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摘要：在如今自动化、信息化、智能化飞速发展的大环境下，PLC技术正以摧枯拉朽之势冲在科技前沿，基于此背景，各大中专院校的机电专业都开设了PLC编程与应用的相关课程，尤其是顺序功能控制指令的引入更使得复杂问题变得简单、直观。因此，利用PLC顺控功能指令设计污水处理系统无疑是目前较环保、科学、高效的选择。本文据此结合PLC编程与应用课程教学指导学生进行了基于PLC控制污水处理系统的设计。
关键词：PLC；水处理控制系统；设计
引言
由于水资源短缺，随着科技进步和水资源减少，我国逐渐发展和研究出各种水的自动处理和控制系统，提高了水资源重复利用率。本文通过介绍PLC含义和PLC在水处理控制系统中的作用及应用，创造出新的水处理控制系统，提高水资源的利用效率。
1CASS污水处理工艺简介
CASS污水处理工艺即循环式活性污泥法，是近年来广泛应用的处理生活污水及工业废水的先进工艺。整个工艺的核心是CASS生化池，并按照曝气、沉淀、滗水、闲置周期循环运行，其工艺流程图如1所示。
城市污水经过厂外提升泵站进入污水处理厂，先流经粗细格栅机，分别去除较大和较小的渣物，再进入沉砂池去除污水中的砂粒，以保证后继处理构筑物的正常运行。污水通过配水井分配到四个CASS反应池，进行生化处理，处理后的水通过滗水排放。CASS池生化反应产生的剩余污泥由泵送入储泥池，然后进入脱水房经机械浓缩脱水后形成泥饼，并外运卫生填埋。
2污水处理的工艺流程
（1）进水阶段运行周期从污水进入反应器的那一刻开始。进水的时间可以由人认为的设定取决于很多种的因素包括设备本身的特点和所处理的污水目标，进水阶段的主要作用在于确定反应器中的水力特征，如果进水的阶段较短，其特征就会像瞬时的工艺负荷，系统类似于多级串联构型的连续的污水处理工艺。在这种情况下，微生物刚刚开始就接触了高浓度的有机物和其他的成分。但是各个组分的浓度随着时间的变长而慢慢的降低。相反地，如果进水阶段的时间长，则瞬时的负荷就下了很多，系统的性能能够类似于完全混合式连续处理工艺。这就意味着微生物首先会接触到浓度比较低且相对稳定的污水。
（2）反应阶段进水结束后，反应阶段是SBR工艺中最为重要的阶段。此时进水阀门关闭，空气阀门打开，同时潜水搅拌机和鼓风机开始运行，开始进行曝气。曝气的时长一般在7.5小时左右。实际上，这些反应其实是对微生物生长和基质的利用过程。
（3）沉淀阶段在反应曝气时间到达后，潜水搅拌机和鼓风机停止运行，开始进入沉淀阶段，开始重力分离沉淀和水体。沉淀有两个作用沉淀出来的水要达到排放的要求和保留控制微生物控制SRT。
（4）排水阶段SBR反应池中的水达到设定高度，经过沉淀后进入排水阶段，此滗水器启动，将上清的水缓缓地排出，当SBR反应池中的水到底设定的最低液位时，滗水器停止运行，同时排污泥泵在滗水器停止之后开始运行，将剩余的污泥排出。
3基于PLC技术进行污水处理控制系统设计
（1）厂外控制站。厂外控制站由厂外污水泵房控制站（PLC１）和厂外中水泵房控制站2（PLC2）组成。多条污水处理线共用PLC１和PLC２，PLC１站主要监控污水提升泵房的电动阀门、移动粗格栅、污水提升泵、提升泵房的硫化氢及超声波液位计；PLC２主要监控中水提升泵房的电动蝶阀、轴流送／排风机组、中水泵及中水提升泵房的超声波液位计、压力表、流量计。
（2）预处理控制站。预处理控制站可设置为1处控制站（PLC3）。预处理控制站是污水处理厂的咽喉，污水进入传统的沉淀、生物池等处理之前的处理工艺，预处理控制站包括细格栅渠、曝气沉砂池、初沉池、初沉污泥泵房、鼓风机房等，实时监测液位、流量、压力等变化。（3）加药及生化池控制站。加药及生化池控制站由加药间、生化池、回流井及剩余污泥井等组成，可设置1处控制站PLC4。污水加药控制分为手动加药和自动加药两种方式，由于加药量受到水中有害物质的影响，所以应该准确的计算出加药量的大小。因此，系统中采用PLC技术严格监控和测量水中有害物质的含量，并计算出科学合理的加药量；如果采用手动加药的方式，可能会造成加药量的误差，影响水资源的处理。另外，通过PLC系统可以准确控制生化池COD及DO指标。该指标是污水排放标准的重要指标。
4PLC技术在污水处理系统设计中的发展性措施
4.1选用性能优良的电源，降低电源对PLC技术的影响
在PLC控制系统中，对于电源的合理选择具有极其重要的地位，通过加强对于电源的选择和控制，从而降低电源对PLC技术的影响，提高PLC技术在我国水资源处理系统中更好地应用。所以，针对变送器和共用信号仪器应该选择分布电容较小、抑制较大的配电器，从而减少对PLC系统的干扰，而且要保证供电效果的不断性，提高供电的科学性和安全性。通过选择理想的电源，从而保障供电的安全性，促进PLC系统的发展和进步。
4.2提高操作人员的综合素质，增强工人对PLC系统的认识和了解
水资源处理控制系统通过PLC技术和系统的监控和应用，提升了我国水资源的重复利用率，促进了我国水资源处理系统的进步和发展，但是还存在操作人员综合素质偏低，专业不对口问题。因此，通过以下措施来提高工人的综合素质。（1）加强岗上培训，促进员工实践与理论相结合，提升员工的专业素质和综合素质，保障水资源处理系统中PLC系统的正常运行，促进水资源处理系统的进步和完善，提高水资源处理的经济效益和社会效益，为经济的发展提供了良好的发展资源。（2）加强与高校的合作，为毕业学生提供就业岗位，既为水资源处理控制系统中PLC系统提供了发展型人才，又提供了就业岗位，从而提高了员工的综合素质。（3）加强与外资企业的合作，积极引进、学习国外的先进技术和经验，提高我国工人的综合素质和专业素质，促进我国水资源处理系统的发展。
结束语：本文设计以PLC为控制核心的污水处理控制系统，结合组态软件实现对污水处理过程的自动控制，工艺流程简单，运行管理方便，极大提高了污水处理的可靠性、运行安全性和处理效率。
参考文献
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论文作者:吴晨光
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第36期
论文发表时间:2019/4/23
标签：污水处理论文; 水资源论文; 控制系统论文; 污水论文; 系统论文; 泵房论文; 阶段论文; 《建筑学研究前沿》2018年第36期论文;