基于PLC控制系统的污水处理技术应用

王嘉炜 邓若飞（北京航天试验技术研究所，北京 100074）

基于PLC控制系统的污水处理技术应用

王嘉炜 邓若飞（北京航天试验技术研究所，北京 100074）

以某工厂生产废水的处理系统为例，针对污水处理系统控制系统变量多、系统复杂、运行环境差的特点，设计了一套基于西门子PLC的污水处理控制系统和上位机人机界面，保证了系统的稳定自动运行。通过现场调试及系统目前良好的运行状态，证明了该系统的正确性和可靠性。

PLC；污水处理；控制系统

由于我国轻工业的迅速发展，大量工厂在追求高效经济发展的生产过程中产生了大量的工业废水，对此类污水的处理成为了社会普遍关注的重点内容，经济效益与环境保护的共同发展已成为人们研究的热点问题。

本文针对某工厂生产过程中产生的废水，通过分析其成分，建立适用的污水处理系统，运用PLC控制系统对其进行控制，保证系统的自动稳定运行。

1 污水成分分析及处理工艺

污水处理部分主要处理的是厂内的办公废水和生产废水，通过对水样进行分析得出，生产废水水量较大，所排污水的特点表现为，COD浓度不高，生产废水在循环使用的过程中，积累了较高的悬浮物。对于此类污水的最佳处理方法是絮凝+气浮+过滤的处理工艺。

在本工程中由于悬浮物较高，气浮浮渣产生量相对较大，浮渣排进污泥浓缩池，浓缩后的浮渣污泥进入板框压滤机将污泥压成泥饼外运。

图1.污水处理工艺流程图

如图所示，污水经管线收集进调节池，调节池设有预曝气系统，用于搅拌，达到均匀水质和防止沉淀的目的。调节池内的潜污泵将污水提升到气浮池，气浮池内PAC、PAM，由气浮的作用将悬浮物存到污泥浓缩池，气浮出水进入多介质过滤器过滤后进入中水回用池。中水回用池将经过紫外消毒灯消毒后的中水送至各用水点。污泥浓缩池的污泥用泵送进压滤机压成泥饼，外运安全填埋，压滤液回调节池进行再处理[1]。

2 各工艺段设备与功能

调节池：对将要进入系统进行处理的污水进行集中，同时对污水进行均质均量。

气浮设备：气浮设备是在水中通入或产生大量的微细气泡，使空气以高度分散的微小气泡形式附着在悬浮物颗粒上，造成密度小于水的状态，利用浮力原理使其浮在水面，从而实现固-液分离的目的。

污泥浓缩池：污泥在此处浓缩，集中处理。

多介质过滤器：分为砂滤和碳滤，能有效去除水体中的悬浮物、胶体、泥沙等杂质，降低水的浊度，达到水质澄清的目的。

回用水池用来调节水量，同时各池均有液位系统，用来反馈当前的水量信号，达到精确控制和保护设备的功能。

3 控制系统组成与实现功能

本污水处理SCADA（Supervisory Control and Data Acquisition）系统采用三种控制方式：现场手动控制、自动控制和远程控制。现场手动控制是指通过设备旁的开关手动控制设备的开启和关闭；自动控制是指由现场PLC站按照程序以及工艺流程参数，全自动执行控制设备的任务；计算机远程控制是指由中心控制室通过SCADA系统网络对远端设备的工艺参数和现场设备运行状态进行监视，并且可远程操控现场设备。相应的系统的硬件主要包括现场设备及仪表、下位机和上位机三部分。

PLC站选用西门子公司的S7-300系列PLC为主控制器，CPU选用CPU315-2DP，根据现场控制需要选取相应的SM322（DO16）和SM334（AI4/AO2）作为扩展模块，软件采用模块化编程结构。按照污水处理工艺流程，污水处理是按照一定顺序逐步进行的，各个阶段处理工艺和控制要求都不同。根据各阶段的控制要求，把整个污水处理流程分为若干个功能块[2]。

中央控制室由一台工控机通过以太网与PLC相连，采用WinCC软件完成上位机的组态，操作人员通过上位机运行界面可以直观的了解现场污水处理工艺参数和设备运行情况，也可以根据实际生产需要发出控制指令，由PLC根据程序进行过程控制。主要实现功能：①显示流量、压力、液位和报警信号②显示动态工艺流程图③进行工艺参数设置④报警提示⑤显示和存储实时数据[3]。

4 结语

本系统根据污水处理的工艺要求，以西门子PLC为控制核心，用工控机配以WinCC组态软件实现远程监控，整个系统简单、控制功能完善，安装调试方便，满足了污水处理厂自动化控制的需求。

[1]张斐,马少华,任志明,等.一体化设备在医院污水处理中的应用[J].化学工程与装备,2015(5):227-229.

[2]胡健.西门子S7-300PLC应用教程[M].机械工业出版社,2007.

[3]王乐新,张晓冉.基于PLC的污水处理控制系统[J].工业控制计算机,2012,25(4):14-15.