計(jì)時(shí)。待達(dá)到標(biāo)定時(shí)間T0，進(jìn)水泵停轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)為執(zhí)行曝氣分子程序。

　�、赟BR1曝氣分子程序

　　執(zhí)行曝氣分子程序時(shí)鼓風(fēng)機(jī)開始運(yùn)行，曝氣計(jì)時(shí)器t13開始累加計(jì)時(shí)，若鼓風(fēng)機(jī)故障時(shí)轉(zhuǎn)入下一個(gè)處理單元，正常時(shí)判斷是否啟用備用風(fēng)機(jī)，若不需啟用備用風(fēng)機(jī)，則啟用自身的鼓風(fēng)機(jī)t13累加計(jì)時(shí)，風(fēng)機(jī)無(wú)故障時(shí)，判斷曝氣時(shí)間是否達(dá)到T1，未達(dá)到時(shí)t13累加計(jì)時(shí)，風(fēng)機(jī)繼續(xù)工作，達(dá)到t13時(shí)則停風(fēng)機(jī)，轉(zhuǎn)排泥子程序。如果故障時(shí)報(bào)警，記憶器y12=1，判斷備用風(fēng)機(jī)能否啟用，能啟用時(shí)記憶器y13=1，然后轉(zhuǎn)入啟動(dòng)風(fēng)機(jī)單元，若不能啟動(dòng)時(shí)t13繼續(xù)累加計(jì)時(shí)，判斷事故處理否。若事故已處理，y13≥0、y12≥0則轉(zhuǎn)入故障判斷單元。沒有處理時(shí)判斷計(jì)時(shí)器t13是否達(dá)到T1，未達(dá)到則t13繼續(xù)累加計(jì)時(shí)，達(dá)到時(shí)轉(zhuǎn)排泥子程序。

　　③SBR1排泥分子程序

　　執(zhí)行排泥分子程序時(shí)，首先判斷是否需排泥，X為排泥指令符，X=0需排泥，X=1不需排泥。排泥時(shí)先計(jì)算出靜沉工序的時(shí)間，存入t21，然后再計(jì)算出靜沉后開始排泥的時(shí)間，存入t21.靜沉?xí)r間達(dá)t21時(shí)開始排泥，打開電動(dòng)閥，計(jì)時(shí)器t22≥0，啟動(dòng)排泥泵，t22累加計(jì)時(shí)，待t22達(dá)到排泥時(shí)間T3以后，停排泥泵，關(guān)電動(dòng)閥。

　　213濾池主程序

　　主程序控制設(shè)定運(yùn)行參數(shù)及標(biāo)準(zhǔn)子程序的運(yùn)行。

　　開始運(yùn)行主程序時(shí)，首先輸入工藝所需設(shè)定的各項(xiàng)參數(shù)及指令符號(hào)，指令符號(hào)可在面板上直接修改。設(shè)定數(shù)據(jù)輸入后，主程序開始自動(dòng)運(yùn)行，K2=0時(shí)不修改數(shù)據(jù)；K2=1時(shí)需重新輸入數(shù)據(jù)。H個(gè)濾池輪換周期性運(yùn)轉(zhuǎn)。每周期首先執(zhí)行濾池1子程序，在執(zhí)行前需將轉(zhuǎn)濾池x子程序指令修改成轉(zhuǎn)濾池1子程序指令。計(jì)數(shù)器n2≥0，各濾池子程序執(zhí)行時(shí)間間隔恰是反沖洗時(shí)間T4.當(dāng)執(zhí)行完1個(gè)濾池標(biāo)準(zhǔn)子程序后n2+1存入n2，當(dāng)間隔時(shí)間t2等于T4后，將轉(zhuǎn)濾池x子程序修改成轉(zhuǎn)濾池x+1標(biāo)準(zhǔn)子程序，當(dāng)n2<H時(shí)轉(zhuǎn)去執(zhí)行下一個(gè)濾池標(biāo)準(zhǔn)子程序；當(dāng)n2=H時(shí)重新開始下一周期運(yùn)行。

　　214濾池標(biāo)準(zhǔn)子程序（以濾池1為例）

　　濾池標(biāo)準(zhǔn)子程序包括過濾分子程序和濾池反沖洗分子程序兩種。

　　①濾池1過濾分子程序

　　當(dāng)執(zhí)行過濾分子程序時(shí)，過濾工作計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)，當(dāng)中間水池的水位達(dá)到啟動(dòng)水位后開啟活性炭進(jìn)出水閥與砂濾罐進(jìn)出水閥，之后判斷備用泵是否在運(yùn)行當(dāng)中，過濾工作計(jì)時(shí)器開始累計(jì)時(shí)間。當(dāng)水位未達(dá)到停泵水位時(shí)，關(guān)閥門、水泵，中間過濾自動(dòng)復(fù)位記憶器置1，過濾工作計(jì)時(shí)器繼續(xù)累加。達(dá)到停泵水位后，判斷其泵閥是否發(fā)生故障（有故障則傳輸故障信號(hào)、報(bào)警），直接關(guān)閥門、水泵，轉(zhuǎn)入反沖子程序。若無(wú)故障，則判斷時(shí)間是否達(dá)到了標(biāo)定時(shí)間；若達(dá)到，工作計(jì)時(shí)器清零，關(guān)閥門、水泵，轉(zhuǎn)反沖分子程序。

　�、跒V池1反沖分子程序

　　在執(zhí)行反沖分子程序時(shí)，反沖計(jì)時(shí)器清零，判斷設(shè)備有無(wú)故障后（有故障則報(bào)警），開啟活性炭反沖進(jìn)、出水閥，同時(shí)關(guān)閉外排閥門。反沖計(jì)時(shí)器1開始累計(jì)時(shí)間，在判斷水泵是否故障之后，判斷其是否達(dá)到標(biāo)定時(shí)間（如達(dá)到則關(guān)反沖閥門、開啟外排閥，同時(shí)反沖工作計(jì)時(shí)器2置0），若砂濾罐反沖進(jìn)、出水閥無(wú)故障，則開啟砂濾罐反沖進(jìn)、出水閥，關(guān)閉外排閥（若有故障，報(bào)警后直接開啟外排閥門），啟動(dòng)反沖泵，反沖計(jì)時(shí)器2開始累加時(shí)間，判斷水泵是否故障、是否達(dá)到標(biāo)定時(shí)間，達(dá)到后則關(guān)反沖洗進(jìn)、出水閥門。

　　3結(jié)語(yǔ)

　　1000m3/d的污水處理站和5000m3/d的污水處理廠的控制系統(tǒng)充分利用了網(wǎng)絡(luò)、CRT等技術(shù)，將PLC控制站和MCC柜組合在一起可減少接線，降低工程造價(jià)，設(shè)定參數(shù)控制既可由現(xiàn)場(chǎng)PLC工作站單獨(dú)完成，又可由上位PC機(jī)實(shí)現(xiàn)設(shè)定及監(jiān)控，符合SBR工藝控制系統(tǒng)的需要。該控制系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行結(jié)果表明：整個(gè)系統(tǒng)性能可靠，可滿足隨污水量變化自動(dòng)調(diào)控的要求，提高了污水處理效率和效果，同時(shí)降低了能耗。

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