基于PLC控制的自动化污水处理系统

杨如意

摘要：目前，在我国社会经济高速发展的同时，其隐藏的污染问题也相继出现，最为严重的当属水污染问题，随着生态环境的不断恶化，将会直接影响着我国社会经济的可持续发展，如今，处理水污染的问题已经被提上日程，并且在处理的过程中要充分发挥出现代科学技术的应用能力，实现污水自动化处理，提高污水处理的效率。在污水自动化处理中，最为常用的就是基于PLC的自动化污水处理技术。本文以MBBR污水处理工艺为例，介绍了基于PLC的污水处理控制系统，包括污水处理工艺流程、系统控制要求、系统硬件配置、以及控制系统的实现，从而说明PLC在污水自动化处理过程中的应用。

关键词：水污染处理;自动化;PLC;MBBR工艺

一、水处理工艺流程

本文介绍的污水处理系统采用的是MBBR工艺，MBBR是移动床生物膜反应器（Moving Bed Biofilm Reactor）的简称，该工艺兼具传统流化床和生物接触氧化两者的优点，运行稳定可靠，抗冲击负荷能力强，脱氮效果好，是一种经济高效的污水处理工艺。具有生化系统启动快、脱氮除磷效果好、剩余活性污泥少、投资运行费用低的特点。工艺流程图如下：

生活污水首先进入格栅，拦截掉大块固体物，提高后续处理的可生化性，之后进入污水调节池调节水质水量，经水泵提升至污水处理设备入水口，经过缓冲池，缓冲池到预脱销池通过气提方式过水，保证后续工艺单元能连续进水稳定运行。在缺氧条件下预脱硝区充分去除入流污水及回流污泥中的硝酸盐和氧气，保证厌氧区的严格厌氧环境，使得聚磷菌在厌氧区中释放磷的效率大大提高，确保其在好氧池的吸磷效率得到了充分提升，通过将硝化液回流至缺氧池强化反应器脱氮能力，进一步实现对氮、磷的高效去除能力。硝化液和污泥回流均采用气提回流方式进行。经过微生物的充分降解，混合液流入澄清沉淀池进行固液分离。上清液经管道重力流排出，最终达标排放，剩余污泥贮存于污泥池定期清理外运。

二、系统控制要求

采用PLC控制系统实现污水自动化控制，保证污水严格按照工艺流程处理，系统设有手动/自动切换功能，可以随时根据系统各设备的运行状况对系统的控制方式及工艺参数进行调整。在手动方式下，可对各执行元件（如：电磁阀，水泵）进行独立操作。同时系统还要实现对污水处理设备的运行监视、远程调控、智能化故障报警与诊断、统计数据及数据分析、权限管理等功能。

三、控制系统硬件配置

为满足系统控制要求，必须配置相应的电气元器件：

四、控制系统的实现

（1）、系统运行模式： 触摸屏上可切换手/自动运行模式

A）、手动模式：手动模式时，可在触摸屏上单独控制各执行元器件（电磁阀、水泵等）的启停。

B）自动模式：

提升泵：在自动模式下，提升泵通过调节池液位浮球开关来控制，浮球开关高液位时提升泵开启，污水由调节池进入缓冲池，污水处理系统开始运行，浮球开关低液位时提升泵关闭。

气泵：在自动模式下，提升泵启动后气泵自动启动，提升泵停止运行24小时（气泵停止设定值）后，气泵进入待机状态，气泵以一定的周期启停，保证设备供养，确保系统内微生物活性。

紫外线消毒器：提升泵启动后消毒器自动启动，直到提升泵停止运行且设备出水口停止出水后停止（也可通过时间设定）。

加药泵、搅拌机：提升泵启动时加药泵启动加药，同时搅拌机启动，保证加药均匀，提升泵停止时，加药泵跟搅拌机停止。

硝化液回流阀：提升泵启动后按一定的周期间歇性启停，。

备注：以上时间参数可在触摸屏上设置，参数设置只用于自动模式下，手动模式下参数设置无效。

（2）、报警及保护

低液位报警：浮球开关检测到低液位时，发信号给PLC，PLC停止提升泵并发出低液位告警。

水泵、风机故障报警：水泵、风机发生故障时，变频器将故障信号传送给到PLC，PLC发出故障告警并停止系统运行，直到故障解除后再重新运行系统。

（3）、系统状态监控

通过PLC采集浮球开关、电磁阀、水泵、风机等元件状态，并通过PLC通讯口将这些状态上传到后台，同时后台也可以通过PLC控制污水处理设备的运行。

结束语：

目前，PLC控制器在国内外已廣泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，PLC具有可靠性高、抗干扰能力强、使用灵活、通用性强、编程简单、容易掌握、接口简单、维护方便等特点，特别适合应用在污水自动化处理之中，并且PLC支持多种通讯方式，可将数据上传到云平台，实现远程设备运行状态监视、远程设备调控、智能故障报警与诊断、统计数据及数据分析等功能，实现“无人值守”式的污水自动化处理。

参考文献：

[1]蔡健.浅谈污水处理系统的电气控制措施[J].城市建设理论研究（电子版），2018（02）

[2]范建忠，刘爱琴，吴延伟，等.PLC 在电气自动化中的应用现状与发展前景[J].科技资讯，2018（12）