PLC技术在污水处理系统中的应用

薛金平

（山西润民环保工程设备有限公司山西太原030000）

PLC技术在污水处理系统中的应用

薛金平

（山西润民环保工程设备有限公司山西太原030000）

随着我国的经济发展与城市建设的不断加快、人民生活水平的不断提高，对环境的污染也在不断的加剧，其中污水污染问题已引起社会各界的普遍关注。“十二五”期间，我国污水处理技术取得了长足进步，水污染问题得到妥善解决。但水污染形势仍然严峻，所以“十三五”提出“加大环境治理力度，以提高环境质量为核心，实行最严格的环境保护制度。”战略规划。实施工业水污染源全面达标排放计划。PLC技术以可编程逻辑控制器为核心，广泛应用于工业过程的参数检测和设备控制，在污水处理领域也得到不断深入的应用，大大提高了污水处理系统的自动化水平。本文结合某污水处理厂污水处理项目，详细介绍了PLC技术在SBR污水处理工艺中的应用，以期为同类污水处理厂的设计提供参考。

PLC技术；污水处理系统；SBR工艺

目前，我国大多数污水处理控制系统自动化水平不高、安全性低、管理不当，效率普遍低于世界先进水平。污水处理系统中的设备启停控制、数据通信和监控管理是急需解决的主要问题。中国污水处理自控系统相对落后，污水处理成本居高不下，污水厂排放的处理过的污水的水质不稳定，所以如何建立有效的自控系统，优化运行效果，减少运行费用，具有重要意义。

SBR法，又称序批式活性污泥法。早在1914年就被采用，但由于当时自动化水平较低，加之该工艺操作繁琐、控制困难，在使用推广过程中受到一定限制。近年来，随着计算机和自动控制技术的飞速发展，SBR工艺的缺点得到很好的解决。同连续式活性污泥法相比，SBR具有许多独特的优点，使得SBR法重新受到国内外的重视。

1　污水处理厂工艺流程

1.1工艺流程图

某污水处理厂主要用于处理该厂职工日常生活产生的生活污水，采用SBR为核心的处理工艺，处理流程如下图所示。

图1　污水处理厂工艺流程图

1.2流程说明

生活污水经收集管网流经格栅槽，经格栅拦截后，污水中的漂浮物混合较大颗粒的固体杂质被去除，避免堵塞后续处理系统的管道、水泵等机械设备，保证后续处理系统的正常运转；调节池的主要作用是调节水量，对来水水量的不均匀性进行缓冲，使污水能够比较均匀地进入后续处理单元。在调节池设进水泵，将污水提升至SBR池；SBR池是本污水处理厂的核心构筑物，污水中的BOD等主要污染物质通过生物降解、沉降等作用被去除。SBR工艺包括进水、反应、沉淀、排水、待机5个阶段[1]，从污水开始流入到待机时间结束为一个周期，一切过程都在SBR池内完成，本文所述工程设4格SBR池，独立运行；在排水阶段，经过沉淀的上清液由设于SBR池内的滗水器滗至清水池内，清水池内的水可回用或达标排放。

在SBR池的待机阶段，如污泥界面较高而产生的剩余污泥，则打开排泥阀门将剩余污泥排至污泥池内，经污泥脱水机压滤形成泥饼后外运处置。

2　PLC技术的应用

2.1主要设备与仪表

本文以调节池、SBR池、鼓风机的控制为研究对象对PLC在污水处理系统中的应用展开研究，即本文的PLC技术的应用范围是指流程图虚线框内的仪表检测及设备控制。其所涉及的仪表与设备如下表所示。

表1　　PLC控制系统的主要仪表与设备

2.2控制过程

2.2.1调节池控制

调节池设有高、中、低三段水位，由调节池液位计Y1监测，液位计采用压力变送式液位计，能监测到液位的连续变化。当调节池处于低液位时，进水泵P101和P102都停止工作；当调节池处于中液位时，P101和P102交替工作，交替时间8h；当调节池处于高液位时，P101和P102都启动，同时发出声光报警信号并弹出“调节池高液位”对话框。当4个SBR池都不处于进水状态时，P101和P102都停止工作，发出声光报警信号并弹出“无进水状态的SBR池”对话框。

2.2.2SBR池控制

SBR池包括进水、反应、沉淀、排水、待机5个工作状态的控制，以下SBR池1为例就5个状态的控制分别进行描述，其他3个SBR池的控制与SBR池1相同。

（1）进水。当由Y201监测到的SBR池1液位较低时，打开其所对应的的进水管上的进水阀V101，向池内注入调节池内的污水，当SBR池1液位达到设定的高液位时，关闭进水阀V101，进水阶段结束。

（2）反应。进水阶段结束后，进入反应阶段。打开进气阀V201并开始计时，向SBR池1内通入压缩空气进行曝气，根据设于SBR池1内的溶氧仪Y301监测到的数据调整进气阀V201的开度，使SBR池1内溶解氧保持在设定范围内，当进气阀V201打开时间累积达到3h后，反应阶段完成，关闭进气阀V201。

（3）沉淀。当进气阀V201关闭后，进入沉淀阶段并开始计时，SBR池1内混合液在静止状态下进行泥水分离，当沉淀时间达到1.5h后，沉淀阶段结束。

（4）排水。在排水阶段，滗水器M101以预先设定好的速度下沉，将SBR池1内的上清液滗至清水池内，当SBR池1液位计Y201监测到的液位降低到设定的低液位值时，滗水器电机反转，将滗水器向上提升，当提升接触到行程开关时，滗水器M101停机，排水阶段结束。

（5）闲置。排水完成后，进入闲置阶段，根据需要，将闲置阶段时间设为0.5h。如果SBR池1的污泥界面仪Y401监测到的污泥界面高于设定值，说明池内存在剩余污泥，打开排泥阀V301，将池内污泥排出，直至监测到的污泥界面下降至设定界面之下，关闭排泥阀V301停止排泥。闲置阶段结束后，进入下一周期，开始下一周期的进水阶段。

2.2.3、鼓风机控制

鼓风机M201和M202的控制主要是调整鼓风机转速，当所有处于曝气状态的SBR池的进气阀全开时，监测到的溶解氧仍较低时，可调快鼓风机转速，直到溶解氧达到设定值。反之则调慢鼓风机转速。鼓风机M201和M201交替工作，交替周期12h。

3　结语

对采用SBR工艺的污水处理系统利用PLC自动化控制技术后，克服了SBR工艺存在的工序繁琐、控制操作困难、运行不稳定等缺点，充分发挥了SBR工艺对水质水量变化适应性强、抗冲击负荷好、运行灵活、出水水质好、占地小等优点，大大提高了污水处理厂的自动化水平，降低了劳动强度，提高了劳动生产率，收到的较好的环境效益、经济效益和社会效益。可见，PLC技术在污水处理系统中具有良好的应用前景。

[1]杨增吉,等.SBR工艺分析及其在处理造纸废水中的实际应用[J].黑龙江造纸,2006,3:64-65.